監控攝像頭自動報警系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及人工智能、模式識別和監控安防等領域，目的是要給目前的監控攝像系統裝上大腦和嘴吧，使其不但能觀察和記錄，而且還能分析、報警和提示、說話。
【背景技術】
[0002]眾所周知，目前到處都是攝像頭和電子眼，從天上的遙感、無人機，到地下的礦井和隧道，它們可以24小時不斷地實時監控，而且比人類看得更遠、更清晰，其觀察能力已遠超人類，但這些監控攝像系統只有觀察和記錄的功能，沒有分析和報告異常情況的功能，其所起的作用還只是觀察、記錄和威懾作用，只能用于事后調取證據，不能及時、有效地預防和制止火災、犯罪等不良事故的發生。所以，會經常發生監獄越獄事件，銀行自動取款機附近發生犯罪事件，以及森林失火，洪水使河道潰堤等不良事件，如果利用本技術，就可有效地預防和阻止這些危害事件的發生。
[0003]目前的視頻監控系統使用的是錄像加人工監控的低級模式，只能事后提供線索或現場指揮抓捕犯罪嫌疑人，其事前預警的智能監控“潛力”遠沒有被挖掘出來，不能自動通過對視頻圖像內容的分析來引發報警，也不能有選擇地存貯關鍵信息。視頻監控系統“不夠智能”必將導致兩個方面的問題:一是隨著視頻監控攝像頭規模的擴大，24小時緊盯視頻畫面值班人員的工作壓力必將增大，也會浪費較多的人力資源；二是無用信息的存儲將耗費了大量計算機存貯空間，使得有用資料存儲的時間縮短。本發明遇到異常情況能及時報警、提示，同時可對這一時段的視頻信息做特殊標示，長期存儲，重點保存，從而有效解決上述問題。
[0004]此外，目前的監控系統除了不能自動報告上述已知的異常情況外，更不能報告未知的異常情況，因此還不能用于幫人類發現新線索，新情況，新現象，不能用于科學研究和科學發現，本發明中的“不匹配報告”可以及時報告未知的新線索、新情況，可用于科研領域，幫人們做出科學發現。

【發明內容】

[0005]本發明的主要目的是:使原有的監控攝像頭等監控設備具有分析、報警以及語音提示等功能(智能)，如同電子門衛，24小時值班，發現異常情況能立即報警或語音提醒主人(用戶)，同時，對于異常時段的視頻信息，自動做出重點標示，并能長期保存，不刪除。
[0006]原理、方法和步驟。本發明做為一種自動的異常報警、報告系統，其原理主要是:可由用戶自定義需要發出報警、報告的各種異常情況，并把其制作成樣本(模板)圖片事先存入于系統數據庫中，再用模式識別的方法與監控攝像頭所獲畫面(截屏圖片)相比較，若匹配成功，則自動發出異常報告，不成功則不發出報告，此為“正選法”。此外，用戶也可用“窮舉法”自定義不需要發出異常報告的各種正常情況，并制成樣本圖片存放于系統的數據庫中，再用模式識別的方法與監控所獲畫面相比較，若匹配成功，不發出異常報告，若匹配不成功，則自動發出異常報告，同時保存和異常報告有關的視頻資料或圖片，供后面的分析、調查、取證等活動使用，此為“反選法”，上述正選法和反選法可以同時并用，也可以只用其一，一般來說，如果很容易窮舉各種正常情況的圖片，就用反選法，適用不匹配報警、報告，否則，就用正選法，適用匹配報警、報告。其中的反選法(“不匹配異常報告”)可用于科學研究和科學發現，因為在這種情況下，數據庫中事先存儲了大量的反映正常情況的圖片，如果監控所獲畫面、圖片與這些正常圖片不匹配，就可自動發出異常報告，這樣就可及時發現新現象、新信息、新線索，從而導致新的科學發現。除了上述用戶自定義的圖片外，系統自身也可以自帶一部分通用的圖片，如火災、盜竊、打架、搶劫、抽煙等方面的圖片，事先存入數據庫中，做為樣本圖片供個人或單位等各類用戶使用。
