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視頻結(jié)構(gòu)化打造智慧新“視界”
發(fā)表時間： 2021-07-23
在2020這個安防新十年里，AI技術(shù)在安防行業(yè)不斷挖掘應(yīng)用場景，優(yōu)化性能指標(biāo)，已經(jīng)作為新安防時代不可或缺的技術(shù)支撐。這里面包括人臉識別、車牌識別、人形識別等各類識別類算法，以及包括顏色、穿著、號牌等的視頻結(jié)構(gòu)化類算法。正是通過這些貼合各類應(yīng)用場景的AI算法，才使得我們的社會更加安全，工作效率更高。本文重點圍繞視頻結(jié)構(gòu)化，講解三個方面的內(nèi)容；
一、 視頻會什么要做結(jié)構(gòu)化處理，其意義體現(xiàn)在哪些方面
首先我們了解一下何為視頻結(jié)構(gòu)化。大家知道，原始的視頻圖像是不含任何結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的，它不能直接被計算機(jī)讀取和識別，為了讓視頻圖像在安防領(lǐng)域更好的應(yīng)用，就必須使用智能視頻分析技術(shù)對視頻圖像進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，也就是視頻結(jié)構(gòu)化。
在公安安全領(lǐng)域，視頻結(jié)構(gòu)化的意義主要體現(xiàn)在保障社會秩序、提高破案效率方面。舉個非常簡單的例子，某地發(fā)生了一起搶劫案，警方初步確定了目標(biāo)嫌疑人，但是需要拿到監(jiān)控畫面作為證據(jù)。這時如果視頻無結(jié)構(gòu)化處理，則需要挨個回放錄像去查看，費(fèi)時費(fèi)力，辦案效率低下。但是如果具備視頻結(jié)構(gòu)化能力，只需將嫌疑人照片錄入系統(tǒng)，系統(tǒng)可以獨立去和已經(jīng)提取的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而可以在很短的時間內(nèi)找到目標(biāo)嫌疑人出現(xiàn)的時間，獲取錄像文件，拿到證據(jù)。大大減輕民警辦案壓力，提高辦案效率。
具體到我們的細(xì)分領(lǐng)域，如公安執(zhí)法辦案區(qū)，通過視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)，可以實現(xiàn)嫌疑人的實時軌跡定位，聯(lián)動視頻跟蹤，生成完整的執(zhí)法辦案鏈條的作用。他的意義就是可以在無任何穿戴式設(shè)備的情況下，通過純視頻手段，復(fù)用視頻監(jiān)控攝像機(jī)，實現(xiàn)目標(biāo)人物的實時定位，降低接觸式交叉?zhèn)魅镜娘L(fēng)險，同時可以降低設(shè)備運(yùn)維成本。
二、 天地偉業(yè)的視頻結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品及技術(shù)介紹
AI技術(shù)全面在安防行業(yè)實現(xiàn)場景落地，是天地偉業(yè)的戰(zhàn)略方向。天地偉業(yè)緊跟時代發(fā)展方向，不斷創(chuàng)新，開發(fā)出多款業(yè)內(nèi)高精尖的結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品。這里重點講解兩款結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品，一款是多維感知結(jié)構(gòu)化攝像機(jī)，另外一款是視頻軌跡定位系統(tǒng)。
2.1 天地偉業(yè)多維感知結(jié)構(gòu)化攝像機(jī)不僅可以采集監(jiān)控圖像信息、人車結(jié)構(gòu)化信息，還能夠采集手機(jī)熱點信息。
在結(jié)構(gòu)化信息提取方面，該產(chǎn)品支持人臉、人體、和車輛等結(jié)構(gòu)化信息提取。人臉方面：支持人臉檢測、人臉跟蹤、質(zhì)量評估和人臉抓拍，支持基于人臉的年齡、性別、人數(shù)、民族的檢測，支持判斷人臉是否戴口罩、帽子、眼鏡等；人體方面：支持對基于行人的性別、是否背包、運(yùn)動方向的檢測和抓拍以及對基于騎行的人員性別、運(yùn)動方向的檢測，以及駕駛摩托車車牌檢測、識別等；車輛方面：支持車輛檢測、車輛抓拍，支持車牌類型、車牌號碼、車牌顏色、車身顏色、車輛類型、運(yùn)動方向檢測等；
