幼儿园智能视频监控系统设计与实现

发布时间：2020-05-15 08:45

【摘要】：幼儿园智能视频监控,是指以视频监控为载体监控幼儿在园内的日常情况,能够及时发现异常问题并发出报警,从而确保幼儿在园内的安全。一方面,随着计算机技术的日益成熟,视频监控系统已经渗透到我们生活中的方方面面;另一方面,随着教育领域改革的不断深入,家长将更多的目光投向幼儿的成长和身心健康,希望能够避免幼儿在园内发生意外事故,而传统的幼儿园视频监控很难起到提前预警、报警的作用。因此本文以自己搭建的视频监控为载体,在智慧幼儿园安全系统建设大背景下,致力于智能视频监控关键技术的研究,实现幼儿园智能视频监控系统的建设。本文通过在监控端完成图像相关程序设计和在PC端完成幼儿异常行为检测相关算法的开发,实现了幼儿园智能视频监控系统,主要完成的工作内容如下:(1)给出了系统整体设计方案,搭建了系统软件开发环境,完成了监控端主要硬件模块选型,同时在监控端移植了嵌入式Linux系统,以及添加了硬件工作相关的驱动程序。(2)在监控端完成了图像相关程序的开发,实现了图像的采集、处理、压缩编码、OSD信息叠加、mp4文件打包存储等功能。针对无线传输实时性的要求,在监控端设计了基于RTSP/RTP协议的视频流分包传输程序来保证实时性。(3)针对背景可能存在变化的情况,通过基于混合高斯建模的背景法区分视频图像序列中的前景和背景,采用不同的学习率进行建模,减少了背景噪声对前景图像的干扰,成功提取了运动目标。(4)针对目标跟踪过程中出现的目标跟踪无法自动初始化、目标受遮挡、目标失效等问题,提出了一种基于Camshift/Kalman的多目标跟踪算法,能够实现目标跟踪自动初始化、目标失效处理、多目标跟踪、遮挡跟踪等功能,与传统算法相比缩小了跟踪范围,提高了运算速度和正确性。(5)根据幼儿在园内活动的场景和可能出现的意外事故情况并结合运动目标检测、跟踪、特征提取,实现了越界检测、基于封闭区域的入侵检测、速度异常检测功能。最后将本文设计的智能视频监控系统在幼儿园中进行实地测试。实验结果表明显示出来的图像清晰流畅,性能稳定,具有高压缩性和实时性,同时能准确、快速地提取、跟踪视频图像中的运动目标并实现运动目标的异常行为检测,体现了智能视频监控系统的特点。在算法性能上,不同的场景平均召回率可以达到94.7%,在检测效率上,平均检测速度可以达到35.6ms/帧,符合实时检测的要求,达到了本课题设计的预期目标,能应用到智慧幼儿园安全系统建设中去。
【图文】：

架构图,系统总体,架构

课题旨在设计一套可以在幼儿园内应用的智能视频监控系统，由监控端部分构成，其中监控端由嵌入式平台构成，两者通过 Wifi 相连传输数体架构如图 2.1 所示，以监控端和 PC 端划分，主要实现如下目标：一，在嵌入式平台上能够将图像传感器采集到的图像编码成 H.265 格数据，并将视频数据通过无线模块传输到 PC 端中的 VLC 播放器进行，供教师查看，更好地掌握园内幼儿的相关情况，同时能将视频以包的形式存储在 SD 卡中，，方便家长和教师在幼儿发生安全事故时能调录了解到事实的真相；第二，在采集到的视频流的基础上进行幼儿园智控相关算法的研究，在 PC 上对监控中幼儿的行为进行检测分析，实现觉和视频分析的相关算法，并且需兼顾算法的准确性和效率，从而达到出现的安全事故，达到园内幼儿安全成长的目的。

电路结构,系统硬件

播放程序设计。序设计完成的基础上，将采集到的视频流通过端的 Visual Studio 2010 中 Opencv2.4.9 视觉库环异常行为检测相关算法，实现智慧幼儿园安全系件方案选择流的 IPC 芯片主要有三种：TI、海思、安霸。三相比，海思的芯片方案具有片内 H.265 压缩编码价格便宜的优点[6,7]。因此，本系统选择海思的 I主要包括图像处理器模块、无线模块、串口模块硬件电路结构如图 2.2 所示。在本小节介绍主要
【学位授予单位】：杭州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN948.6

【参考文献】