1.一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的方法,其特征是,包括以下步骤:步骤1,运动目标检测:采用混合高斯背景建模对运动目标进行检测,得到视频序列中的前景和背景;
步骤2,目标实时跟踪:运用卡尔曼滤波器对运动目标实时跟踪,并用矩形框进行标定,并计算出运动目标的重心坐标、运动速度和运动方向;
步骤3,爬楼盗窃行为判断预警:对运动目标与爬楼盗窃行为规则进行匹配,若符合爬楼盗窃行为,则发出警报。
2.根据权利要求1所述的一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的方法,其特征是,所述步骤1具体包括以下步骤:步骤11:获取监控建筑物的视频样本;
步骤12:将视频样本分成图像序列,对图像中每个像素点采用正态分布函数进行描述,其中每个像素服从的混合高斯分布概率密度函数如式(1.1)所示:其中,k为高斯混合模型中用到的分布模式的个数,t表示处理时刻,i的含义是第i个正态分布,wi,t是权重,η(xt,μi,t,τi,t)为高斯分布,μi,t表示第i个分布的均值,δi,t为第i个分布的方差,τi,t为对应与第i个高斯分布的协方差矩阵,I为三位单位矩阵;
由图像所有像素的K个正态分布函数的描述得到一个混合高斯背景模型,如式(1.2)所示:其中:Xt是像素在t时刻的值,由RGB三色分量组成;ωi,t表明时间t混合高斯模型中高斯分布的权系数的估计量;β表示高斯分布的概率密度函数,∑i,t表示高斯分布的协方差矩阵;
步骤13:随着视频序列的更新,高斯背景模型按照式(1.3)对背景模型进行更新,其中:μ0和 是每一个像素点的均值和方差,α是学习率;
步骤14:对视频序列中的当前帧图像与混合高斯背景图像进行差分处理,然后采用大津法对差分结果进行二值化处理,得到视频序列的前景图像,前景图像即运动目标。
3.根据权利要求2所述的一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的方法,其特征是,所述视频样本包括录像文件和/或实时监控视频。
4.根据权利要求2所述的一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的方法,其特征是,所述步骤2具体包括以下步骤:步骤21:用外接矩形对运动目标进行标定,计算出运动目标的重心坐标;
步骤22:利用运动目标的重心坐标初始化卡尔曼滤波器,运动目标变化速率初始化为
0;
步骤23:用卡尔曼滤波器对运动目标可能出现的下一个位置进行预估,当下一帧来到后,在预测的区域内匹配物体;
步骤24:如果匹配成功,则更新卡尔曼滤波器,并记住运动目标的位置信息;
步骤25:运动目标的速度和方向的计算公式如式(2.1)所示;
其中,t为记录运动目标的运行时间,v表示速度,α表示方向角,(x1,y1)为运动目标的重心坐标,(x2,y2)为运动目标可能出现的下一个位置坐标。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的方法,其特征是,所述步骤3具体包括以下步骤:步骤31:确定爬楼盗窃的三条规则:
(1)运动目标运动时的本地时间为0~6点;
(2)运动目标的运动速度为1.2m/s~1.5m/s;
(3)运动目标向上运动;
步骤32:根据运动目标的重心坐标、运动速度和运动方向特征信息,与爬楼盗窃的三条规则进行匹配,如果三条规则均符合,则判断此运动目标在爬楼盗窃,并调用报警器报警。
6.根据权利要求5所述的一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的方法,其特征是,所述爬楼盗窃的三条规则中规则(1)的确定过程具体为:将一天的时间分为两个阶段:爬楼盗窃可能性很低的阶段和爬楼盗窃可能性很高的阶段;所述爬楼盗窃可能性很低的阶段为早上6点到24点,根据犯罪人的心理特征,该阶段爬楼盗窃的可能性很低,几乎没有;所述爬楼盗窃可能性很高的阶段为晚上0点到早上6点,该阶段爬楼盗窃的可能性很高,因此将运动目标运动时的本地时间确定为0~6点。
7.根据权利要求5所述的一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的方法,其特征是,所述爬楼盗窃的三条规则中规则(2)的确定过程具体为:根据人类的爬楼速度将爬楼速度情况分为三类:1)速度小于1.2米每秒的爬楼速度,2)速度在1.2米每秒到1.5米每秒之间的爬楼速度,3)速度大于1.5米每秒的爬楼速度;由于人类最快的爬楼速度也只是在1.5米每秒之内,否则可视为非人类爬楼,因此将运动目标的运动速度控制在1.2米每秒到1.5米每秒之间。
8.根据权利要求5所述的一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的方法,其特征是,所述爬楼盗窃的三条规则中规则(3)的确定过程具体为:由于拍摄画面在计算机上显示为图像,可在二维空间内将图像方向定为上下左右四个方向,故将视频序列中图像方向定为上下左右四个方向,根据运动目标重心坐标的变化情况推测出运动目标的运动方向;由于爬楼的目标是向上运动,因此根据重心坐标求出目标运行的方向为向上时,即可判断有爬楼盗窃的可能性。
9.一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的系统,其特征是,包括:运动目标检测模块:用于采用混合高斯背景建模对运动目标进行检测,得到视频序列中的前景和背景;
目标实时跟踪模块:用于运用卡尔曼滤波器对运动目标实时跟踪,并用矩形框进行标定,并根据此坐标计算出运动目标的速度和方向;
爬楼盗窃行为判断预警模块:用于对运动目标与爬楼盗窃行为规则进行匹配,若符合爬楼盗窃行为,则发出警报。
10.根据权利要求9所述的一种基于视频监控检测爬楼翻窗盗窃行为的系统,其特征是,所述爬楼盗窃行为判断预警模块包括:爬楼盗窃规则确定模块:用于确定爬楼盗窃的三条规则:(1)运动目标运动时的本地时间为0~6点;(2)运动目标的运动速度为1.2m/s~1.5m/s;(3)运动目标向上运动;
爬楼盗窃行为确定模块:用于根据运动目标的重心坐标、运动速度和运动方向特征信息,与爬楼盗窃的三条规则进行匹配,如果三条规则均符合,则判断此运动目标在爬楼盗窃,并调用报警器报警。