智能分析：擦亮城市的“慧眼”

近年来在视频监控市场中，智能视频分析技术早已经成为热点产品。随着国家应急体系、平安城市、平安校园、科技强警等重大工程项目在全国的不断推进，作为平安城市的发展趋势之一，智能视频分析技术不断普及使用，诸如行为分析、车牌识别、人脸抓拍、客流统计等智能化技术，在城市管理、公共安全、交通等行业得到了较广泛的应用，取得了很好的社会效益和经济效益，成为安防企业一个新的技术制高点和发展方向。

在最近火热的电影《富春山居图》中，刘德华扮演的超级特工在家中娴熟地操控网络，利用虚拟计算机分析定位各种紧急局势的情形让人印象深刻：只需要一次记忆，便可在茫茫人海中精准地找到你。电影多有虚拟，却也不得不让人推想，倘若是当前的城市建设中能有那样强大的智能搜索技术，那么城市的各种事故的处理效率将会大大提高，整个城市有如拥有了一双“慧眼”，疏而不漏地守护每一个角落。

其实近年来在视频监控市场中，智能视频分析技术早已经成为热点产品。随着国家应急体系、平安城市、平安校园、科技强警等重大工程项目在全国的不断推进，作为平安城市的发展趋势之一，智能视频分析技术不断普及使用，诸如行为分析、车牌识别、人脸抓拍、客流统计等智能化技术，在城市管理、公共安全、交通等行业得到了较广泛的应用，取得了很好的社会效益和经济效益，成为安防企业一个新的技术制高点和发展方向。

智能分析发展背景

数字化、网络化使图像采集、传输日益便捷，同时视频监控系统规模日益扩大，然而，对于海量的图像信息依靠人工实时监看，效率极低。广泛的视频监控应用，带来视频数据爆炸式地增长，光靠人眼识别可疑迹象远远不够，事后靠人工手动查验更是越来越困难，将被动监控变为主动方式，监控智能化应用首当其冲。

有军事试验显示，连续观察2个以上的监视器，10分钟后，将错过45%的场景，22分钟后，会错过95%的场景。同时实时监看不符合人的心理与生理特征，为了不漏掉没有发现的情况，只好进行24小时视频录像，以便事后调阅。结果硬盘录像机保存的90%却又是无用视频垃圾。从而在设备检测与维修方面又需要巨大人力支撑——拥有毫秒级的报警触发反应时间、更有效的监视、强大的数据检索和分析功能，能提供快速的反应时间和调查时间等优势智能视频分析成为视频监控技术发展的必然趋势。

智能视频监控技术运用了计算机视觉技术、图像视频处理技术和人工智能技术对监控图像的内容进行理解和分析，并通过分析的结果对视频监控系统进行控制。智能分析的具体过程分为四部分：第一，将采集的视频图像中变化剧烈的图像区域从图像中分离出来。第二，根据图像的特征值，将图像中的目标进行分类。第三，根据目标的唯一特征，在后续帧中搜索与该特征相关度最高的目标位置。最后是智能分析。主要包括异常检测、身份识别及视频内容理解等。

智能分析介绍

智能视频系统要解决的问题有两个：一个是将安防操作人员从繁杂而枯燥的“盯屏幕”任务解脱出来，由机器来完成这部分工作；另外一个是为在海量的视频数据中快速搜索到想要找的的图像。目前，市场上存在的智能分析设备种类多样，从硬件上来说，常会有两种表现形态，一种是基于具高速运算性能的工业计算机（或称服务器），另一种是基于嵌入式技术的高性能DSP处理器，二种形态都需装载专用的智能视频分析软件算法。前一种形态具有功能多样性、高速、多路处理等特点，一般应用于后端；后一种形态往往功能单一、适合于单路处理，具有布置方便等特点，一般应用于前端。特别后一种形态，基于针对性强和布置方便等，其应用态势很强劲。

以金三立的智能分析产品设备为例，其智能分析方面的应用主要包括：人车数量统计，电警及卡口车辆识别，事件检测这三个方面。具体的产品分为前端摄像机和后端的服务器，它们都具有高性能的图像处理芯片，从而提高图像分析速度和准确率。其中前端包括各种IPC与电警/卡口一体机产品，其DSP芯片可实现对前端视频图像数据的直接分析。而后端服务器方面以嵌入式智能分析产品系列及服务器智能分析产品加上相关智能分析软件来实现采集图像内容分析。其智能分析服务器的主要功能包括：区域入侵检测、离开区域检测、拌线检测功能、逆向运动检测、物品遗留检测、物品丢失检测、摄像头遮挡检测、摄像头模糊检测、视频信号丢失检测、入侵检测、人数统计 、车流密度统计 、徘徊检测 、聚集检测。

