專利名稱：基于rfid的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻檢索方法，具體指一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻快速檢索方法。
背景技術(shù)：
在內(nèi)河船舶現(xiàn)代化監(jiān)管中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為普遍的管理手段，通常是對多監(jiān)控區(qū)域進行不間斷地監(jiān)控，將拍攝的視頻數(shù)字信號保存成錄像以供事后查閱，這些龐大的視頻文件產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。一旦需要在這些大量的視頻文件中尋找所需的視頻數(shù)據(jù)，往往只能是以人海戰(zhàn)術(shù)進行視頻線索查找，如此工作猶如大海撈針，使檢索人員面臨巨大挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的視頻檢索技術(shù)分為兩種，一種是已經(jīng)很成熟的基于文本索引信息檢索技術(shù)，如各類搜索引擎，如Google、Baidu、Bing以及Yahoo等都是以此技術(shù)為基礎(chǔ)，然而在將內(nèi)容、概念用文本表達時，如何將人的捜索意圖轉(zhuǎn)化為計算機容易理解的查詢非常棘手；另一種是基 于內(nèi)容的視頻檢索，該檢索方法首先必須進行視頻鏡頭分割、關(guān)鍵幀提取、鏡頭聚類，經(jīng)過這些處理，然后才能通過對視頻段之間特征空間的比較來進行視頻段內(nèi)容的比較，但由于視頻內(nèi)容繁多且復(fù)雜，對視頻的檢索困難而且效率較低。所以急需ー種新的檢索方法協(xié)助監(jiān)管人員快速定位到所需視頻信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，本方法首先通過對拍攝的視頻數(shù)據(jù)按時間順序進行存儲，然后制作與時間段內(nèi)視頻文件對應(yīng)的索引文件，檢索人員在檢索到索引文件后，能迅速找對與其時間對應(yīng)的視頻文件。檢索人員在檢索到具有異常情況的索引文件后，確定該異常情況發(fā)生時間點內(nèi)由RFID讀取器讀取的RFID電子標簽信息對應(yīng)的船舶信息。實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，包括以下步驟(I)實時拍攝監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的視頻，并存儲所得的視頻數(shù)據(jù)；(2)RFID讀寫器讀取經(jīng)過所述監(jiān)控區(qū)域的船舶上的RFID電子標簽信息，并記錄所述船舶進出該監(jiān)控區(qū)域的時間；(3)對拍攝的每ー幀視頻數(shù)據(jù)進行圖像處理和模式識別，判斷船舶是否出現(xiàn)異常情況；(4)對出現(xiàn)異常情況的視頻數(shù)據(jù)做出標志記錄，并將該標志記錄與其對應(yīng)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)保存；(5)根據(jù)需要選擇某時間段內(nèi)的標志記錄，由該標志記錄檢索出與其對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)所在的異常時間點，讀取該異常時間點的視頻，以及找出RFID讀寫器在該異常時間點讀取的RFID電子標簽信息；或者，根據(jù)船舶信息檢索該船舶的RFID電子標簽信息被RFID讀取器讀取的時間，然后檢索該讀取時間的船舶視頻數(shù)據(jù)，查看其是否關(guān)聯(lián)有出現(xiàn)異常情況的標志記錄，從而確定該船舶是否出現(xiàn)異常。上述技術(shù)方案中，所述步驟(I)中存儲視頻數(shù)據(jù)文件包括以下步驟首先，對第一秒內(nèi)的M幀視頻數(shù)據(jù)進行存儲，將每秒拍攝的視頻數(shù)據(jù)S依次按時間順序存儲為H N3>……、Nm，其中Nm為第M幀視頻數(shù)據(jù)的大??；其次，對每分鐘內(nèi)距離該分鐘起點時刻每秒產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為SDp SD2,
