CN108259847A - 天网监控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及监控技术领域，提供一种天网监控装置及方法，所述天网监控装置包括图像采集模块、主控芯片及通信模块，图像采集模块、主控芯片及通信模块依次电连接，且主控芯片通过通信模块与管理终端通信连接，图像采集模块、主控芯片及通信模块均集成于同一PCB板上。与现有技术相比，本发明实施例提供的天网监控装置集成度高、体积小，安装与维护简便，同时不需要后端服务器，产品整体成本较低。

Description

天网监控装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及监控技术领域，具体而言，涉及一种天网监控装置及方法。

背景技术

天网工程是指为满足城市治安防控和城市管理需要，利用图像采集、传输、控制、显示等设备和软件组成，对固定区域进行实时监控和信息记录的视频监控系统。天网工程通过网络把一定区域内所有视频监控点图像传播到监控中心，对刑事案件、治安案件等图像信息分类，为预防打击犯罪和突发性治安灾害事故提供可靠的影响资料。

现有的天网监控通常利用摄像头实时捕获路口监控图像并通过H264等视频编码方式进行压缩后发送至后端服务器，再由后端服务器进行图像识别得到识别结果后送入管理终端，由于为CPU运行软件算法的模式，故需要CPU的性能与数量较多，服务器的成本较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种天网监控装置及方法，用以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

一种天网监控装置，设置于路口，所述天网监控装置与管理终端通信连接，所述天网监控装置包括图像采集模块、主控芯片及通信模块，所述图像采集模块、主控芯片及通信模块依次电连接，且所述主控芯片通过所述通信模块与所述管理终端通信连接，所述图像采集模块、主控芯片及通信模块均集成于同一PCB板上；所述图像采集模块用于实时采集路口环境图像，并将所述路口环境图像传输至所述主控芯片；所述主控芯片用于对所述路口环境图像进行车牌识别得到所述路口环境图像中的车牌信息、以及对所述路口环境图像进行人脸识别得到所述路口环境图像中的人脸信息，并控制所述通信模块将所述车牌信息和所述人脸信息发送至所述管理终端；所述通信模块还用于对所述图像采集模块实时采集的路口环境图像进行压缩得到监控录像，并将所述监控录像发送至所述管理终端。

进一步地，所述主控芯片包括FPGA、ASIC中的至少一种。

进一步地，所述天网监控装置还包括第一存储模块和第二存储模块，所述第一存储模块和所述第二存储模块均与所述主控芯片电连接，所述第一存储模块用于对所述图像采集模块实时采集的路口环境图像进行缓存；所述第二存储模块用于存储产品识别信息、以及所述天网监控装置的配置信息。

进一步地，所述第一存储模块包括DRAM、SRAM中的至少一种；所述第二存储模块包括EEPROM和FLASH闪存中的至少一种。

进一步地，所述天网监控装置还包括电源模块，所述电源模块与所述图像采集模块、主控芯片及通信模块均电连接，所述电源模块用于为所述图像采集模块、主控芯片及通信模块提供电力供应。

进一步地，所述图像采集模块包括光学镜头、CMOS光学传感器，所述光学镜头与所述CMOS光学传感器连接，所述CMOS光学传感器与所述主控芯片依次电连接。

一种天网监控方法，应用于上述的天网监控装置，所述天网监控方法包括：所述图像采集模块实时采集路口环境图像，并将所述路口环境图像传输至所述主控芯片；所述主控芯片对所述路口环境图像进行车牌识别得到所述路口环境图像中的车牌信息、以及对所述路口环境图像进行人脸识别得到所述路口环境图像中的人脸信息，并控制所述通信模块将所述车牌信息和所述人脸信息发送至所述管理终端；所述通信模块对所述图像采集模块实时采集的路口环境图像进行压缩得到监控录像，并将所述监控录像发送至所述管理终端。

