大數據挖掘技術(shù)在監所智能分析系統中的應用
來(lái)源：數字音視工程網(wǎng) 編輯：ann 2014-06-30 15:39:19 加入收藏 咨詢(xún)
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摘要：在過(guò)去的十幾年間，公安監所內的信息化進(jìn)程取得了重大進(jìn)展，眾多視頻監控設備在公安監所中得到了應用，從監控設備的發(fā)展趨勢來(lái)看，目前也向著(zhù)數字化、高清化、智能化的方向轉變。其中，數字化為視頻的遠程實(shí)時(shí)監控和智能分析提供了基礎。與此同時(shí)，隨著(zhù)各單位對安防監控系統建設的持續投入，視頻監控中的智能行為分析更是在越來(lái)越多的公安監所監控系統中得到了應用。但目前智能分析更多的是關(guān)注與事前和事發(fā)時(shí)單個(gè)監舍內人的行為的分析研判，在事后檢索和大數據挖掘方面多有欠缺。
關(guān)鍵詞：大數據 行為分析 智能檢索 預警 追蹤
一、公安監所視頻監控智能分析應用現狀
智能視頻分析依賴(lài)于視頻算法對視頻內容進(jìn)行分析，通過(guò)提取視頻中關(guān)鍵信息，進(jìn)行標記或者相關(guān)處理，并形成相應事件和告警的監控方式，人們可以通過(guò)各種屬性描述進(jìn)行快速檢索。如果把攝像機看作人的眼睛，而智能視頻監控系統可以理解為人的大腦。智能視頻技術(shù)借助處理器的強大計算功能，對視頻畫(huà)面中的海量數據進(jìn)行高速分析，獲取人們需要的信息。
目前，市面已經(jīng)較為成熟的智能分析規則，主要有監舍內部行為分析和圍墻周界行為分析。針對監舍內部在押人員的行為分析主要有劇烈運動(dòng)、攀高、夜間起身檢測、徘徊、人員離崗等規則，針對監所周界的行為分析主要有人臉采集識別、人員特征識別、區域入侵檢測、物品遺留檢測、人群聚集識別、自動(dòng)跟蹤等。
從智能分析產(chǎn)品部署來(lái)看，主要有后端服務(wù)器分析和前端攝像機分析兩種模式。針對監舍內部行為分析，一般以后端服務(wù)器分析為主，此類(lèi)分析需要具備較高的硬件設備性能和良好的視頻圖像質(zhì)量，這兩個(gè)要素滿(mǎn)足得越好，則分析成功的識別率越高。而從周界的行為分析來(lái)看，目前一些廠(chǎng)家已經(jīng)將智能分析運算集成到了前端攝像機當中。
另外，利用智能視頻分析系統可以進(jìn)行事前預警防范。比如人臉識別比對系統，通過(guò)建立人臉捕捉數據庫，將人臉信息歸檔，并與個(gè)人身份建立關(guān)系，在實(shí)際運用過(guò)程中采用人臉搜索、黑名單布防、陌生人識別等多項智能分析技術(shù)，大大提高監所安防的安全性，做到在押人員在所內的軌跡跟蹤和分析。
目前智能視頻分析技術(shù)已經(jīng)逐漸的趨于成熟，這和安防企業(yè)的努力和貢獻是分不開(kāi)的，他們是智能視頻分析的先行者。此類(lèi)的廠(chǎng)家以?？低?/a>等公司為代表，其產(chǎn)品已經(jīng)得到了眾多用戶(hù)的實(shí)戰檢驗，具備較高的市場(chǎng)占有率。
二、公安監所視頻監控智能分析應用面臨的困境
隨著(zhù)視頻監控系統的普及和智能分析技術(shù)的發(fā)展，現在智能視頻分析技術(shù)已經(jīng)逐漸被人們所接受，但是隨之帶來(lái)的問(wèn)題也比較明顯。一個(gè)就是視頻監控系統覆蓋的全面性帶來(lái)的海量視頻的分析，例如在視頻監控的規模已經(jīng)到達了千路以上規模的前提下，尋找一條可用的線(xiàn)索就帶來(lái)很大的困難;另一個(gè)就是針對視頻智能分析系統帶來(lái)的碎片化，有沒(méi)有一個(gè)成熟的大數據挖掘的方法? 對于人臉識別分析來(lái)說(shuō)，只有大批量的使用高清攝像機，增大捕獲到清晰、正面人臉的可能性，才能有更好的實(shí)戰效果。
一起突發(fā)事件的發(fā)生，有時(shí)會(huì )伴隨著(zhù)大量的視頻錄像線(xiàn)索，與事件相關(guān)的大量監控視頻基本采用Windows文件目錄管理的原始方式，需要通過(guò)其他類(lèi)型的記錄文件(如記事本，WORD，EXCEL等)來(lái)記錄視頻內的重點(diǎn)內容(如人物，時(shí)間，地點(diǎn)等)，這就造成調取關(guān)鍵視頻困難、視頻管理效率低下，甚至造成重要視頻的丟失。在查找之前的線(xiàn)索時(shí)，要在繁雜的資料庫中檢索到該視頻并通過(guò)特定廠(chǎng)商的DVR播放器定位到對應時(shí)間點(diǎn)查看，這樣就造成線(xiàn)索與對應的視頻資料的映射關(guān)系的混亂和檢索困難。
很多人認為在監控攝像機上用上智能分析技術(shù)，就可以高枕無(wú)憂(yōu)，省時(shí)省力，實(shí)際上如果沒(méi)有更好的應用，那么非但不能解放警力，還會(huì )帶來(lái)安裝調試復雜、設備維護困難等一系列后遺癥。