在手機(jī)熱點信息提取方面，該產(chǎn)品是在不影響用戶正常通信的情況下，可以對用戶手機(jī)IMSI信息進(jìn)行采集。因手機(jī)IMSI是和手機(jī)卡唯一綁定，所以采集到的IMSI信息可作為人員身份進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。
該產(chǎn)品可部署在火車站、機(jī)場、交通卡口等重點公共場所，用于采集重點目標(biāo)的特征信息和熱點信息，便于建立人與車、人與熱點、車與熱點之間的隱性關(guān)系，通過對軌跡數(shù)據(jù)的分析挖掘，為身份核查、綜合研判、布控預(yù)警提供精準(zhǔn)高效的信息化手段。
2.2 天地偉業(yè)視頻軌跡定位系統(tǒng)，目前主要應(yīng)用于公安執(zhí)法辦案區(qū)。在辦案場所內(nèi)，無死角覆蓋結(jié)構(gòu)化攝像機(jī)，配合后端智能分析算法，可以根據(jù)目標(biāo)屬性，分析出目標(biāo)人物，從而可以實現(xiàn)對辦案區(qū)內(nèi)所有目標(biāo)的實時軌跡定位。
當(dāng)前階段，疫情傳播風(fēng)險高，國家及各地政府均出臺相關(guān)措施最大程度抑制疫情的傳播。該系統(tǒng)采用純視頻方式實現(xiàn)人員定位、軌跡跟蹤、視頻聯(lián)動。相比傳統(tǒng)手環(huán)定位方式，無需佩戴和維護(hù)，避免接觸帶來的交叉感染的風(fēng)險。
三、 公安執(zhí)法辦案區(qū)，視頻軌跡定位應(yīng)用探析
近年來，全國公安機(jī)關(guān)強(qiáng)力推進(jìn)執(zhí)法規(guī)范化建設(shè)，以法治思維定制度，以規(guī)范制度約束民警，全面打造法治公安新形象。為切實規(guī)范執(zhí)法辦案場所辦案區(qū)的設(shè)置、使用和管理，提升安全規(guī)范執(zhí)法水平，2013年，公安部發(fā)布了《公安機(jī)關(guān)執(zhí)法辦案場所辦案區(qū)使用管理規(guī)定》，對公安機(jī)關(guān)執(zhí)法辦案場所的使用做了詳細(xì)的指導(dǎo)與要求；2014年，公安部為切實規(guī)范公安機(jī)關(guān)執(zhí)法辦案場所辦案區(qū)的使用管理，提升安全規(guī)范執(zhí)法水平，在全國公安機(jī)關(guān)部署開展了規(guī)范使用辦案區(qū)“四個一律”專項檢查整改活動。
由國家出臺的一系列法律法規(guī)可見，當(dāng)前我國已將執(zhí)法規(guī)范化作為“依法治國”基本方略中的一項重點工作，緊鑼密鼓地大力推進(jìn)。可以說，執(zhí)法規(guī)范化建設(shè)已上升為公安機(jī)關(guān)未來發(fā)展的重大戰(zhàn)略布局，同時執(zhí)法規(guī)范化也契合了當(dāng)前全面依法治國、法治中國建設(shè)的要求，回應(yīng)了人民群眾的關(guān)切，因此中央、國家層面頻頻出臺相關(guān)政策，在完善執(zhí)法制度機(jī)制方面，細(xì)化執(zhí)法標(biāo)準(zhǔn)和指引，為公安民警提供健全、完備、可操作的執(zhí)法指引。
天地偉業(yè)先后打造了銀川、南京、北京多個公安部法制現(xiàn)場會推廣試點，保障了三次全國公安機(jī)關(guān)現(xiàn)場會順利召開，為全國公安機(jī)關(guān)執(zhí)法規(guī)范化建設(shè)提供了可復(fù)制、可推廣的寶貴經(jīng)驗，并從中探索出一條完善的執(zhí)法辦案新模式，實現(xiàn)對“警、案、人、物、卷、場”的智能化、閉環(huán)式管理。
這里講的智能化、閉環(huán)式的管理，傳統(tǒng)方式是通過佩戴智能定位手環(huán)實現(xiàn)串聯(lián)。在辦案場所內(nèi)進(jìn)行定位采集基站覆蓋，通過獲取手環(huán)的信號，得知嫌疑人當(dāng)前所在位置，從而實現(xiàn)實時定位。這種方式有幾個缺點：
1、接觸式，需要辦案民警給嫌疑人佩戴；
2、日常維護(hù)，手環(huán)內(nèi)置電池，需要定期給手環(huán)充電；
3、無線傳輸，部分細(xì)分行業(yè)，要求辦案場所內(nèi)不能使用無線傳輸手段。基于這些缺點，天地偉業(yè)率先研發(fā)純視頻軌跡定位系統(tǒng)。
1、接觸式，需要辦案民警給嫌疑人佩戴；