进一步地，所述主控芯片对所述路口环境图像进行车牌识别得到所述路口环境图像中的车牌信息、以及对所述路口环境图像进行人脸识别得到所述路口环境图像中的人脸信息的步骤，包括：所述主控芯片对所述路口环境图像进行预处理；所述主控芯片并行运行车牌识别算法和人脸识别算法，以识别出所述路口环境图像中的车牌信息和人脸信息。

相对现有技术，本发明实施例提供的一种天网监控装置及方法，所述天网监控装置包括图像采集模块、主控芯片和通信模块，图像采集模块、主控芯片和通信模块集成于同一PCB板上，通过图像采集模块实时采集路口环境图像并发送至主控芯片，主控芯片对路口环境图像进行车牌识别和人脸识别得到路口环境图像中的车牌信息和人脸信息并发送至管理终端，通信模块对路口环境图像进行压缩得到监控录像并发送至管理终端。与现有技术相比，本发明实施例提供的天网监控装置集成度高、体积小，安装与维护简便，同时不需要后端服务器，产品整体成本较低。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的天网监控系统的结构框图。

图2示出了本发明实施例所提供的天网监控装置的结构框图。

图3示出了本发明实施例所提供的主控芯片的内部结构框图。

图4示出了本发明实施例所提供的天网监控装置的工作流程图。

图标：100-天网监控系统；110-天网监控装置；120-网络；130-管理终端；111-图像采集模块；112-主控芯片；1121-I2C控制器；1122-预处理子模块；1123-车牌识别子模块；1124-人脸识别子模块；1125-传输子模块；113-通信模块；114-第一存储模块；115-第二存储模块；116-电源模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，图1示出了本发明实施例所提供的天网监控系统100的结构框图。天网监控系统100包括天网监控装置110和管理终端130，天网监控装置110通过网络120与管理终端130通信连接。

请参照图2，图2示出了本发明实施例所提供的天网监控装置110的结构框图。天网监控装置110包括图像采集模块111、主控芯片112、通信模块113、第一存储模块114、第二存储模块115及电源模块116，图像采集模块111、通信模块113、第一存储模块114、第二存储模块115及电源模块116均与主控芯片112电连接，通信模块113通过网络120与管理终端130通信连接，图像采集模块111、主控芯片112、通信模块113、第一存储模块114、第二存储模块115及电源模块116集成于同一PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)板上。

在本实施例中，图像采集模块111与主控芯片112电连接，且与电源模块116电连接，图像采集模块111用于实时采集路口环境图像，并将路口环境图像发送至主控芯片112。图像采集模块111包括光学镜头和CMOS光学传感器，光学镜头、所述图像采集模块包括光学镜头、CMOS光学传感器，光学镜头与CMOS光学传感器连接，CMOS光学传感器与主控芯片112电连接。具体来说，光学镜头与CMOS光学传感器可以电连接，例如光学镜头为定焦镜头；光学镜头与CMOS光学传感器也可以机械及电连接，例如，光学镜头为变焦镜头。光学镜头用于获取外部光线并投射到CMOS光学传感器上，CMOS光学传感器用于输出数字形式的视频信号，并对该视频信号进行编码、调制后得到路口环境图像并发送至主控芯片112。

作为一种实施方式，图像采集模块111可以是CMOS摄像头。

在本实施例中，主控芯片112用于对路口环境图像进行车牌识别得到路口环境图像中的车牌信息、以及对路口环境图像进行人脸识别得到路口环境图像中的人脸信息，并控制通信模块113将车牌信息和人脸信息发送至管理终端130。

作为一种实施方式，主控芯片112可以是，但不限于FPGA(Field－ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuits，专用集成电路)等。

