公安监所智能监控应用技术浅析

引言

我国当前监所监控大部分还是传统的监控为主。尽管视频监控系统的应用日益普及，但大多都是通过人工监看的方式查看实时视频。由于人类的注意力难以长时间集中，人工监看的效果随着事件的增长急剧衰减。因此，尽管知道一些重点场景，但公安干警却无法随时监看。虽然少部分采用了智能监控，但实际应用的智能监控的效果并不是很好。

为解决这类问题，智能视频应用技术应运而生，主要包括针对实时监控和录像检索两方面。实时监控部分主要包括智能分析技术和视频诊断技术。录像检索部分主要包括重点标记技术和特征识别技术。

一、监所智能监控所需要解决的问题

当前监所智能监控所面临的问题，主要以误报、漏报情况居多，导致值班民警面对警情真假难辨，客观上增加了民警的压力。监所智能监控需要解决以下几个主要问题：

（1）、解决值班民警用肉眼死盯监控发现问题的问题，用主动提供预警的模式，让值班民警在平时不用全力盯着监控，只需在有预警时重点关注弹出的画面。

（2）、针对监所内不同区域、不同时间，设定不同预警、报警机制。

（3）、增加分析研判机制，提高预警、报警的准确性。

（4）、针对突发事件，提供应急预案，以便及时处置。

（5）、充分利用网络架构，实现视频图像、预警（报警）信息的及时传递。

二、智能监控解决方案技术特点

以天地伟业智能监控解决方案为例，其技术特点包括：智能分析技术、视频诊断技术、重点标记技术、特征识别技术、智能搜索技术。

（1）智能分析技术

智能分析技术支持各种智能应用及扩展，可实现区域警戒、人群密度、图像异常、人流量统计、人脸监测甚至面部识别比对等功能，通过结合监所业务标准量化，对信息分类处理，为防控管理工作提供情报信息分析服务。主要应用特点举例如下：

区域警戒：对于用户设定区域内的人员移动自动监测和报警，比如检测是否有目标进入预定区域（或越线）并提示报警，在此技术上，可扩展拥挤聚集监测。

行为分析：对于目标打架斗殴或剧烈运动自动监测和报警。

物品遗留/物品丢失：对于可疑人物在指定的区域内长时间徘徊或停留自动监测和报警，当其余内的人物突然消失时自动监测和报警。

人流量统计：对于指定一个/多个出入口或单一方向/双向的人群流动自动监测，提供比较准确的人群流动量和人群流动方向的统计分析。在此技术上，可以对人群密度分级，设定阀值及时预警，避免造成恶性聚众事故。

人脸检测：对经过设定区域的目标进行人脸检测和跟踪，筛选出人脸图像实时布控，并为后期查询提供依据。

智能分析技术可以有多种应用方式，不但可以在前端摄像机中集成，还可以在后端管理平台软件中实现，可以根据实际项目的需求和成本预算灵活配置。智能分析技术的优劣主要考量准确率，这就对现场摄像机的选型和部署提出了具体要求，比如人流量统计可应用于大门、通道、楼道等，需要考虑摄像头与地面夹角、摄像机与人流方向夹角、光照条件和天气状况（晴天阴天和雨雪均会带来不同影响）。

（2）视频诊断技术

视频诊断技术可对监控系统中的各种图像质量进行综合评估，给出视频的品质评价结果，对图像中出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡等常见摄像头故障做出准确判断并发出报警信息。该系统还可以检测视频信号有无和前端云台摄像机的运行情况，有效预防因硬件导致的图像质量问题及所带来的不必要的损失，并及时检测破坏监控设备的不法行为。主要检测内容举例如下：

信号缺失检测：自动检测因前端云台、摄像机工作异常、损坏、人为恶意破坏或视频传输环节故障而引发的间发性或持续性的视频缺失现象。

清晰度异常检测：自动检测视频中由于聚焦不当、镜头损坏或异物遮蔽引起的视野主体部分的图像模糊。自动检测镜头对准无意义物体的情况。

信号亮度异常检测：自动检测视频中由于摄像头故障、增益控制紊乱、照明条件异常或人为恶意遮挡等原因引起的画面过暗、过亮或黑屏。

视频噪声检测：自动检测视频图像中混有杂乱的“横道”、“波纹”、或一阵阵杂乱的飞点、刺、线状干扰导致的图像模糊、扭曲、雪花、抖动或滚屏等噪声现象。

视频偏色检测：自动检测由于线路接触不良、外部干扰或摄像头故障等原因造成的视频中的画面偏色现象，主要包括全屏单一偏色或多种颜色混杂的带状偏色。

视频诊断技术也包括多种应用方式，可以集成在前端摄像机，但更适于部署在后端管理软件系统中，在联网系统中，使用更加灵活，通过定时巡检网络内的所有视频，及时发现故障，加快维修的反应速度，保证系统可靠运行。