当然，目前智能分析技术的发展依旧处于初步阶段，两年的时间可以让其成为市场热点，但是真正成熟，需要更多的创新与实践。在实际操纵过程中，实际环境中光照变化、目标运动复杂性、遮挡、目标与背景颜色相似、杂乱背景等都会增加目标检测与跟踪算法设计的难度。

就当前来说，在智能搜索技术难点方面，复杂的视频数据是降低漏报率和误报率的关键，而复杂的视频数据又牵涉到摄像机的安装条件不同、补光条件不同、复杂变化的场景所带来的影响。对于如何提高智能分析准确率，首先要做到的就是保证视频的信号质量，所以摄像机的选型与合理的安装设置尤为重要。对未来智能视频分析技术的发展来说，降低整个系统的复杂度，将智能视频分析技术嵌入到摄像机中，提高摄像机的CPU运算能力，是未来的应用趋势。

应用案例

图1：监狱总监控中心组网拓扑图

随着市场的壮大和需求的增多，智能视频监控的应用将从相对集中的区域向各大行业大幅度的伸展。智能分析在平安城市之高清卡口、监狱及戒毒所、银行ATM自动取款机、工业检测、医学成像分析等方面都有着较高的使用量。国内各大安防企业也加大智能分析产品的研发与制造力度，为越来越多的行业提供了不同的智能分析的解决方案。

以智能分析产品在监狱周界保护方面的应用为例，金三立凭借在安全防范行业大型项目实施经验，推出了一套完整的嵌入式监所安防管理解决方案：在高清网络视频监控系统的基础上，以监控图像资源为核心，实现看守所视频监控、报警、门禁、巡更、对讲等多个子系统的集中管理与联合防范，辅以智能视频分析技术，对周界进行视频监测并对爬高、打架、长时间逗留、夜间异常起身等异常行为进行自动检测分析和主动报警，一旦出现异常行为（如穿越警戒区），系统将自动上报警情，并联动现场摄像机图像弹出、切换上墙。并通过上层综合管理系统的统一协调实现各子系统间的资源共享与信息互通，从而提高管理便捷性、直观性以及防范效率。在降低工作强度的同时使警情发现及处理效率得到进一步提升。智能分析产品在监狱中的应用，可以大大减少值班警卫的工作量，同时避免因工作疲劳所带来的监视遗漏，提高视频监控系统的可靠性。

监控室特点：

1、具备启动紧急预案功能，实现“一键锁死”功能；

2、平台服务器具有数字矩阵、电视墙管理功能，可远程管理多个电视墙；

3、平台服务器具备录像存储功能，采用RAID方式确保录像的安全；

4、具备远程参数设置、程序升级功能；

5、为保证监控系统正常稳定工作，系统采用在线式UPS集中供电。

监所监控特点：

1、摄像机支持自动彩转黑功能，实现昼夜监控；摄像机支持背光补偿、自动增益，具有防爆功能；

2、摄像机支持报警输入和报警输出，支持报警联动；在规定的时间内，报警信号没有得到处理的，自动上传到上级管理部门；

3、视频图像和门禁联动，实现摄像机抓拍存档和刷卡联动录像，以便将来查询验证；

4、摄像机与语音对讲、监听联动。有对讲呼叫信号时，软件监视画面自动切换出该监室图像，便于狱警处理警情。

图2：监狱监控范围拓扑图

图3：智能分析拓扑图

监所智能分析功能特点

在监狱项目中，其使用嵌入式智能分析服务器，对整个监狱围墙进行周界保护，通过产品所具有的双警戒线智能分析功能，实现探测在限定的时间间隔内连续穿越两条位置不同的警戒线的行为。

智能分析作为看守所智能化管理重要、全新的技术手段，可以将“被动监控”转变为“主动监控”。通过该智能分析系统，可以实现：区域看防、夜间起身、剧烈运动、视频诊断、双人值岗、警戒线、在岗检测、清点人犯、嫌疑犯聚集等。

1、门禁联动抓拍：门禁系统和视频监控系统的联动。可以设定刷卡开门的同时根据预先设定的条件进行抓拍现场图像，并可以比较显示照片，避免非法持有者冒充进入。可将非法卡计入日志并报警；并可灵活设置各种刷卡情况的联动动作。

2、刷卡联动录像：可以设定刷卡或按指纹开门的同时根据预先设定的条件进行录像，同时录像文件的路径保存在系统软件的进出报表中，和该条刷卡记录绑定；双击该条刷卡记录即可回放该段录像文件。