请参照图3，图3示出了本发明实施例所提供的主控芯片112的内部结构框图。主控芯片112包括I2C控制器1121、预处理子模块1122、车牌识别子模块1123、人脸识别子模块1124及传输子模块1125。I2C控制器1121与图像采集模块111电连接，预处理子模块1122与车牌识别子模块1123、人脸识别子模块1124和图像采集模块111均电连接，预处理子模块1122、车牌识别子模块1123、人脸识别子模块1124和传输子模块1125均与第一存储模块114电连接，且传输子模块1125与车牌识别子模块1123、人脸识别子模块1124、通信模块113均电连接。

在本实施例中，I2C控制器1121与图像采集模块111电连接，用于对图像采集模块111中的CMOS光学传感器进行配置。

在本实施例中，预处理子模块1122与图像采集模块111电连接，用于接收图像采集模块111的CMOS光学传感器上发送的路口环境图像并进行raw-rgb转换，再对转换后的RGB数据进行高斯模糊、HSV与灰度色彩转换、黑白部分边缘提取等预处理。

在本实施例中，车牌识别子模块1123与第一存储模块114电连接，用于首先从第一存储模块114中取出经过预处理的路口环境图像，并对路口环境图像的黑白部分进行二值化、闭环操作、轮廓查找和取矩形等处理，并缓存车牌附近图像；然后进行矩形旋转与仿射变换、去铆钉、车牌区域倾斜矫正、统一尺寸、取车牌各个字符轮廓、取车牌各个字符矩形等处理，并存放处理后的字符相关数据；再将各个字符缩放至固定比例并分割；最后进行字符识别，识别出车牌信息以及对应的附加信息，例如车身颜色、车型等。

在本实施例中，人脸识别子模块1124与第一存储模块114电连接，用于从第一存储模块114中取出经过预处理的路口环境图像，并对经过预处理的路口环境图像进行直方图特征提取、颜色特征提取、结构特征提取、haar角点提取等处理；使用Adaboost算法挑选出一些最能代表人脸的矩形特征，并存放包含人脸的子图像；对经过预处理的路口环境图像进行灰度校正、直方图均衡化、高斯滤波、锐化、K-L变换等处理，得到低维度的特征向量；以及进行人脸模板匹配，得到人脸信息。在本实施例中，传输子模块1125与车牌识别子模块1123、人脸识别子模块1124、通信模块113和第一存储模块114均电连接，用于实现第一存储模块114与车牌识别子模块1123、人脸识别子模块1124之间的数据传输，以及与通信模块113进行数据交换。

在本实施例中，由于FPGA/ASIC并行计算的特点，故可以支持更高的分辨率(如500万像素及以上)与帧率(如30-60帧及以上)，可以有效的提高识别精度；另外，由于用FPGA/ASIC来代替高性能的后端服务器，故产品成本可以更低。

在本实施例中，通信模块113与主控芯片112和电源模块116均电连接，且通过网络120与管理终端130通信连接。通信模块113用于在主控芯片112的控制下将车牌信息和人脸信息发送至管理终端130。通信模块113还用于对图像采集模块111采集的路口环境图像进行压缩得到监控录像，并将监控录像发送至管理终端130。

在本实施例中，通信模块113还可以接收管理终端130发送的车牌模板信息、人脸模板信息及参数配置信息，以控制主控芯片112的具体运行。也就是说，主控芯片112以车牌模板信息为基准对路口环境图像进行车牌识别、以及以人脸模板信息为基准对路口环境图像进行人脸识别；同时依据参数配置信息控制天网监控装置110的工作状态，例如，启动/停止、车牌信息、人脸信息、监控录像的发送等。

作为一种实施方式，通信模块113可以是TI(Texas Instruments，德州仪器)达芬奇(DaVinci)系列DSP芯片，该系列DSP芯片是专门用来做图像采集和处理方面的高性能处理芯片，主要面向视频服务应用，针对数字视频、图像采样处理、视觉分析等应用进行剪裁和优化。

在本实施例中，第一存储模块114与主控芯片112电连接，且与电源模块116电连接。第一存储模块114用于对图像采集模块111实时采集的路口环境图像进行缓存，作为一种实施方式，第一存储模块114可以是，但不限于DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存储器)、SRAM(Static Random-Access Memory，静态随机存储器)等等，例如，DDR(DoubleData Rate，双倍速率同步动态随机存储器)。

