第四代監控技術(shù)在城市治安中的應用分析

近幾年，平安城市的建設從開(kāi)始的幾個(gè)試點(diǎn)城市已經(jīng)向全國范圍鋪開(kāi)，并且正在發(fā)生巨大的變化，對城市監控的建設初衷從最初的“為建而建”變成到現在的“為用而建”，對畫(huà)面的要求從最初的“看得見(jiàn)”變成現在的“看得清”、“看明白”，對應用的概念從最初的“查得到錄像”到現在的“信息挖掘”。業(yè)內的這些理念、技術(shù)、產(chǎn)品都在不斷的革新變化，目前，在平安城市的建設方案中，監控4G(第四代)概念被炒的很熱，典型的包括有云技術(shù)、智能分析、人臉識別等高新前沿技術(shù)。

在很多建設項目中，都會(huì )把這些應用作為其中一部分，似乎不搭點(diǎn)這些潮流性的東西就顯得落伍了，但是能否真正起到作用，就不一定了，關(guān)鍵在于應用需求與技術(shù)特點(diǎn)是否能匹配。本文對這三個(gè)技術(shù)在安防行業(yè)中的作用作一個(gè)分析。

云技術(shù)“水土不服”

云技術(shù)的本質(zhì)可以理解成計算機集群的管理與應用。在IT業(yè)內早就已經(jīng)成熟的應用，近幾年來(lái)到安防這個(gè)新天地中，理念雖好，但如果簡(jiǎn)單的套用過(guò)來(lái)，難免也有點(diǎn)“水土不服”，原因有以下兩個(gè)：

首先，與公共互聯(lián)網(wǎng)相比，安防系統是一個(gè)封閉的網(wǎng)絡(luò )，目前全國最大的安防系統就是公安主導建立的平安城市，當時(shí)在建設的時(shí)候，全國各地都自成一派，形成了大大小小的“信息孤島”，聯(lián)網(wǎng)互通的大業(yè)目前尚未完成，想要實(shí)現概念中的“大云”更是難上加難。

其次，安防業(yè)中的數據成分主要是視頻，近幾年隨著(zhù)業(yè)務(wù)應用的發(fā)展，圖片的數據格式(主要來(lái)自交通卡口)慢慢多了起來(lái)，還有一些少量的結構化數據，與傳統IT業(yè)中的文件形式的數據格式與特性不同，安防行業(yè)中針對自身的特點(diǎn)，設計了專(zhuān)門(mén)的存儲數據結構和硬件特性緊密相關(guān)的讀寫(xiě)機制，而云技術(shù)原先在IT業(yè)中的針對物理器件，如CPU、內存、硬盤(pán)等虛擬化等亮點(diǎn)到安防這里之后就好像顯得不大“搭調”。

因此，云技術(shù)在安防行業(yè)中的應用更多的是借助其原有的一些理念和技術(shù)，來(lái)滿(mǎn)足實(shí)際的技術(shù)需要，與IT業(yè)中傳統的“云”概念和應用方式并不等同。

存儲是一個(gè)重要的應用點(diǎn)。隨著(zhù)平安城市建設、高清化的推進(jìn)、資料保存時(shí)間的延長(cháng)，使得每一個(gè)系統的設計者與管理者必須面對存儲系統擴容的問(wèn)題，簡(jiǎn)單的增加存儲設備只是增加一個(gè)獨立系統，各個(gè)獨立存儲點(diǎn)之間性能、容量都不能均衡，對于管理者來(lái)說(shuō)管理負擔增大。而云存儲的設計理念正好能滿(mǎn)足管理者的需求，這里的云存儲更像是一套“貼心”的管理系統，替用戶(hù)來(lái)管理格式各樣的存儲設備，其優(yōu)勢包括：

●靈活的空間管理：支持線(xiàn)性拓展，加入節點(diǎn)后可實(shí)現自動(dòng)的數據遷移，保障各個(gè)存儲節點(diǎn)負載均衡。

●海量數據的快速檢索：分布式數據讀取，提高整體數據吞吐量。

●系統集成數據安全：每份數據一般有3份以上的備份。

●高兼容性：原有的存儲資源都可以并入云存儲中的虛擬資源池。利用云存儲管理系統的架構如圖1所示。除了云存儲，云計算也是云技術(shù)中的一個(gè)特性，目前平安城市中的應用點(diǎn)在于對海量結構化數據進(jìn)行查詢(xún)與統計，目前安防行業(yè)中最典型的結構化數據就是交通卡口數據。隨著(zhù)近年來(lái)卡口的大量建設，在監控起步較早的浙江，一天之中一個(gè)縣級市的過(guò)車(chē)數據可以達到100萬(wàn)條，一個(gè)地級市可以達到600萬(wàn)條，如果查詢(xún)一個(gè)月的數據，數據量接近2億條，數據量十分的巨大。傳統的數據庫查詢(xún)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足，因此必須要借助云計算，其技術(shù)優(yōu)勢主要在于：

