專利名稱：視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)及使用方法
視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)及使用方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)及其使用方法。
技術(shù)背景
安全防護 監(jiān)控系統(tǒng)主要的任務(wù)之一就是實時識別周界入侵事件，光纖圍欄和視頻監(jiān)控分別在安防監(jiān)控系統(tǒng)中起著重要的作用。
光纖圍欄代表目前最先進的安防技術(shù)，通過傳感光纖對圍欄周界異常微擾的感知進行模式識別，從而可判斷是否有入侵行為發(fā)生并精確定位入侵位置。光纖圍欄具有較長的監(jiān)控范圍，監(jiān)控距離可達幾十公里，并且具有靈敏度高、可靠性高、抗干擾能力強、使用的適應(yīng)性強、抗電磁干擾等優(yōu)點，可以監(jiān)控邊防線、重要大型建筑群等。但是由于光纖圍欄依靠光纖傳感器對微擾信號的檢測感知來判斷入侵行為，所以在風(fēng)雨天氣時，以及某些動物路過時，也可能判斷為入侵行為，造成虛假告警，給使用帶來不便。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過分布多處的視頻攝像頭捕獲監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控畫面，人工監(jiān)視各監(jiān)控畫面識別是否有異常行為發(fā)生，其監(jiān)控效果直觀，不易產(chǎn)生虛假告警。視頻監(jiān)控系統(tǒng)廣泛用在小區(qū)、商場以及其他重要區(qū)域。然而，視頻監(jiān)控系統(tǒng)依靠人工實時監(jiān)控多個視頻畫面，需要固定的監(jiān)控值班人員持續(xù)不斷地監(jiān)視，而且長時間監(jiān)視容易導(dǎo)致值班人眼睛疲勞， 不免會漏過異常行為的畫面，造成漏報警。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服目前單獨使用光纖圍欄或視頻監(jiān)控的缺點，提供一種視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)及其使用方法，將光纖圍欄和視頻監(jiān)控的優(yōu)點有機結(jié)合、獲得極少虛警的高靈敏度的周界入侵監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明設(shè)計的視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)，包括光纖圍欄單元，光纖圍欄單元主要組成為光源、光電解調(diào)模塊和感知光纖；光源輸出的光送入感知光纖，感知光纖返回端接入光電解調(diào)模塊。感知光纖鋪設(shè)于監(jiān)控區(qū)域的周界上，光電解調(diào)模塊包括依次連接的對應(yīng)于感知光纖的解調(diào)光學(xué)結(jié)構(gòu)與光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大及濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。本系統(tǒng)還包括有數(shù)據(jù)處理單元和視頻監(jiān)控單元。數(shù)據(jù)處理單元為含有視頻及微擾信號聯(lián)合分析軟件的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器主機，并接有人機界面。視頻監(jiān)控單元主要組成為視頻探頭、視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備和視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜。視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備經(jīng)視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜連接多個視頻探頭。多個視頻探頭在感知光纖鋪設(shè)的監(jiān)控區(qū)域周界上等間距分布。光纖圍欄單元的光電解調(diào)模塊和視頻監(jiān)控單元的視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備的輸出信號均連接數(shù)據(jù)處理單元。
所述感知光纖是特殊鎧裝的振動敏感的光纖光纜。
所述光纖圍欄單元的光源是窄線寬脈沖激光源，光電解調(diào)模塊的解調(diào)光學(xué)結(jié)構(gòu)為相位敏感光時域反射計(Φ-OTDR)；
或者所述光纖圍欄單元的光源是窄線寬連續(xù)激光源，光電解調(diào)模塊的解調(diào)光學(xué)結(jié)構(gòu)為馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)或薩格奈克干涉儀(Sagnac)。
所述視頻監(jiān)控單元的視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜為電纜線或者光纖。
所述視頻監(jiān)控單元的各視頻探頭的物理地址配有唯一編碼，存儲于視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備。
所述數(shù)據(jù)處理單元連接報警裝置。
