智能视频分析技术在钢铁企业的应用与发展

林巧稚

（唐山钢铁集团股份有限公司， 河北 唐山 063000）

引言

随着科学技术的不断发展及钢铁企业的不断壮大，视频监控成为了企业安全系统的重要构成部分，也是企业安全防护的重要方式。视频监控防护直接、可信度高、信息丰富，因而得到了越来越广泛的应用。几年来钢铁企业内部安装了成百上千的视频监控，视频监控系统在应用过程中，会产生大量的数据信息内容，依靠职工手工处理速率慢，也容易忽略异常以及不安全事件。日常工作中需要当班人员对视频画面长时间观看及处理，并且需要硬盘录像机进行录像存储，这样才能保证监控内容的安全；但是在实际应用中，并不能从根本上保障厂区的安全性，尤其是监控画面动态较少时，值班人员很难长时间集中注意力观看视频画面。存储的视频图像只能安全事件发生后，对录像视频进行回放，在较长事件的录像内容中筛选和取证，但是此过程中产生的损失不能挽回，而且这种取证方式效率较低，并不利于保障厂区的公共安全。为了提高视频监控的实时监控、主动监控的作用，在视频监控中加入智能视频分析技术，实现对视频画面的实时分析，出现问题及时进行报警，避免了值班人员错过有效的信息，使得危险刚发生就能及时发现处理，避免高危风险。

随着图像识别技术的应用范围不断扩展，企业在规范化、精细化、智能化方面不断发展，一套基于智能视频分析技术的综合型安防管理系统应运而生。智能视频分析技术是计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对像的技术。识别过程包括图像预处理、图像分割、特征提取和判断匹配[1]。基于智能视频分析技术的综合安防管理系统包含智能视频分析烟雾检测系统、智能人脸识别考勤测温系统、智能车号识别管理系统等子系统实现对机房设备、人员考勤防疫、车辆进出等方面的智能、高效管理。

1 智能视频分析烟雾检测系统

火灾严重威胁着人类的生命和财产安全，一旦发生将会给我们造成不可挽回的损失。因此如何快速准确地检测出火灾事件对于有效预防火灾、减少火灾损失有着重要的意义。火灾的形成经常伴有大量烟雾的产生，随着计算机视觉技术、图形图像处理、智能视频分析等技术的不断快速发展，基于智能视频分析的烟雾检测装置已成为烟雾检测的趋势。

钢铁企业中各电气室中的烟雾检测系统一般是基于红外传感器或烟雾传感器，这类报警器常常由于安装位置和精度无法快速的采集火灾现场的温度或者烟雾的变化信息，导致不能及时准确的发出报警信息，不能实现在火灾初期预警的要求；而且部分电气室环境恶劣导致传感器发生老化或损坏，从而导致出现火灾发生的漏报和误报现象。因此，如何实现实时自动的检测烟雾，提高火灾预警的及时准确性成为影响智能视频分析技术实现的重要课题。智能视频分析烟雾检测系统的架构图如图1 所示。

智能视频分析烟雾检测系统由视频采集终端、智能安防管理服务器、视频烟雾监控客户端所组成。

视频采集终端实现对电气室的监控环境进行视频图像的采集，并对采集到的视频图像数据采用H.265的压缩编码方式进行处理后，将压缩编码后的视频数据通过网络传输到服务器端。

智能安防管理服务器包括烟雾检测模块、预警模块、数据传输模块。烟雾检测模块接收从摄像头传送过来的视频流，并进行解压缩，实现对接收到的视频流数据进行实时烟雾检测分析；预警模块对接收到的烟雾检测结果进行分析，未检测到烟雾时不会产生报警信息；结果分析检测到烟雾数据时，向视频烟雾监控客户端发送预警信息，根据预先制定的火灾预警机制，及时的向各系统发布烟雾告警，保证烟雾信息的及时反馈，为防止火灾的发生奠定坚实的基础；数据传输模块用来实现智能安防管理服务器端与视频采集终端及视频烟雾监控终端的数据传输，在数据传输模块中应用了流媒体技术，通过Wi-Fi 无线网络或5G 无线网络传输多媒体文件[2]。

视频烟雾监控客户端用于视频数据的接收、报警信息处理、视频存储。视频数据的接收：视频烟雾监控终端在开启远程监控功能之后，向服务器发送监控的请求，接收从服务器发送过来的RTP 数据包，并对接收到的数据进行解码、显示。报警信息处理：监控终端在接收到预警数据，当有烟雾预警时，向用户进行预警通知。视频存储：监控终端把监控到的数据进行及时存储，以供历史查询。

当有烟雾突发事件产生时可以保证及时的通知视频烟雾监控客户端，从而可以有效地预防火灾事件的发生；烟雾检测装置的烟雾处理服务器端使用的视频检测算法能够较快地对视频数据进行实时检测分析，对于提高火灾报警的准确率起了很大作用；本装置很好的实现了基于视频分析的烟雾检测报警的实时性和准确性，解决了传统传感器报警响应速度慢、检测范围局限的问题，大大提高了报警的准确性和可靠性，大大提高了钢铁企业的安防水平。

2 智能人脸识别考勤测温系统

随着防疫进入常态化，每日为出入人员测量体温变成必要的措施。但是传统的测温枪需要人手持，在增添不少人力的同时还会因检查效率过慢导致人员滞留、聚集，反而增添交叉感染的风险。为了保证职工每天快速、安全地进入厂区，智能人脸识别考勤测温系统实现了人脸识别即可轻松完成进门、考勤及测温。