[0007]實現上述目的之方法是，事先在系統的“樣本圖片數據庫”中存入正常圖片和異常圖片做為樣本圖片，如果事先設定、預存了正常圖片，那么，當攝像頭獲取的畫面與預存樣本圖片不匹配時，就屬于異常畫面、異常情境，就應當發出異常報警或提醒；反之，如果事先設定、預存了異常圖片做樣本圖片，那么，當攝像頭中獲取異常畫面與預存樣本圖片匹配成功，就屬異常情況，應當發出報警或提醒。這兩種圖片可以同時設定、預存在“樣本圖片數據庫”中，并分別定性為匹配報警和不匹配報警，也可以只設定、預存一種圖片，設定一種報警方式，究竟應用哪種預存圖片方式和報警方式，這要根據不同行業和場所的具體特點而定，如果情況簡單，正常畫而比較少，很容易窮舉，那么就預先存入正常圖片，應用不匹配報警，t匕如，在天文觀測領域，大多數情況下，星星都是靜止不動的，出現流星的情況很少，那么就把沒有流星的圖片做為正常圖片，存入數據庫中，應用不匹配報警，這樣，一旦出現流星的畫面，與沒有流星的模板圖片不匹配，就立即報告，匹配就不報告；反之，如果情況復雜，正常畫面很多，難以窮舉，那么就只應用匹配報告方式，預先存入異常圖片，比如火災、盜竊、打架、搶劫、抽煙等異常圖片，應用匹配報警，當攝像頭中獲取的畫面與這些異常圖片相匹配時就發出異常報警或提示，不匹配則不報警。在正常圖片不太多，可以窮舉的情況下，也可以同時存入正常圖片和異常圖片，并同時應用匹配報警和不匹配報警兩種方法，這種情況下并不會產生誤報，這是因為，假如監控攝像頭拍到的是一個正常圖片，那么無論它與數據庫中的正常圖片進行匹配還是與異常圖片進行匹配，其結果都不會引起報警，反之，如果監控攝像頭拍到的是一個異常圖片，那么，無論它與數據庫中的正常圖片還是異常圖片進行匹配，都會引起報警。因為數據庫中的圖片只有兩類——正常圖片和異常圖片，正常圖片是，你與我相匹配就不報警，不相匹配就報警；異常圖片則是，你與我相匹配就報警，不相匹配就不報警。這樣，正常的圖片，無論碰到數據庫中的正常圖片還是異常圖片，都不會引起報警，反之，異常的圖片，無論碰到數據庫中的正常圖片還是異常圖片都會引起報警，報警的同時，相應的視頻還會被還做出特殊標志，長期存儲，不會被系統自動刪除。
[0008]應用領域。本發明的應用領域非常廣泛，凡是有監控攝像頭的地方，都可運用這一技術，可廣泛運用于銀行、監獄、商場、倉庫、礦井、隧道、車站安檢等場所，以及交通、學校、公安、科研、醫療、軍事、國防、無人機、機器人、天文、海洋、宇宙太空、射電望遠鏡等領域。
[0009]從空間上說，凡是有攝像頭的地方，凡屬人類可觀察的地方，從整個地球到宇宙太空都是其現在和將來的應用范圍。具體地說，從海底到洋面，從平原到高山，從低空到太空再到宇宙空間都可有此技術的應用。
[0010]從對象上說，凡是人類的觀察對象，都適用于這一技術，因為人類觀察什么，就需要監控什么，因此從監控中可發現自己需要的東西。而從微觀的原子、微生物到宏觀的星體和宇宙，都屬人類的觀察范圍。
[0011]從時間上來說，隨著無人機、機器人、微型機器人以及太空技術等高科技的發展，人類觀察和監控的范圍會越來越大，此外，隨著城市化的發展，原先不使用監控攝像頭的農村偏遠地區也會越來越多地投入使用，因此，這一發明技術的應用范圍也會越來越廣，用戶會越來越多。
[0012]以下是幾項重點應用:
[0013]1，科研機構。科學發現始于觀察，觀察到異常現象是科學發現的開始，本發明可用于發現、記錄并報告實驗室中以及生產過程中的各種異常現象，自動提供有價值的信息，并從中做出科學發現。
[0014]2，無人機和機器人，二者是活動的監控攝像頭，因此，觀察的范圍更大，角度更廣，因此，所能做出的異常報告也更有價值。
[0015]3，衛星遙感。通過衛星遙感進行宏觀的觀測，發現異常現象，及時發出報告，有助于發現有重大價值的信息，并從中做出科學發現，也有助于及時發現和預防一些自然災害。
[0016]4，海洋觀測。可用于洋面及海底的觀測、監控，發現異常情況及時報告，從而有助于促進海洋科學的發展，預防海底地震、海嘯、臺風等自然災害對人類的不良影響。
[0017]5，醫療保健系統。可用于體檢和疾病診斷等，及時發現疾病隱患，未來還可派出微型機器人進入人體時行觀察，做出異常報告，及時發現人體內的病變。