本發(fā)明視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)的使用方法包括如下步驟
I、系統(tǒng)初始化
光源將探測光信號注入到感知光纖，從感知光纖返回的感知光信號進入光電解調(diào)模塊，由光電解調(diào)模塊將感知光纖返回信號轉(zhuǎn)換成經(jīng)過處理的數(shù)字信號，傳輸給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元存儲正常狀態(tài)下的感知光纖返回信號在周界各點的背景數(shù)據(jù)庫；視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備通過視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜按物理地址編碼接收各個視頻探頭正常狀態(tài)下的視頻建立背景圖像庫，按編碼存儲各視頻探頭背景圖像；
II、正常情況的監(jiān)控
光纖圍欄單元運行，光源將探測光信號注入到感知光纖，光電解調(diào)模塊將感知光纖信號轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號傳輸給數(shù)據(jù)處理單元；
視頻監(jiān)控單元運行，各視頻探頭進行監(jiān)控，各個實時視頻圖像傳送到視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備，視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備將各個實時視頻圖像送入數(shù)據(jù)處理單元存儲；
數(shù)據(jù)處理單元將接受數(shù)據(jù)與步驟I建立的背景數(shù)據(jù)庫比較，無異常擾動，情況正常的結(jié)果顯示在人機界面上；持續(xù)執(zhí)行本步驟；
III、光纖圍欄單元有擾動信號
數(shù)據(jù)處理單元接收感知光纖信號數(shù)據(jù)，并與步驟I建立的背景數(shù)據(jù)庫比較發(fā)現(xiàn)異常擾動信號，數(shù)據(jù)處理單元讀取異常擾動信號定位信息，并搜索處于產(chǎn)生擾動信號位置的視頻探頭的編碼，調(diào)取該編碼視頻探頭當前的視頻圖像，并從與步驟I建立的背景圖像庫調(diào)出該地址的背景圖像，兩者對比進行模式識別，判斷是否為入侵行為，
如果非入侵行為，情況正常的結(jié)果顯示在人機界面上，同時繼續(xù)進行步驟II ;
如果是入侵行為，將該編碼視頻探頭當前的視頻圖像輸出在人機界面上，對確認的入侵行為發(fā)出警報；同時繼續(xù)進行步驟II。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)的使用方法的有益效果是1、整合了光纖圍欄與視頻監(jiān)控，一方面獲得了極高的監(jiān)控靈敏度，另一方面視頻監(jiān)控和計算機自動圖像分析結(jié)合能準確判斷光纖圍欄發(fā)現(xiàn)的異常擾動信號是否為入侵，避免虛警；2、系統(tǒng)監(jiān)控過程無需人為干預(yù)，無需時刻有人值守，無值班人員由于疲勞忽略入侵告警的情況。


圖I為本視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)原理圖2為本視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)的使用方法實施例流程圖。
具體實施方式
本視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)實施例如圖I所示，包括數(shù)據(jù)處理單元、視頻監(jiān)控單元和光纖圍欄單元。
數(shù)據(jù)處理單元為含有視頻及微擾信號聯(lián)合分析軟件的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器主機，并接有人機界面和報警裝置。光纖圍欄單元的光電解調(diào)模塊和視頻監(jiān)控單元的視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備的輸出信號均連接數(shù)據(jù)處理單元。
光纖圍欄單兀主要組成為光源、光電解調(diào)模塊和感知光纖；光源輸出的光送入感知光纖，感知光纖返回端接入光電解調(diào)模塊。感知光纖鋪設(shè)于監(jiān)控區(qū)域的周界上，光電解調(diào)模塊包括依次連接的對應(yīng)于感知光纖的解調(diào)光學(xué)結(jié)構(gòu)與光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大及濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。所述感知光纖是特殊鎧裝的振動敏感的光纖光纜。本例光纖圍欄單元的光源是窄線寬脈沖激光源，光電解調(diào)模塊的解調(diào)光學(xué)結(jié)構(gòu)為相位敏感光時域反射計。所述光纖圍欄單元的光源也可采用窄線寬連續(xù)激光源，光電解調(diào)模塊的解調(diào)光學(xué)結(jié)構(gòu)則配用馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)或薩格奈克干涉儀(Sagnac)。
