基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子檢測領域，尤其涉及一種基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統。
【背景技術】
[0002]由于城市空間相對有限，越來越多的單位和個人將自己的辦公或居住場所搬迀到高樓上，相應地，人們使用電梯的頻率也越來越高。
[0003]然而，電梯在運行中其空間與外界隔絕，在電梯封閉、狹窄的空間內給不法分子提高了暴力犯罪的契機，現有技術中雖然存在一些對電梯內部空間視頻監控的技術方案，但這些技術方案都需要監控人員肉眼觀察監控視頻，人工進行暴力行為的判斷，而且現有技術中無法精確判斷每一種暴力場景，因而無法相應采取不同的應對措施，例如，無法判斷電梯中不法分子走向另外一個人準備實行暴力的場景。
[0004]因此，需要一種新的電梯空間具體暴力場景的檢測方案，不僅僅能夠及時、準確地檢測到暴力場景，而且能夠判斷出暴力場景的類型為不法分子逐步逼近的場景，為相關監控部門采取相應應對措施提供重要的信息參考。

【發明內容】

[0005]為了解決上述問題，本發明提供了一種基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統，采用一系列圖像檢測設備逐步確定電梯內的預設具體場景:通過人體灰度上限閾值和人體灰度下限閾值從圖像中剝離人體目標，通過各個人體目標的幾何特性判斷不法分子逐步逼近的場景，這些圖像檢測設備能夠有機地結合于電梯主體上，在不耽誤電梯正常運行的情況下，提供暴力預警機制。
[0006]根據本發明的一方面，提供了一種基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統，包括高清攝像設備、圖像處理設備、4G通信設備和嵌入式處理器，所述高清攝像設備用于對電梯轎廂進行拍攝以獲得實時電梯圖像，所述圖像處理設備與所述高清攝像設備連接，用于對所述實時電梯圖像執行圖像處理以提取場景數據，所述嵌入式處理器與所述圖像處理設備和所述4G通信設備分別連接，用于基于提取的場景數據確定是否通過所述4G通信設備實現暴力事件預警。
[0007]更具體地，在所述基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統中，還包括:USB接口，用于連接外部U盤，接收外部U盤內存儲的人體灰度上限閾值、人體灰度下限閾值、預設檢測時間間隔、預設拍攝數量、面積變化率閾值、距離變化率閾值和標準軌跡模板集，所述人體灰度上限閾值和所述人體灰度下限閾值用于將圖像中的人體與背景分離，所述標準軌跡模板集包括了各種有規則的運動軌跡模板；移動硬盤，與所述USB接口連接，用于接收并存儲所述人體灰度上限閾值、所述人體灰度下限閾值、所述預設檢測時間間隔、所述預設拍攝數量、所述面積變化率閾值、所述距離變化率閾值和所述標準軌跡模板集；電梯主體結構，由電梯轎體設備、機房控制設備、井道控制設備和層站控制設備組成，所述電梯轎體設備包括井道傳感器、開門機、緊急終端開關、導靴、轎內操縱箱、轎架、轎門、安全鉗、隨行電纜和轎廂，所述井道傳感器、所述開門機、所述緊急終端開關和所述導靴都設置在所述轎廂的頂部，所述轎內操縱箱設置在所述轎廂的內部，所述轎架設置在所述轎廂的外部周圍，用于固定所述轎廂，所述安全鉗設置在所述轎廂的底部，所述隨行電纜設置在所述轎廂的外偵牝所述機房控制設備包括減速器、拽引輪、導向輪、限速器、制動器、拽引機、電源開關和電梯供電電源，所述井道控制設備包括導軌支架、拽引鋼絲繩、開關碰鐵、導軌、對重、補償鏈、補償鏈導輪、張緊裝置、繩頭組合和緩沖器，所述對重通過所述繩頭組合固定在所述轎廂的下方，所述補償鏈、所述補償鏈導輪和所述張緊裝置按照從上到下的順序依次設置在所述對重的下方，所述層站控制設備設置在每一層樓層上，包括呼梯盒、層樓指示燈和層門；所述機房控制設備中的電梯供電電源包括太陽能供電器件、不間斷電源器件、市電接入器件、切換開關和切換控制器，所述切換開關與所述太陽能供電器件、所述不間斷電源器件和所述市電接入設備分別連接，所述切換控制器與所述切換開關連接，當所述切換控制器檢測到市電正常供應時，將所述切換開關切換到所述市電接入器件以由市電提供供電，當所述切換控制器檢測到市電供應中斷時，將所述切換開關切換到所述不間斷電源器件以由所述不間斷電源器件提供供電，所述切換控制器還在所述不間斷電源器件提供供電期間，根據所述不間斷電源器件的剩余電量決定是否控制所述切換開關切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電；所述高清攝像設