SD3> ......、SD6 ，其中 SD1= S1, SD2= SDJS2, SD3= SD2+S3......SD60=SD59+S60, S1, S2、S3、......、
S60為該分鐘內(nèi)每秒的數(shù)據(jù)大??；再次，對每小時內(nèi)距離該小時起點時刻每分鐘產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為MDi、
MD2 > MD3 >......、MD6。，其中 MD1= M1, MD2= MD^M2jMD3= MD2+M3......MD60= MD5i^M6WMpMpM3'......、
M60為該小時內(nèi)每分鐘的數(shù)據(jù)大??；最后，將H個小時拍攝的視頻數(shù)據(jù)按時間順序存儲為HpHpH3,……、HZ。在上述技術(shù)方案中，將所需顯示的視頻時刻距離起點時間記錄的小時、分鐘、秒依次相加得到視頻數(shù)據(jù)的大小，將視頻數(shù)據(jù)從起點時刻跳躍該大小的數(shù)據(jù)即可直接進入所迷顯示的視頻時刻。進ー步地，步驟(3)中判斷船舶出現(xiàn)異常情況包括以下步驟(3-1)對連續(xù)多幀圖像進行比較，將變化的場景和靜態(tài)背景分離，從而得到運動著的前景圖像，其中灰度變化始終小于閾值的像素為靜態(tài)背景；(3-2)從前景運動圖像中提取運動的區(qū)域，得到目標區(qū)域；(3-3)將目標區(qū)域的特征與異常情況的模式進行匹配，將匹配結(jié)果與相應(yīng)的閾值比較，如大于該閾值則認為出現(xiàn)船舶異常情況。本發(fā)明方法首先對拍攝的船舶視頻數(shù)據(jù)進行處理與識別，判斷是否出現(xiàn)異常情況，對于出現(xiàn)異常情況的船舶視頻數(shù)據(jù)做出標志記錄，并將該標志記錄與其對應(yīng)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)。當需要檢查某時間段內(nèi)是否有船舶出現(xiàn)異常的時候，只需在該時間段內(nèi)檢索出現(xiàn)異常情況的標志記錄即可，然后根據(jù)該標志記錄找出與其關(guān)聯(lián)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)，井根據(jù)該船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)得到該異常情況發(fā)生的時間，最后根據(jù)檢索出該異常情況發(fā)生的時間RFID讀取器讀取該船舶上RFID的信息，從而確定發(fā)生該異常情況的船舶信息。當需要確定某一船舶是否發(fā)生異常情況，首先根據(jù)該船舶信息檢索該船舶的RFID信息被RFID讀取器讀取的時間，然后檢索該讀取時間的船舶視頻數(shù)據(jù)，檢索該船舶視頻數(shù)據(jù)其是否關(guān)聯(lián)有出現(xiàn)異常情況的標志記錄，從而確定該船舶是否出現(xiàn)異常。此外，根據(jù)本發(fā)明所述的視頻數(shù)據(jù)存儲方法，可以直接從視頻數(shù)據(jù)的起始時刻跳躍至所需時刻的視頻處，實現(xiàn)對某ー時間點的精準播放，在檢索某一時間的船舶視頻數(shù)據(jù)后，迅速播放該時間的視頻。本發(fā)明方法能快速的檢索出所需的船舶視頻信息，減少檢索量，提高工作人員的檢索效率。


圖I為本發(fā)明基于RFID的內(nèi)河船舶視頻快速檢索方法的流程圖；圖2為圖I中船舶視頻數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實施例中檢索船舶視頻數(shù)據(jù)的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附 圖和具體實施例對本發(fā)明作進ー步的說明。