在本实施例中，第二存储模块115与主控芯片112电连接，且与电源模块116电连接。第二存储模块115用于存储产品识别信息、以及天网监控装置110的配置信息，天网监控装置110的配置信息包括产品出厂信息、产品ID等等。作为一种实施方式，第二存储模块115可以是EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory，电可擦可编程只读存储器)、FLASH闪存等等。

在本实施例中，电源模块116与图像采集模块111、主控芯片112、通信模块113、第一存储模块114、第二存储模块115均电连接，电源模块116用于为图像采集模块111、主控芯片112、通信模块113、第一存储模块114、第二存储模块115提供电力供应。

在本实施例中，网络120可以是有线网络或者无线网络，例如，以太网，WIFI等。

在本实施例中，管理终端130与天网监控装置110通信连接，管理终端130用于接收天网监控装置110发送的车牌信息、人脸信息及监控录像并进行存储。

在本实施例中，管理终端130还可以发送车牌模板信息、人脸模板信息及参数配置信息至天网监控装置110，以对天网监控装置110进行配置及控制，例如，管理终端130可以发送参数配置信息至天网监控装置110，以控制天网监控装置110的启动/停止、车牌信息、人脸信息、监控录像的发送等。

请参照图4，图4示出了本发明实施例所提供的天网监控装置110的工作流程图。天网监控装置110的工作流程包括：

步骤S1，图像采集模块111实时采集路口环境图像，并将路口环境图像传输至主控芯片112。

步骤S2，主控芯片112对路口环境图像进行车牌识别得到路口环境图像中的车牌信息、以及对路口环境图像进行人脸识别得到路口环境图像中的人脸信息，并控制通信模块113将车牌信息和人脸信息发送至管理终端130。

在本实施例中，主控芯片112采用现有的车牌识别算法对路口环境图像进行车牌识别得到路口环境图像中的车牌信息、以及采用现有的人脸识别算法对路口环境图像进行人脸识别得到路口环境图像中的人脸信息，在此不再赘述。

在本实施例中，主控芯片112对路口环境图像进行车牌识别得到路口环境图像中的车牌信息、以及对路口环境图像进行人脸识别得到路口环境图像中的人脸信息的过程，包括：首先，主控芯片112对路口环境图像进行预处理，预处理可以包括raw-rgb转换、高斯模糊、HSV与灰度色彩转换、黑白部分边缘提取等等；然后，主控芯片112并行运行车牌识别算法和人脸识别算法，以识别出路口环境图像中的车牌信息和人脸信息。

步骤S3，通信模块113对路口环境图像进行压缩得到监控录像，并将监控录像发送至管理终端130。

本发明实施例所提供的天网监控装置110的工作原理是：首先，图像采集模块111实时采集路口环境图像，并将路口环境图像传输至主控芯片112；然后，主控芯片112对路口环境图像进行车牌识别得到路口环境图像中的车牌信息、以及对路口环境图像进行人脸识别得到路口环境图像中的人脸信息，并控制通信模块113将车牌信息和人脸信息发送至管理终端130；最后，通信模块113对路口环境图像进行压缩得到监控录像，并将监控录像发送至管理终端130。