備設置在所述轎廂內，與所述移動硬盤連接，以基于所述預設檢測時間間隔依次自動拍攝預設拍攝數量的多幀實時電梯圖像；所述圖像處理設備與所述高清攝像設備和所述移動硬盤連接，以分別接收所述多幀實時電梯圖像，所述圖像處理設備包括邊緣增強子設備、中值濾波子設備、灰度化處理子設備、目標識別子設備和數據提取子設備；所述邊緣增強子設備、所述中值濾波子設備、所述灰度化處理子設備、所述目標識別子設備和所述數據提取子設備聯合用于對每一幀實時電梯圖像執行場景數據提取處理:所述邊緣增強子設備與所述高清攝像設備連接，用于對每一幀實時電梯圖像執行邊緣增強處理，以獲得每一幀增強圖像；所述中值濾波子設備與所述邊緣增強子設備連接，用于對每一幀增強圖像執行3 X 3像素濾波窗口的中值濾波處理，以獲得每一幀濾波圖像；所述灰度化處理子設備與所述中值濾波子設備連接，用于對每一幀濾波圖像執行灰度化處理，以獲得每一幀灰度化轎廂圖像；所述目標識別子設備與所述灰度化處理子設備和所述移動硬盤分別連接，將每一幀灰度化轎廂圖像中灰度值在所述人體灰度上限閾值和所述人體灰度下限閾值之間的像素組成多個目標灰度子圖像；所述數據提取子設備與所述目標識別子設備連接，基于所述多個目標灰度子圖像計算每一個目標的面積、每兩個目標之間的相對距離和每一個目標的形心位置；所述嵌入式處理器與所述數據提取子設備和所述移動硬盤分別連接，基于每一幀實時電梯圖像對應的每一個目標的面積、每兩個目標之間的相對距離和每一個目標的形心位置計算每一個目標的實時面積變化率平均值、每兩個目標之間的實時相對距離變化率平均值和每一個目標的實時運動軌跡，并在所有目標的實時面積變化率平均值小于所述面積變化率閾值、所有兩個目標之間的實時相對距離變化率平均值在零和所述距離變化率閾值之間且所有目標的實時運動軌跡與所述標準軌跡模板集的某一種有規則的運動軌跡模板匹配時，則認定存在暴力實施者向暴力被實施者逼近的場景，發出暴力事件預警信號；所述4G通信設備，與所述嵌入式處理器和所述圖像處理設備分別連接，用于在接收到所述暴力事件預警信號時，將所述多幀實時電梯圖像和所述暴力事件預警信號通過4G通信網絡發送到電梯負責單位的內部網絡或電梯負責人的移動終端；語音報警設備，與所述嵌入式處理器連接，用于在接收到所述暴力事件預警信號時，播放與所述暴力事件預警信號對應的語音報警文件；其中，所述嵌入式處理器基于每一幀實時電梯圖像對應的每一個目標的面積計算每一個目標的實時面積變化率平均值，具體為，針對每一個目標，按照實時電梯圖像的拍攝時間前后順序計算相鄰拍攝時間的兩幀實時電梯圖像的該目標的面積變化率，并對計算得到的多個面積變化率取平均值以獲得該目標的實時面積變化率平均值；所述嵌入式處理器基于每兩個目標之間的相對距離計算每兩個目標之間的實時相對距離變化率平均值，具體為，針對每兩個目標，按照實時電梯圖像的拍攝時間前后順序計算相鄰拍攝時間的兩幀實時電梯圖像的該兩個目標的相對距離變化率，并對計算得到的多個相對距離變化率取平均值以獲得該兩個目標的實時相對距離變化率平均值；所述邊緣增強子設備、所述中值濾波子設備、所述灰度化處理子設備、所述目標識別子設備和所述數據提取子設備被集成在一塊FPGA芯片中。
[0008]更具體地，在所述基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統中:所述人體灰度上限閾值和所述人體灰度下限閾值的取值都在0-255之間。
[0009]更具體地，在所述基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統中:所述高清攝像設備還包括鏡頭和濾光片。
[0010]更具體地，在所述基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統中:所述語音報警設備為雙聲道揚聲器。
[0011]更具體地，在所述基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統中:采用3G通信設備或GPRS通信設備替換所述4G通信設備。
【附圖說明】
[0012]以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中:
[0013]圖1為根據本發明實施方案示出的基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統的結構方框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將參照附圖對本發明的基于圖像處理的電梯內暴力事件預警系統的實施方案進行詳細說明。
[0015]現有技術中，對電梯內部的監控報警系