3、报警联动门禁：系统可以设定报警和门禁联动，根据具体门区的不同，可以设定报警时联动门区的自动开启，或者门区的常闭；确保在烟、火灾等情况下的人员逃生和越狱等情况下的安全。

4、实时监控和自动目标跟踪：在一些通道和围墙周围，安装具备PTZ自动跟踪目标功能的监控摄像机，当犯人在围墙下徘徊时或越线时，系统可自动报警。同时可对监狱周边环境智能监控，监视监狱的周边状况，发现可疑车流或人员。

5、报警切换：非法卡刷卡可以直接切换该门对应视频通道的视频信号，使管理者可以在第一时间看到现场的具体情况，并可根据实际情况消警或启动其他报警设备。

6、对讲呼叫联动视频图像：各个监舍对讲分机在系统软件中和本监室图像绑定，有对讲呼叫信号时，软件监视画面自动切换出该监室图像，便于民警处理警情。

7、对讲、监听、广播功能：系统支持双向语音对讲、监听、全区广播等功能，便于民警日常的处理警情、监听在押人员动向，和对在押人员喊话。

8、对讲呼叫延时上传：保证在押人员的报告、报警能够被及时处理，系统设置对讲的三级管理、延时上传功能。系统中可以设定报警延时上传的时间，在规定的时间内，报警信号没有得到处理的，自动上传到上级管理部门。

9、对犯人的监控，实现流动登记，快速落实负责人：在犯人生产等活动期间，由责任人实现系统快速登记，确保对流动犯人的实时监控，特别是对危险的犯人及时跟踪，指挥中心可随时查看相关信息，并可查看现场视频情况。

10、系统智能分析：在押人员站立在某地（如发呆）长达一定时间（如10分钟或以上）进行报警处理；在押人员突然聚集在一起（如发生打群架、围殴）进行报警处理；在监狱一些出入门禁是需要防止有人尾随出入的，通过视频联动的A/B门防尾随系统可以很好的防止一人通过时，有其他犯人尾随出入。

11、应急报警系统：在干警值班室、谈话室和巡视通道等区域，需要安装手动报警按钮。当值班干警遇到警情，值班干警使用手动报警按钮向监控中心报警。监控中心必须第一时间接收报警信号，并看到报警点的真实情况。

12、民警巡视系统：在线巡视系统可以将巡视记录实时上传至控制中心，当巡视干警在规定时间内没有到达指定位置时，系统可报警提示，并可切换到该点前一个巡逻点的图像，一旦干警在巡视中遇袭，指挥中心可以第一时间掌握情况。

13、音视频监控部分，实现录像双备份：本系统设计考虑到看守所是由一个个监室和放风区组成，且监室和放风区各一个摄像机，我们选用两路摄像机的监控方式，又充分保证了系统的稳定性。网络摄像机支持SD卡存储，一些重要场所的录像可以做到中心、前端双备份。根据环境的要求可以选用防爆红外半球、枪机、球机等。

14、周界防范部分，联动报警、自动弹出视频和自动录像：在监狱周边或每个监室都可以安装报警设备，并可以与摄像机进行联动。在有报警发生时，相应视频会在中心弹出画面，如果联动球机，球机就会转到相应设定位置，还会报警录像，及时录下警区的录像。

15、录像和录像回放功能：为增强监狱录像的灵活性，软件同时提供了多种录象方式，有实时录像、自动录象、手动录象、报警录像、预置点录象、动态侦测录像等。通过客户端软件或IE浏览器，用户可以对存储在E-NVS的录像、本地电脑中的录像、前端设备存储的录像进行检索和回放。

16、定时巡更部分，有效监控值班人员的巡更力度：由于监狱的特殊性，在一些重要的岗位和重要的场所需要经常去巡视，为了有效管理巡视人员的脱岗、漏岗，防止危险的发生，必须采用技术和人力相结合的管理方式。录像文件、报警日志和值班干警的姓名进行绑定，既可以实现快速查证，又可以有效加强干警的责任心。

17、移动监控设备：为了实现对监所的无死角监控，在巡逻警、运囚车和警用直升飞机上装载无线传输的移动监控设备，充分保证监控中心对监所各个区域和场所的实时监控，及时解决突发事件。

结束语

鄂尔多斯“头戴鸭舌帽的男人”案件、南京“1·6”枪杀事件、长春盗车盗婴案……一系列的安全事故如在昨日，在这些典型的安全事故案件中，成千上万的监控摄像头极大提高了社会治安案件的侦破率，智能分析技术也为案件的破解提供了相当大的信息。城市的安全离不开视频监控系统的建设，需要海量智能分析技术的使用。而对于如何提高智能分析技术的效率，真正做到科幻电影中的“一眼即破案”，有待各大厂商以及相关部门的努力。