综上所述，本发明实施例提供的一种天网监控装置及方法，所述天网监控装置与管理终端通信连接，其包括图像采集模块、主控芯片及通信模块，图像采集模块、主控芯片及通信模块依次电连接，且主控芯片通过通信模块与管理终端通信连接，图像采集模块、主控芯片及通信模块均集成于同一PCB板上；图像采集模块用于实时采集路口环境图像，并将路口环境图像传输至主控芯片；主控芯片用于对路口环境图像进行车牌识别得到路口环境图像中的车牌信息、以及对路口环境图像进行人脸识别得到路口环境图像中的人脸信息，并控制通信模块将车牌信息和人脸信息发送至管理终端；通信模块还用于对图像采集模块实时采集的路口环境图像进行压缩得到监控录像，并将监控录像发送至管理终端。与现有技术相比，本发明实施例提供的天网监控装置集成度高、体积小，安装与维护简便，同时不需要后端服务器，产品整体成本较低；另外，由于FPGA/ASIC并行计算的特点，故可以支持更高的分辨率(如500万像素及以上)与帧率(如30-60帧及以上)，可以有效的提高识别精度；另外，由于用FPGA/ASIC来代替高性能的后端服务器，故产品成本可以更低。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (8)

1.一种天网监控装置，其特征在于，设置于路口，所述天网监控装置与管理终端通信连接，所述天网监控装置包括图像采集模块、主控芯片及通信模块，所述图像采集模块、主控芯片及通信模块依次电连接，且所述主控芯片通过所述通信模块与所述管理终端通信连接，所述图像采集模块、主控芯片及通信模块均集成于同一PCB板上；

所述图像采集模块用于实时采集路口环境图像，并将所述路口环境图像传输至所述主控芯片；

所述主控芯片用于对所述路口环境图像进行车牌识别得到所述路口环境图像中的车牌信息、以及对所述路口环境图像进行人脸识别得到所述路口环境图像中的人脸信息，并控制所述通信模块将所述车牌信息和所述人脸信息发送至所述管理终端；

所述通信模块还用于对所述图像采集模块实时采集的路口环境图像进行压缩得到监控录像，并将所述监控录像发送至所述管理终端。

2.如权利要求1所述的天网监控装置，其特征在于，所述主控芯片包括FPGA、ASIC中的至少一种。

3.如权利要求1所述的天网监控装置，其特征在于，所述天网监控装置还包括第一存储模块和第二存储模块，所述第一存储模块和所述第二存储模块均与所述主控芯片电连接，所述第一存储模块用于对所述图像采集模块实时采集的路口环境图像进行缓存；所述第二存储模块用于存储产品识别信息、以及所述天网监控装置的配置信息。

4.如权利要求3所述的天网监控装置，其特征在于，所述第一存储模块包括DRAM、SRAM中的至少一种；所述第二存储模块包括EEPROM和FLASH闪存中的至少一种。

5.如权利要求1所述的天网监控装置，其特征在于，所述天网监控装置还包括电源模块，所述电源模块与所述图像采集模块、主控芯片及通信模块均电连接，所述电源模块用于为所述图像采集模块、主控芯片及通信模块提供电力供应。

6.如权利要求1所述的天网监控装置，其特征在于，所述图像采集模块包括光学镜头、CMOS光学传感器，所述光学镜头与所述CMOS光学传感器连接，所述CMOS光学传感器与所述主控芯片依次电连接。

7.一种天网监控方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的天网监控装置，所述天网监控方法包括：

所述图像采集模块实时采集路口环境图像，并将所述路口环境图像传输至所述主控芯片；

所述主控芯片对所述路口环境图像进行车牌识别得到所述路口环境图像中的车牌信息、以及对所述路口环境图像进行人脸识别得到所述路口环境图像中的人脸信息，并控制所述通信模块将所述车牌信息和所述人脸信息发送至所述管理终端；

所述通信模块对所述图像采集模块实时采集的路口环境图像进行压缩得到监控录像，并将所述监控录像发送至所述管理终端。

8.如权利要求7所述的天网监控方法，其特征在于，所述主控芯片对所述路口环境图像进行车牌识别得到所述路口环境图像中的车牌信息、以及对所述路口环境图像进行人脸识别得到所述路口环境图像中的人脸信息的步骤，包括：

所述主控芯片对所述路口环境图像进行预处理；

所述主控芯片并行运行车牌识别算法和人脸识别算法，以识别出所述路口环境图像中的车牌信息和人脸信息。