●分布式存儲：提高海量數據的讀取速度。

●分布式計算：可實(shí)現各個(gè)計算節點(diǎn)的計算資源均衡，通過(guò)并行計算提高整體效率。

●內存優(yōu)化：把常用的數據存儲在內存，加快讀取效率。

●列式查詢(xún)：把每一個(gè)字段屬性都建立相應的索引表，通過(guò)對索引表的查詢(xún)替代對原始數據條目的字段查詢(xún)，可極大的提高查詢(xún)與統計效率。

智能分析風(fēng)雨相伴

與云技術(shù)相比，以“行為分析”為代表的智能分析在安防行業(yè)中算是“老人”了，走過(guò)的路程可謂即豐富又曲折：最初出現時(shí)，行業(yè)內炒的很熱，普遍認為替代人工看監控的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，后來(lái)在實(shí)際項目中遇到效果瓶頸，遭遇質(zhì)疑，再到后期理性回歸，重新定位，根據各個(gè)行業(yè)不同的特性打造專(zhuān)門(mén)的應用。

目前，智能分析技術(shù)已經(jīng)在金融、監獄，甚至剛剛興起的民用行業(yè)中，形成很好的實(shí)時(shí)性應用點(diǎn)，并得到認可。而在城市治安監控下，智能分析在實(shí)時(shí)性檢測方面卻一直找不到很好的應用，原因有多種：一是城市治安監控的圖像畫(huà)面對于智能分析的要求來(lái)講太過(guò)復雜，什么環(huán)境都有(技術(shù)層面的干擾物)，在技術(shù)上很難“一招打天下”；二是從應用需求上來(lái)講，一個(gè)城市有上千萬(wàn)個(gè)攝像頭，即使在技術(shù)上能準確的實(shí)現“徘徊、逗留”等行為分析，但在沒(méi)有報警的情況下，現有的監控人員又有什么依據來(lái)做處理呢？

從目前的行業(yè)情況來(lái)看，在平安城市建設中，智能分析主要的應用點(diǎn)還是在對視頻錄像的分析上，滿(mǎn)足刑偵上的業(yè)務(wù)需求。近幾年，隨著(zhù)城市監控的發(fā)展，除交通管理外，城市監控最大的應用群體就是刑警。視頻偵查的方法已經(jīng)成為刑偵四大偵查方法之一，而目前業(yè)內的視頻深度應用，也主要是圍繞刑偵的業(yè)務(wù)需求展開(kāi)。刑偵業(yè)務(wù)更多的是關(guān)注錄像，對于能提高他們看錄像效率的工具的有很大的需求。

1.依據背景建模的技術(shù)對視頻背景建模，分離出其中的活動(dòng)目標。

2.通過(guò)形狀紋理進(jìn)行2次判斷，可大致在活動(dòng)目標中提出人或者車(chē)的目標。

3.在條件(對目標軌跡的預判、圖像的清晰度等)允許的情況下，還可再進(jìn)行軌跡篩選與特征匹配，進(jìn)一步過(guò)濾無(wú)用目標。

4.最后形成結果列表，由人工的方式進(jìn)行篩選。

最后在結果的表現形式上，也可分為多種形式，如濃縮播放、視頻摘要等。

現在，在一些主要行業(yè)中，用于刑偵的智能產(chǎn)品分為在線(xiàn)、離線(xiàn)兩種，線(xiàn)上的工具一般是實(shí)戰應用平臺的一部分，主要對公安自建的視頻資源做處理，在基層應用中以在線(xiàn)工具為主；離線(xiàn)的工具主要針對社會(huì )面資源，主要是在案發(fā)現場(chǎng)或周邊辦公時(shí)使用，通常用于重大刑事案件中的現場(chǎng)辦公。