視頻監(jiān)控單元主要組成為視頻探頭、視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備和視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜。視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備經(jīng)視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜連接多個視頻探頭。多個視頻探頭在感知光纖鋪設(shè)的監(jiān)控區(qū)域周界上等間距分布。本例視頻監(jiān)控單元的視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜為光纖。所述視頻監(jiān)控單元的各視頻探頭的物理地址配有唯一編碼，存儲于視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備。
本視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)的使用方法實施例的流程如圖2所示，包括如下步驟
I、系統(tǒng)初始化
光源將探測光信號注入到感知光纖，從感知光纖返回的感知光信號進入光電解調(diào)模塊，由光電解調(diào)模塊將感知光纖返回信號轉(zhuǎn)換成經(jīng)過處理的數(shù)字信號，傳輸給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元存儲正常狀態(tài)下的感知光纖返回信號在周界各點的背景數(shù)據(jù)庫；視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備通過視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜按物理地址編碼接收各個視頻探頭正常狀態(tài)下的視頻建立背景圖像庫，按編碼存儲各視頻探頭背景圖像；
II、正常情況的監(jiān)控
光纖圍欄單元運行，光源將探測光信號注入到感知光纖，光電解調(diào)模塊將感知光纖信號轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號傳輸給數(shù)據(jù)處理單元；
視頻監(jiān)控單元運行，各視頻探頭進行監(jiān)控，各個實時視頻圖像傳送到視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備，視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備將各個實時視頻圖像送入數(shù)據(jù)處理單元存儲；
數(shù)據(jù)處理單元將接受數(shù)據(jù)與步驟I建立的背景數(shù)據(jù)庫比較，無異常擾動，情況正常的結(jié)果顯示在人機界面上；持續(xù)執(zhí)行本步驟；
III、光纖圍欄單元有擾動信號
數(shù)據(jù)處理單元接收感知光纖信號數(shù)據(jù)，并與步驟I建立的背景數(shù)據(jù)庫比較發(fā)現(xiàn)異常擾動信號，數(shù)據(jù)處理單元讀取異常擾動信號定位信息，并搜索處于產(chǎn)生擾動信號位置的視頻探頭的編碼，調(diào)取該編碼視頻探頭當前的視頻圖像，并從與步驟I建立的背景圖像庫調(diào)出該地址的背景圖像，兩者對比進行模式識別，判斷是否為入侵行為，
如果非入侵行為，情況正常的結(jié)果顯示在人機界面上，同時繼續(xù)進行步驟II ;
如果是入侵行為，將該編碼視頻探頭當前的視頻圖像輸出在人機界面的顯示器上，接通報警裝置，對確認的入侵行為發(fā)出警報；同時繼續(xù)進行步驟II。
上述實施例，僅為對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進一步詳細說明的具體個例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)，包括光纖圍欄單元，光纖圍欄單元主要組成為光源、光電解調(diào)模塊和感知光纖；光源輸出的光送入感知光纖，感知光纖返回端接入光電解調(diào)模塊，感知光纖鋪設(shè)于監(jiān)控區(qū)域的周界上，光電解調(diào)模塊包括依次連接的對應(yīng)于感知光纖的解調(diào)光學(xué)結(jié)構(gòu)與光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大及濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；其特征在于 所述視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)還包括有數(shù)據(jù)處理單元和視頻監(jiān)控單元；數(shù)據(jù)處理單元為含有視頻及微擾信號聯(lián)合分析軟件的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器主機，并接有人機界面；視頻監(jiān)控單元主要組成為視頻探頭、視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備和視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜，視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備經(jīng)視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜連接多個視頻探頭，多個視頻探頭在感知光纖鋪設(shè)的監(jiān)控區(qū)域周界上等間距分布；光纖圍欄單元的光電解調(diào)模塊和視頻監(jiān)控單元的視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備的輸出信號均連接數(shù)據(jù)處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)，其特征在于 所述感知光纖是特殊鎧裝的振動敏感的光纖光纜。