人脸识别技术主要结合人类面部特点，给出人脸的大小以及面部特征等等，更好地在人脸当中提取身份特征，将既有人脸信息与数据库系统当中的信息进行对比，识别图像。人脸识别是一个系统工程，包括算法、数据、计算力、成像、人才五要素。从广义方面分析可以得知，人脸识别技术主要涉及身份查找、图像采集、识别预处理以及身份认证等方面。

智能人脸识别考勤测温系统由人脸识别测温终端、智能安防管理服务器构成。

人脸识别测温终端实现人脸识别及温度测试，职工进入到人脸识别测温终端信息采集的范围内，采集终端就会自动拍摄图像，并对拍摄的图像进行人脸检测，分析判断图片中是否存在人脸信息，检测到人脸信息后系统才继续进行下一步的工作。检测到人脸信息后，识别终端自动对比所得人脸与数据库中的职工图像信息，数据库中存在该用户的信息时，即可根据数据库中存储的身份信息得知用户身份，从而实现职工的考勤签到[3]。终端设备并利用红外热成像技术，对人员进行近距离非接触式体温检测，检测距离约为0.2～1 m，检测误差±0.3 ℃。当温度超过设定的阈值时，系统自动报警。

智能安防管理服务器：接收人脸识别测温终端上传的人脸识别及测温数据，实现厂区内无感考勤测温。考勤模块主要包含班次设置、部门默认排班、智能排班、轮班设置、班别异动申请、休假管理、考勤日报、考勤数据对比、考勤月报、部门加班汇总和个人加班汇总等功能。测温模块包含实时过人记录、历史过人记录、抓拍图片及温度告警参数配置等功能。

智能人脸识别考勤测温系统使用可见光和红外光协同进行人脸识别匹配与核准，准确分辨真实人脸和纸质/手机照片，大幅增强防伪可靠性；采用智能ISP 图像处理技术，对在光照不足、背光、逆光等恶劣环境下人脸图像进行智能调节，使人脸图像更清晰，更有利于识别，赋予人脸识别设备更强大的环境适应性；针对神经网络的计算进行加速的处理器，可以低功耗高效能地处理并行运算，保证了人员进厂速度。

3 智能车号识别管理系统

随着近年来厂区内外部车辆的不断增多，停车难、管理复杂的问题逐渐现显，钢铁企业为了防止外来车辆的进入，保障公司财产的安全，结合现场实际情况及未来停车场的发展趋势，现为强化智能停车管理水平，有效缓解车辆管理的矛盾，提升整体管理效益，也为进一步保障停车及财产安全，智能车号识别管理系统很好地实现了上述功能。

智能车号识别管理系统是通过智能高清车牌识别对进出车辆进行识别、验证、计费缴费、放行的停车场管理系统。系统着力于提高车辆进场的快捷性、计费缴费的便利性方向进行拓展，主要通过引入智能视频分析技术、优化停车场进出场管理流程、引入新兴的移动支付技术、云平台接入等方式，实现厂区内的智能停车管理。

智能车号识别管理系统通过对通过的车辆的图像采集和处理，从多角度、连续的多幅图像中准确的提取车牌图像，智能分割提取字符，进行对字符进行识别分析。智能车号识别管理系统的硬件设备一般包括触发设备（地感线圈或者雷达）、图像采集设备（包含摄像机、控制器）、补光设备和车牌号码处理机（识别分析车牌号码）等，此系统的核心软件包含车牌定位、车牌的字符分割以及光学字符识别等算法。完整的智能车号识别系统包括：车辆检测、图像采集、车号识别等几个部分。有车辆进入到车辆检测范围内时，车间检测部分就会发出信号触发图像采集单元，图像采集单元进行图像抓拍，采集当前的视频图像。车号单元对图像进行处理，定位出牌照位置，并将车牌中的字符分割提取出来后进行识别，识别出来的车牌号码进行输出，具体如图2 所示。

车辆行驶到停车场入口的识别区后，智能车号识别系统自动对入场车辆车牌号进行识别，若车号识别成功，与系统内登记的固定车牌号码进行对比，如果匹配成功，车号识别控制机会语音“欢迎光临”，显示屏上显示车牌号码，生成车辆入场记录并自动打开车辆道闸，等车辆入场离开检测区域后，道闸自动关闭。入厂流程如图3 所示。

车辆出场与车辆入场流程类似，正常识别及匹配车辆（约99%的车辆）按照停车场提前设置的收费规则进行缴费后自动出场处理，车号识别控制机会语音“一路顺风”，极个别情况出现的无牌、识别错误的车辆，由车场的人员手动通过“异常库车辆图片”进行匹配收费后确认放行（出厂流程如图4 所示）。

智能车号识别管理系统可根据厂区管理对车类进行不同进出流程管控，针对免检车内部车可直接通过车牌识别快进快出，防止拥堵，对于需要检查的车类，不能直接通过车牌识别进出，需安保人员确认后进行放行，车辆放行记录可查询，异常通行记录可查询，实现对车辆进出更好的监管与问题追溯，以及针对其他车类不同的通行流程管理。

4 结语

智能视频分析技术是视频监控发展的必然趋势，伴随科学技术的不断进步，智能视频分析技术会更广泛的应用到企业的各个领域。智能视频分析技术保证企业更加智能化、规范化、精细化、高效化，可以大大提高企业的现代化管理水平，更进一步推动企业的发展。