如圖I所示，基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法包括以下步驟步驟SlOl :實時拍攝監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的視頻，并存儲所得的視頻數(shù)據(jù)，以及存儲RFID讀取器讀取經(jīng)過該監(jiān)控區(qū)域的船舶上的RFID電子標簽信息，該RFID電子標簽信息包括船舶的ID號、屬性信息，以及該船舶進、出該監(jiān)控區(qū)域的時間信息。步驟S102 :對拍攝的每ー幀視頻數(shù)據(jù)進行圖像處理和模式識別，判斷是否出現(xiàn)船舶異常情況；判斷船舶出現(xiàn)異常情況包括以下步驟(3-1)對連續(xù)多幀圖像進行比較，將變化的場景和靜態(tài)背景分離，從而得到運動著的前景圖像，其中灰度變化始終小于閾值的像素為靜態(tài)背景；(3-2)從前景運動圖像中提取運動的區(qū)域，得到目標區(qū)域；(3-3)將目標區(qū)域的特征與異常情況的模式進行匹配，將匹配結(jié)果與相應(yīng)的閾值比較，如大于該閾值則認為出現(xiàn)船舶異常情況。在本實施例中，船舶發(fā)生異常情況包括但不限于以下幾種情況(I)當船舶在江面上停滯時，船舶沒有離開攝像機檢測區(qū)，但是在連續(xù)的幾十幀圖像中，前景圖像船舶的標識區(qū)域不移動；(2)若出現(xiàn)火光，則在前景運動船舶的標識區(qū)域里，傳回的圖像中顏色紅色的分量值占據(jù)大片區(qū)域，可以根據(jù)其特征寫出相應(yīng)的算法進行判斷；(3)當出現(xiàn)淌航吋，即船舶速度等于水流速度，船舶位置在前后幀的變化比較小，通過圖像處理計算得出的船舶速度與水文信息中的水流速度近似；(4)當兩條船舶之間出現(xiàn)或即將出現(xiàn)碰撞險情時，特征為兩條船舶在圖像上出現(xiàn)連接，或兩條船舶之間的像素距離小于危險距離；(5)當兩條船舶之間出現(xiàn)追越時，特征為兩條船舶在圖像上的像素距離不斷減少；(6)當兩條船舶之間出現(xiàn)并行時，特征為兩條船舶在圖像上同時處于某一斷面區(qū)域。其中，閾值的確定根據(jù)先驗經(jīng)驗獲得，然后通過每種異常的實地實驗，根據(jù)其統(tǒng)計特點取判斷準確率最高的閾值。本實施例以上述第(5)種異常情況說明如何獲得該情況下的閾值，在實際情況下，兩條船舶發(fā)生追越時候，兩船舶在圖像上像素距離將減小。統(tǒng)計發(fā)生追越時，該速度的減小情況，確定像素距離以某一速度減少時，兩船舶發(fā)生追越概率最大，則以此像素距離減少的速度作為該發(fā)生追越異常情況的閾值。在步驟(3-3)中，像素距離匹配結(jié)果大于該閾值，則船舶發(fā)生追越異常情況。其它異常情況下的閾值確定同上述方法，此處不再一一贅述。步驟S103 :對出現(xiàn)異常情況的船舶視頻數(shù)據(jù)做出標志記錄；步驟S104 :將該標志記錄作為索引文件與其對應(yīng)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)保存；步驟S105 :根據(jù)需要選擇某時間段內(nèi)的標志記錄，由該標志記錄檢索出與其對應(yīng)的船舶視頻數(shù)據(jù)所在的異常時間點，讀取該異常時間的船舶視頻，以及然后找出在RFID讀寫器在該異常時間點內(nèi)讀取的RFID電子標簽信息，確定該RFID電子標簽信息對應(yīng)的船舶信息。步驟S106 :根據(jù)船舶信息檢索該船舶的RFID電子標簽信息被RFID讀取器讀取的時間，然后檢索該讀取時間的船舶視頻數(shù)據(jù)，看其是否關(guān)聯(lián)有出現(xiàn)異常情況的標志記錄，從而確定該船舶是否出現(xiàn)異常。下面以具體的船舶視頻數(shù)據(jù)存儲方法來說明本發(fā)明方法快速檢索異常船舶視頻數(shù)據(jù)。在上述步驟SlOl中，通過以下方法對H小時內(nèi)的船舶視頻數(shù)據(jù)進行存儲 首先，對第一秒內(nèi)的M幀視頻數(shù)據(jù)進行存儲，將每秒拍攝的視頻數(shù)據(jù)S依次按時間順序存儲為N^NpN3.……、NM，其中Nm為第M幀視頻數(shù)據(jù)的大小。其次，每分鐘內(nèi)距離該分鐘起點時刻時，已經(jīng)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為SD1,SD2、