2、日常維護(hù)，手環(huán)內(nèi)置電池，需要定期給手環(huán)充電；
3、無線傳輸，部分細(xì)分行業(yè)，要求辦案場所內(nèi)不能使用無線傳輸手段。基于這些缺點，天地偉業(yè)率先研發(fā)純視頻軌跡定位系統(tǒng)。
辦案區(qū)中采用視頻軌跡定位系統(tǒng)，通過純視頻方式實現(xiàn)入?yún)^(qū)登記開始到最終出區(qū)的全流程人員定位、軌跡跟蹤、視頻聯(lián)動。整套系統(tǒng)運(yùn)用規(guī)范化的硬件設(shè)施、流程化的運(yùn)行方式、標(biāo)準(zhǔn)化的管理模式、精細(xì)化的監(jiān)督措施，有效解決執(zhí)法不規(guī)范、管理不精細(xì)、服務(wù)跟不上、數(shù)據(jù)未共享等問題，構(gòu)建起一個全程公開、全程透明、全程可控的執(zhí)法環(huán)境。
系統(tǒng)根據(jù)辦案區(qū)情況，預(yù)先規(guī)劃好相應(yīng)定位區(qū)域并關(guān)聯(lián)高清人體結(jié)構(gòu)化攝像機(jī)，當(dāng)嫌疑人入?yún)^(qū)登記采集人像和綁定識別號服后，從入?yún)^(qū)登記開始到最終出區(qū)，全環(huán)節(jié)實現(xiàn)視頻軌跡定位。在辦案過程中，民警可以通過平臺系統(tǒng)，直接調(diào)取、回放歷史錄像。
首先在入?yún)^(qū)環(huán)節(jié)，嫌疑人通過采集人像進(jìn)行入?yún)^(qū)登記；入?yún)^(qū)后在人身安全檢查處進(jìn)行識別號服綁定。從而將人臉、號服作為該嫌疑人的結(jié)構(gòu)化標(biāo)識，兩者互補(bǔ)結(jié)合。前端采集結(jié)構(gòu)化信息，后端分析后判定對應(yīng)嫌疑人。
從入?yún)^(qū)登記，人身安全檢查，財物暫存，信息采集，候問、訊（詢）問管理，物品返還，最后出區(qū)登記，就是當(dāng)前執(zhí)法辦案區(qū)執(zhí)法辦案全流程。整個流程規(guī)范需要挨個執(zhí)行，不能調(diào)整順序或遺漏。全程通過純視頻結(jié)構(gòu)化分析，實時定位目標(biāo)人員位置，最終通過公安執(zhí)法辦案區(qū)智能管理系統(tǒng)形成完整的辦案流程，實現(xiàn)從信息、安全、物證資料到案件資料的全流程化管理。如果視頻分析出嫌疑人所在的位置，上一個流程沒有辦理，系統(tǒng)會及時進(jìn)行報警提醒，形成規(guī)范化的流程管控。
當(dāng)前的視頻軌跡定位，尚需要配合如號服、二維碼、數(shù)字等去做輔助判別，分析后面的發(fā)展趨勢會逐步走向去輔助元素，單純靠人體的結(jié)構(gòu)化元素去做判別，如人臉、人形、肢體動作等。
總結(jié)：
視頻結(jié)構(gòu)化分析技術(shù)源自計算機(jī)視覺技術(shù)，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計算機(jī)能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。
視頻結(jié)構(gòu)化是實現(xiàn)“視頻創(chuàng)造價值”(從大量視頻資源中挖掘有價值的東西)的重要手段。從概念來講，視頻行為分析技術(shù)是對采集到的視頻上的行動物體進(jìn)行分析，判斷出物體的行為軌跡、目標(biāo)形態(tài)變化，并通過設(shè)置一定的條件和規(guī)則，判定異常行為，它糅合了圖像處理技術(shù)、計算機(jī)視覺技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、圖像分析等多項技術(shù)。
如果將結(jié)構(gòu)化攝像機(jī)看作人的眼睛，后端智能視頻系統(tǒng)則可看作人的大腦，相對于硬件而言，軟件的地位也很重要。作為一項被譽(yù)為引領(lǐng)監(jiān)控革命的技術(shù)，它改變了兩種狀況：一是將監(jiān)控人員從煩瑣而枯燥的 “盯屏幕”中解脫出來，由計算機(jī)來完成這部分工作；二是在海量的視頻數(shù)據(jù)中快速搜索到想要找的圖像。并且可以在降低工作人員勞動強(qiáng)度的同時，實現(xiàn)移動偵測、物體追蹤、面部識別、人流統(tǒng)計等功能。在很大程度上具備先知先覺的預(yù)警功能，提高報警的精確度。整個視頻結(jié)構(gòu)化的管理系統(tǒng)，為我們打造一個智慧新“視界”。