人臉識別回歸理性

人臉識別技術(shù)在安防行業(yè)中也不能算是一個(gè)“新面孔”了，與前面講到的智能技術(shù)一樣，近幾年也是經(jīng)過(guò)了從熱炒到瓶頸再到理性回歸的過(guò)程。

這里介紹的人臉識有別與人臉檢測，人臉檢測容易，目前很多手機的照相功能中都帶有人臉檢測的功能，但是人臉識別難度就很大，不僅要檢測出人臉，還要對人臉進(jìn)行建模并與樣本庫進(jìn)行相似度計算，其識別的結果受多種因素的制約。

在城市治安監控中，雖然對人臉識別的需求很大，但是到目前為止，從技術(shù)上還達不到在治安畫(huà)面中實(shí)現識別的水平。原因主要有三點(diǎn)：治安監控看的往往是大局，即使在沒(méi)有遮擋的情況下，人臉在圖像中不夠清晰，像素點(diǎn)達不到識別要求；治安監控是由高往下看，這種角度下，與正面的平面圖像相貌相差較大；光照影響，在露天環(huán)境下，常常因為背光使得人臉發(fā)黑，無(wú)法辨別，或者局部發(fā)黑，形成陰陽(yáng)臉，這也極大的影響識別的效果。

因此，在治安監控環(huán)境下，進(jìn)行人臉識別是目前還實(shí)現不了的。

但是，也有不少項目中使用了該種技術(shù)，在交通樞紐的安檢口，如飛機安檢口、火車(chē)站安檢口進(jìn)行人臉識別的試點(diǎn)，把過(guò)往乘客的抓拍照片與在逃庫進(jìn)行比對，希望達到追逃的效果。在安檢處設立人臉抓拍機正好彌補了一般治安監控的不足：

●專(zhuān)機專(zhuān)用，保證臉部圖像的像素。

●角度相對較低，容易拍到人臉的正面圖像。

●在室內，無(wú)光照變化影響，同時(shí)光源分布均勻，無(wú)陰陽(yáng)臉的現象。雖然在成像上克服了治安監控的不足，但是筆者認為這樣的應用還是難以大面積的推廣，原因有：

●職責不清：交通樞紐站的職責是保持上下客的次序，抓逃不是其工作內容，這些職能部門(mén)確實(shí)也不應該去做抓逃的事，除非有硬性規定。

●風(fēng)險大于收益：人臉識別只是返回一個(gè)相識度比較結果，對于其身份并無(wú)確認能力，而13億中國人中相貌類(lèi)似的很多，誤判的可能性很大，結果沒(méi)抓到正確的人反而引來(lái)旅客的投訴就不劃算了。

●容易偽裝：有心躲避的逃犯通過(guò)粘貼假胡子、帶墨鏡等偽裝可以很容易騙過(guò)機器的識別。

那么，是否人臉識別技術(shù)在平安城市中就沒(méi)有用武之地了呢？答案是否定的。移動(dòng)終端與云計算的興起給了人臉識別一個(gè)打翻身戰的好機會(huì )。

前面說(shuō)到的治安應用與交通樞紐的應用都是非接觸式，這些都受制于因為識別的條件與效果。但如果民警要求嫌疑人擺正位置，用手機或其他終端對其人像進(jìn)行拍攝，并把人臉圖片傳回到數據中心進(jìn)行身份識別，這樣的準確率是很高的，而且業(yè)務(wù)上也有這樣的需求，如民警進(jìn)行外來(lái)人口聚集地排查，當對方不提供身份證時(shí)，可用類(lèi)似的方法確認其身份；另外，對于一些沒(méi)有身份證信息的尸體，只要面部特征完好，也可以用類(lèi)似的方法快速確認其身份。由于身份證庫巨大，在真正實(shí)施中，還需要應用到云計算的技術(shù)進(jìn)行分布式處理。

深度應用催生新技術(shù)發(fā)展

本文對云技術(shù)、智能分析、人臉識別等技術(shù)在城市治安監控中的應用點(diǎn)進(jìn)行了分析，雖然平安城市的建設已經(jīng)有好幾年的歷史，但是對于監控的“深度應用”還是在近一兩年才開(kāi)始被關(guān)注的，也正是“深度應用”的需求，推動(dòng)了一些高端技術(shù)在平安城市中的發(fā)展和應用，在未來(lái)，還將有新的應用點(diǎn)和新的技術(shù)不斷融入進(jìn)來(lái)，為人們的安全生活保駕護航。