SD3> ......、SD6 ，其中 SD1= S1, SD2= SDJS2, SD3= SD2+S3......SD60=SD59+S60, S1, S2、S3、......、
S60為該分鐘內(nèi)每秒的數(shù)據(jù)大小。再次，每小時內(nèi)距離該小時起點時刻時，已經(jīng)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為MDpMD2、
MD3> ......、MD60,其中 MD1= M1, MD2= MD^M2, MD3= MD2+M3......MD60= MD5i^M6MMpMpMp ......、
M60為該小時內(nèi)每分鐘的數(shù)據(jù)大小。最后，將H個小時拍攝的視頻數(shù)據(jù)按時間順序存儲為H1. H2、H3、……、Hz，其中Hz為第Z小時視頻數(shù)據(jù)的大小，記錄第Hz小時內(nèi)的每分鐘產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)大小為MDp MD2,MD3>……、MD6Q，以及記錄每分鐘內(nèi)各秒產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)大小為SDi、SD2、SD3、……、SD60。采用該方法對視頻數(shù)據(jù)進行存儲，所得到的視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2所示。按照上述的視頻數(shù)據(jù)存儲方法，從起點時刻到h小時m分鐘s秒內(nèi)產(chǎn)生的所有視頻數(shù)據(jù)大小為 + + +……+ Hh+ MDm+ SDms，其中Hh為第h小時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)大小，MDm為第h小時m分鐘產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)大小，SDms為第h小時m分鐘s秒產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)大小。如查詢H個小時內(nèi)tTh+Ι時間段中是否存在船舶異常情況，首先檢索該時間內(nèi)是否存在異常情況的標志記錄,如發(fā)現(xiàn)某次異常情況的標志記錄,該標志記錄對應(yīng)h小時m分鐘s秒，則在查看該時刻的視頻時，輸入該時刻后，按照上述的視頻數(shù)據(jù)存儲方法，檢索系統(tǒng)直接從起始時刻跳躍到Hi+H2+H3+……+ Hh+ MDm+ SDms大小的數(shù)據(jù)量即可直接觀看該時刻的視頻，如圖3所示。如果從RFID讀取器中獲得某一船舶進、出的時間，則查找該進、出時間所在時間段的視頻數(shù)據(jù)，看是否關(guān)聯(lián)有異常情況的標志記錄，若有則該船舶發(fā)生異常情況，若無則船舶未發(fā)生異常情況。如想看該時刻的視頻信息，則在視頻數(shù)據(jù)中直接跳躍至該時間點，例如在RFID在第h小時m分鐘s秒讀取該船舶進入，輸入該時刻后，視頻數(shù)據(jù)直接從起始時刻跳躍到第4+ + +……+ Hh+ MDffl+ SDms大小的數(shù)據(jù)量即可從該時刻觀看視頻，如圖3所示。
權(quán)利要求
1.一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，其特征在于，包括以下步驟 (O實時拍攝監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的視頻，并存儲所得的視頻數(shù)據(jù)； (2)RFID讀寫器讀取經(jīng)過所述監(jiān)控區(qū)域的船舶上的RFID電子標簽信息，并記錄所述船舶進出該監(jiān)控區(qū)域的時間； (3)對拍攝的每ー幀視頻數(shù)據(jù)進行圖像處理和模式識別，判斷船舶是否出現(xiàn)異常情況； (4)對出現(xiàn)異常情況的視頻數(shù)據(jù)做出標志記錄，并將該標志記錄與其對應(yīng)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)保存； (5)根據(jù)需要選擇某時間段內(nèi)的標志記錄，由該標志記錄檢索出與其對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)所在的異常時間點，讀取該異常時間點的視頻，以及找出RFID讀寫器在該異常時間點讀取的RFID電子標簽信息； 或者，根據(jù)船舶信息檢索該船舶的RFID電子標簽信息被RFID讀取器讀取的時間，然后檢索該讀取時間的船舶視頻數(shù)據(jù)，查看其是否關(guān)聯(lián)有出現(xiàn)異常情況的標志記錄，從而確定該船舶是否出現(xiàn)異常。