（3）重点标记技术

监所内的全部摄像头24小时不间断地监视和录像，面对产生的海量视频录像资料，如何在最短时间内查找有用线索为破案提供例证？通过人海战术对视频录像逐一回放查看――不但效率低，而且因为人的生理条件限制，容易漏掉重要场景和线索。

为此，可以将事件发生时的关联信息与视频记录关联起来作为后期检索的标志，例如：在手动录像、抓拍、制定录像计划时，输入文字提示作为重点标记；在车牌识别时将车牌号与抓拍照片和录像片段关联；将人员的门禁卡身份信息与进出通道时的照片和录像关联；在警情信息与触发的录像关联。总之，将重点事件的某段信息与视频资料关联，通过关键字对录像进行片段标记，辅助事件日志和录像快照，可以迅速定位想要查询的录像文件的特定时刻，方便后期检索。

（4）特征识别技术

当人工和其他物理侦测技术无法对视频进行关联时，基于目标特征的视频内容智能分析技术为我们提供了更加广阔的应用可能。比较典型的应用是人脸比对技术和智能搜索技术。

人脸比对系统：

基于人体面部的生物特征识别技术，可以自动从视频中抓拍人脸，并与后台系统中的目标库进行相似度比对，比对结果推送给监控责任人。不管是否有比中结果，抓拍的人脸都会存储在后台系统中，当日后有案件需要翻查监控资料时，可以通过人脸识别技术确认嫌疑人的行动轨迹，为破案提供高效的技术支持。人脸识别系统通常包括采集、比对、处理三个环节。采集环节获取待比对对象的高质量图像；比对环节将图像转换为计算机能理解的特征编码，并与预存的人脸数据库进行比较，确认待比对象的身份；处理环节则把比对结果与用户的业务应用紧密地联系在一起。

该技术的应用模式主要包括：验证模式，给定两张人脸照片，自动判断是否为一个人，保证人证合一。检索模式，给定一张人脸照片，在人脸库中和所有人脸进行比较，寻找是否存在这个人，返回的结果是比中人员的信息或按相似度降序排列的人员候选列表，适用于人员身份的查询和核查。

通过人脸比对系统，能够及时获取在押管控人员以往的行踪信息，供刑侦、经侦、缉毒等警种的情报人员分析研判，并制定后续作战计划；当出现新的案情时，干警可以利用嫌疑人员的人脸图像在日志库中进行倒查，确定其过去一段时间的行踪，为案件的侦破提供线索。

（5）智能搜索技术

智能搜索技术基于目标模型和特征向量提取的方法，通过一张目标照片甚至目击者描述就可以产生目标物体的索引条件，采用分类检索或样本检索，通过多种目标特征以几十、几百、几千倍的速度搜索分析录像资料，查找所有可疑的目标，找到目标（或者拥有足够高相关度的目标）可能的所在录像位置后生成快照列表提供用户查找和回放。

目标特征主要包括颜色、高度、方向等要素。可以用输入语义进行表述，也可以通过提供样本进行查询，例如查询一个穿红色外套或白色裤子的人，用户可以输入所选取的衣着细节图片进行搜索。基于智能搜索技术可以在海量视频资料中并行搜索，并进行多目标间关系分析

灵活应用智能搜索和智能分析技术，可以快速响应，将犯罪消灭在萌芽阶段。例如，监所民警发现某出入通道的遗留包裹内有危险品，通过智能搜索技术，以区域侵入和携带包裹为条件，在现场周围的几路摄像机的24小时存档录像中进行查询，提出去几个有价值的事件片段，经过人工确认携带案发包裹的嫌疑人，从而定位具体时间，系统根据该嫌疑人在案发现场的图像，搜索附近的主要出入口的48小时录像，得到其在某门口的更详细的特征图像，再从周围区域的几十路摄像机中继续追踪该目标轨迹，从而获得其行进路线和接触人，最终将嫌疑人全部擒获。

三、监所智能监控的典型应用

监所智能监控集成了智能视频处理技术的数字化监管平台，通过汇聚各类图像资源，实现图像信息的应用。可以与警务信息综合应用平台等系统结合，实现信息采集与综合应用的一体化。通过数据对接和信息融合，可以对图像资源与数据资源集中再加工，通过信息检索和研判分析实现高危预警、人员甄别、案件串并、动态管控、预警缉控、分类处置等功能，为公安机关提供综合性应用和数据支撑。

监管场所作为一个特殊的场所，所需监控的范围、人、事都和普通社会监控有所区别，把用于普通社会监控的一些智能化的技术手段直接拿到监所里是不适用的。真正致力于监所安防事业的从业者，应该结合监所的特定环境，专门开发针对监管场所的智能监控技术。

监管场所的安防系统涉及到的子系统众多，必须要考虑充分和各个子系统实现信息共享、联动，使之更有效的发挥作用；同时，要更多的考虑物联网技术和智能监控的融合。智能监控最终是为监所管理者所应用，只有和日常管理模式、工作模式紧密契合，才能最大限度的发挥他的作用，确保监所的安全。