基于智能视频分析的铁路入侵检测技术研究.pdfVIP

第31卷 ，第2期 中 国 铁 道 科 学 Vo1．31 No．2 2010年 3月 CHINA RAILW AY SClENCE M arch，2010 文章编号：1001—4632 (2010)02—0121—05 基于智能视频分析的铁路入侵检测技术研究 董宏辉，葛大伟，秦 勇，贾利民 (北京交通大学 轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京 100044) 摘 要：针对视频监控系统人工监视容易产生疏漏的问题 ，研究在铁路场景下基于智能视频监控图像序列 处理和分析的识别物体入侵行为检测技术，给出铁路入侵物体检测、定位与跟踪的适用算法，实现基于轨迹点 行为模型的入侵行为分析与理解。设计和开发了基于 OpenCV的铁路入侵检测实验平台，在此平台上实现背景 建模、运动检测与跟踪等项功能，初步实现了对入侵行为的识别、分析以及对危险行为的报警。 关键词：视频分析 ；智能监控；入侵检测；运动检测；行为分析；铁路安全 中图分类号 ：U298．1：TP391．41 文献标识码：A 铁路运输兼顾客运和货运，占有举足轻重的地 构建从动态的图像序列到人的语义概念之间的映射 位。由铁路事故产生的人员伤亡和财产损失较 关系，从二维图像序列中定位、跟踪和识别其中的 大_】]，针对这种情况，各级单位 已经采取了许多 入侵物体，并且对运动物体的入侵行为做出语义分 措施来减少铁路事故的发生。 析，最后用 自然语言进行描述，并实现报警。 近年来，视频监控作为铁路的重要安全保障方 铁路视频监控对入侵物体行为的理解过程包含 法，得到了广泛的应用。但基本上所有的视频监控 运动物体检测、定位、跟踪与识别以及入侵行为分 系统都需要由专人监视。由于连续监视会使人变得 析等内容，其框架如图1所示。 疲倦，容易产生疏漏。为了消除这一弊端，本文研 入侵仃为分析与 行为建模 究在铁路视频监控环境下，通过对监控图像序列的 语义理解 ， 行为分析，自然语言生成I 处理和分析，识别物体入侵的行为，并且对有潜在 彳 危险的行为进行报警，以避免危险事故的发生，从 入侵物体运动检测 而有效地保证铁路运输的安全。 常付与躁髌 运行检测、运动定位、运动跟踪 彳 1 基于智能视频分析的铁路入侵检测 静态图像的处理 图像增强、图像分割、特征提取 技术框架 图1 铁路入侵检测技术框架 目前，从图像序列中定位、跟踪和识别其中的 运动物体，并且对物体的运动行为做出行为分析和 (1)静态图像的处理 语义理解等方面的研究取得了长足的进展，这也使 视频是由一系列静态图像组成的动态图像序 得真正意义上的智能监控成为可能。道路交通中已 列，对于静态图像的处理是视频处理和行为分析的 经逐步应用 了基于视频 内容分析的智能监控技