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，其特征在干，所述步驟(I)中存儲視頻數(shù)據(jù)文件包括以下步驟 首先，對第一秒內(nèi)的M幀視頻數(shù)據(jù)進行存儲，將每秒拍攝的視頻數(shù)據(jù)S依次按時間順序存儲為m……、Nm，其中Nm為第M幀視頻數(shù)據(jù)的大?。? 其次，對每分鐘內(nèi)距離該分鐘起點時刻每秒產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為SDp SD2,SD3> ......、SD6 ，其中 SD1= S1, SD2= SDJS2, SD3= SD2+S3......SD60=SD59+S60, S1, S2、S3、......、S60為該分鐘內(nèi)每秒的數(shù)據(jù)大小； 再次，對每小時內(nèi)距離該小時起點時刻每分鐘產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為MDp MD2,MD3> ......、MD60,其中 MD1= M1, MD2= MD^M2, MD3= MD2+M3......MD60= MD5i^M6MMpMpMp ......、M60為該小時內(nèi)每分鐘的數(shù)據(jù)大??； 最后，將H個小時拍攝的視頻數(shù)據(jù)按時間順序存儲為Hi、H2、H3、……、HZ。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，其特征在于將所需顯示的視頻時刻距離視頻監(jiān)控起點時間記錄的小時、分鐘、秒依次相加得到視頻數(shù)據(jù)的大小，將視頻數(shù)據(jù)從起點時刻跳躍該大小的數(shù)據(jù)即可直接進入所述顯示的視頻時刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，其特征在干，步驟(3)中判斷船舶出現(xiàn)異常情況包括以下步驟 (3-1)對連續(xù)多幀圖像進行比較，將變化的場景和靜態(tài)背景分離，從而得到運動著的前景圖像，其中灰度變化始終小于閾值的像素為靜態(tài)背景； (3-2)從前景運動圖像中提取運動的區(qū)域，得到目標區(qū)域； (3-3)將目標區(qū)域的特征與異常情況的模式進行匹配，將匹配結(jié)果與相應(yīng)的閾值比較，如大于該閾值則認為出現(xiàn)船舶異常情況。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，該方法首先通過RFID讀寫器讀取經(jīng)過所述監(jiān)控區(qū)域的船舶上的RFID電子標簽信息，并記錄該船舶進出該監(jiān)控區(qū)域的時間；同時監(jiān)控攝像頭對經(jīng)過其拍攝區(qū)域的船舶進行視頻采集并傳回至服務(wù)器，服務(wù)器對傳來的每一幀圖像判斷該幀中船舶運行情況是否出現(xiàn)異常，再對視頻進行壓縮和保存，并獲得這一幀圖像信息占用的字節(jié)。在保存監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的同時也在索引文件中記載額定時間間隔的視頻在整個視頻流文件中的位置，以及該時間段內(nèi)是否出現(xiàn)了異常情況。它為海事中多點不間斷監(jiān)控所產(chǎn)生的視頻創(chuàng)建索引文件，能快速對指定時間、目標船舶和異常場景進行播放。
文檔編號G06F17/30GK102693292SQ20121015009
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者嚴忠貞, 嚴新平, 李備, 王哲月, 謝磊, 陳婧 申請人:武漢理工大學(xué)