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)，其特征在于 所述光纖圍欄單元的光源是窄線寬脈沖激光源，光電解調(diào)模塊的解調(diào)光學(xué)結(jié)構(gòu)為相位敏感光時域反射計； 或者所述光纖圍欄單元的光源是窄線寬連續(xù)激光源，光電解調(diào)模塊的解調(diào)光學(xué)結(jié)構(gòu)為馬赫_曾德爾干涉儀或薩格奈克干涉儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)，其特征在于 所述視頻監(jiān)控單元的視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜為電纜線或者光纖。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)，其特征在于 所述視頻監(jiān)控單元的各視頻探頭的物理地址配有唯一編碼，存儲于視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)，其特征在于 所述數(shù)據(jù)處理單元連接報警裝置。
7.權(quán)利要求I至6中任一項所述的視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)的使用方法，其特征在于包括如下步驟 I、系統(tǒng)初始化 光源將探測光信號注入到感知光纖，從感知光纖返回的感知光信號進入光電解調(diào)模塊，由光電解調(diào)模塊將感知光纖返回信號轉(zhuǎn)換成經(jīng)過處理的數(shù)字信號，傳輸給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元存儲正常狀態(tài)下的感知光纖返回信號在周界各點的背景數(shù)據(jù)庫；視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備通過視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜按物理地址編碼接收各個視頻探頭正常狀態(tài)下的視頻建立背景圖像庫，按編碼存儲各視頻探頭背景圖像； II、正常情況的監(jiān)控 光纖圍欄單元運行，光源將探測光信號注入到感知光纖，光電解調(diào)模塊將感知光纖信號轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號傳輸給數(shù)據(jù)處理單元； 視頻監(jiān)控單元運行，各視頻探頭進行監(jiān)控，各個實時視頻圖像傳送到視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備，視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備將各個實時視頻圖像送入數(shù)據(jù)處理單元存儲； 數(shù)據(jù)處理單元將接受數(shù)據(jù)與步驟I建立的背景數(shù)據(jù)庫比較，無異常擾動，情況正常的結(jié)果顯示在人機界面上；持續(xù)執(zhí)行本步驟；III、光纖圍欄單元有擾動信號 數(shù)據(jù)處理單元接收感知光纖信號數(shù)據(jù)，并與步驟I建立的背景數(shù)據(jù)庫比較發(fā)現(xiàn)異常擾動信號，數(shù)據(jù)處理單元讀取異常擾動信號定位信息，并搜索處于產(chǎn)生擾動信號位置的視頻探頭的編碼，調(diào)取該編碼視頻探頭當前的視頻圖像，并從與步驟I建立的背景圖像庫調(diào)出該地址的背景圖像，兩者對比進行模式識別，判斷是否為入侵行為， 如果非入侵行為，情況正常的結(jié)果顯示在人機界面上，同時繼續(xù)進行步驟II; 如果是入侵行為，將該編碼視頻探頭當前的視頻圖像輸出在人機界面上，對確認的入侵行為發(fā)出警報；同時繼續(xù)進行步驟II。
全文摘要
本發(fā)明公開一種視頻監(jiān)控光纖圍欄系統(tǒng)及使用方法，本系統(tǒng)的光纖圍欄單元的感知光纖鋪設(shè)于監(jiān)控區(qū)域的周界上，經(jīng)光電解調(diào)模塊連接數(shù)據(jù)處理單元；視頻監(jiān)控單元的視頻數(shù)據(jù)傳輸控制設(shè)備也接入數(shù)據(jù)處理單元、經(jīng)視頻數(shù)據(jù)傳輸線纜連接多個分布于監(jiān)控區(qū)域周界上的視頻探頭。本系統(tǒng)使用方法為先初始化建立各點光纖的背景數(shù)據(jù)庫和各視頻探頭的背景圖像庫并存儲。數(shù)據(jù)處理單元發(fā)現(xiàn)光纖圍欄的異常擾動信息，對該異常擾動地點定位，調(diào)取該點的視頻圖像，與背景圖像庫正常圖像數(shù)據(jù)對比，判斷是否有入侵，確定再報警。本發(fā)明實時監(jiān)測，自動運行，靈敏度高，幾乎無虛警，無須值守。
文檔編號H04N7/18GK102982639SQ20121042774
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者岳耀笠, 吳國鋒, 陽華, 劉志強 申請人:中國電子科技集團公司第三十四研究所