三、智能視頻分析系統的大數據應用
智能視頻數據挖掘的應用主要是面向事后視頻分析、管理和實(shí)戰應用。?？低曊谥?zhù)力于此類(lèi)應用的研發(fā)，并開(kāi)發(fā)出視頻檢索系統，系統采用?？低曌灾餮邪l(fā)的高效智能分析算法技術(shù)，保證分析信息的全面和準確，同時(shí)系統采用集群化計算方式，可提供幾十上百倍以上實(shí)時(shí)的快速分析能力，并可根據應用需要進(jìn)行線(xiàn)性擴展，提高計算能力。
本系統在視頻資料錄入的同時(shí)，自動(dòng)對視頻中的目標信息進(jìn)行格式歸一化與智能預處理分析，對視頻進(jìn)行快速處理，提取視頻中目標的相關(guān)信息作為智能元數據保存至數據庫中。之后的相關(guān)操作，如智能審看、智能檢索等等就不用再做復雜的解碼以及智能分析的工作，而是直接從智能元數據中提取，大大的提高了工作效率。系統可以與諸如?？低暤囊曨l監控管理平臺實(shí)現無(wú)縫對接，實(shí)施案件管理等功能，更加有效、有針對性的去關(guān)注和分析某些重要視頻，獲取有價(jià)值的信息，對接之后可實(shí)現網(wǎng)絡(luò )傳輸，使得傳輸速度更快，節省存儲資源。
根據智能元數據信息，可對目標及目標細化特征等視頻內容級別進(jìn)行篩選，如顏色、人/車(chē)分類(lèi)等。用戶(hù)還可根據案情的需要自定義設置不同的周界防范規則，通過(guò)在數據庫中對元數據進(jìn)行檢索提取觸發(fā)規則的目標信息，達到快速檢索的目的，極大地提高了效率。
整個(gè)系統有如下功能：
目標行為分析：視頻錄像導入服務(wù)器后，系統自動(dòng)獲取視頻內部的事件及目標的關(guān)鍵信息，并根據這些信息生成視頻內容及索引?？梢酝ㄟ^(guò)查看目標圖例，就可在幾分鐘內，查看數個(gè)小時(shí)視頻中包含的所有目標，并確定其行為，完成對視頻中信息的甄選。如下圖所示：
在查看的過(guò)程中總會(huì )有一些不需要關(guān)注的無(wú)效信息，如何將這些無(wú)效的信息過(guò)濾掉或者快速的跳過(guò)這些視頻是值得考慮的事情，系統采用智能濃縮播放功能，它能根據用戶(hù)的意愿自動(dòng)控制播放速度，將涉案視頻中真正有用的證據、線(xiàn)索內容進(jìn)行慢速的播放，用戶(hù)不關(guān)注的內容采用快進(jìn)播放的方式進(jìn)行瀏覽。這種方式極大節約了審看人員的瀏覽時(shí)間，加快了視頻內容的審看速度。如下圖所示
為了進(jìn)一步的縮小范圍，提供更為細致的依據，系統還可以對目標圖例或排查結果的類(lèi)型進(jìn)行過(guò)濾，在目標結果較多的情況下，系統支持將目標中的類(lèi)型進(jìn)行分離，進(jìn)一步縮小關(guān)注范圍，比如人、顏色等。如下圖所示：
人員特征識別：在上述分析了可以人員的行為之后，判斷出可疑人員，這時(shí)候需要看到嫌疑人的臉部信息，如果恰好有攝像機在嫌犯經(jīng)過(guò)的地方布控，這時(shí)候就可以通過(guò)人臉檢測技術(shù)來(lái)分離出經(jīng)過(guò)人員的臉部信息，之后根據時(shí)間、衣著(zhù)等特征定位嫌犯。如下圖所示：
目前，人員特征分析系統已經(jīng)可以大致幫助判斷出人員的年齡、身高、眼鏡佩戴等特征。
經(jīng)過(guò)上述案例的描述，可以看出：目前智能視頻分析技術(shù)在大數據時(shí)代的迫切性，也可以看出這套視頻檢索系統的實(shí)用性，此系統幫助工作人員高效、精準地聚焦到所關(guān)注的目標，有效解決目前視頻眾多、信息量巨大等視頻查找的棘手問(wèn)題。
五、結束語(yǔ)
雖然智能視頻分析其自身發(fā)展也存在諸多缺陷，由于實(shí)際環(huán)境中光照變化、目標運動(dòng)復雜性、遮擋、目標與背景顏色相似、雜亂背景等都會(huì )增加目標檢測與跟蹤算法設計的難度，但是智能視頻分析技術(shù)已經(jīng)逐漸成為安防行業(yè)發(fā)展的大方向，眾人拾柴火焰高，隨著(zhù)眾多科研院校、大型安防企業(yè)對智能視頻分析技術(shù)不斷的研究和創(chuàng )新，智能視頻分析的運用會(huì )逐漸大眾化，普及到各個(gè)監所的日常工作中，真正發(fā)揮安全防范的預見(jiàn)作用，將危險扼殺在搖籃里，給監所的安全運行帶來(lái)有力保障。
1.參考文獻
[1] 《數字視頻監控系統開(kāi)發(fā)及應用》 劉富強 2003
[2]《中國公共安全》視頻檢索技術(shù)的應用與發(fā)展 黃丹平 2013
[3] 《安防天下——智能網(wǎng)絡(luò )視頻監控技術(shù)詳解與實(shí)踐》 潘國輝 2010
2.作者信息
秦帆 杭州?？低曄到y技術(shù)有限公司
孟詳廣 杭州?？低晹底旨夹g(shù)股份有限公司
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