大數據時(shí)代和智能視頻分析技術(shù)

隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )信息化時(shí)代的日益普遍，移動(dòng)互聯(lián)、社交網(wǎng)絡(luò )、電子商務(wù)大大拓展了互聯(lián)網(wǎng)的疆界和應用領(lǐng)域。在過(guò)去的十幾年間，安防行業(yè)也是蓬勃發(fā)展，大量監控設備投入使用，使得監控不僅僅是政府在主導使用，更是進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)。監控設備也從模擬向數字化轉化為主，數字化以后實(shí)現了遠程視頻實(shí)時(shí)監控。近幾年，隨著(zhù)高清視頻監控的逐步推廣和普及，視頻監控市場(chǎng)已經(jīng)朝著(zhù)“看得清，看得明”方向發(fā)展。同時(shí)隨著(zhù)政府和企業(yè)對平安城市建設、社會(huì )監控建設的持續投入，視頻探頭成千上萬(wàn)，錄像視頻數據更是可以用海量來(lái)形容。我們正處在一個(gè)數據爆炸性增長(cháng)的"大數據"時(shí)代，大數據對社會(huì )經(jīng)濟、政治、文化，人們生活等方面產(chǎn)生深遠的影響，大數據時(shí)代對人類(lèi)的數據駕馭能力提出了新的挑戰與機遇。

一、大數據時(shí)代產(chǎn)生的背景

近幾年，大數據一詞越來(lái)越多地被提及與使用，涉及到各行業(yè)，人們用它來(lái)描述和定義信息爆炸時(shí)代產(chǎn)生的海量數據，它已經(jīng)在《紐約時(shí)報》、《華爾街時(shí)報》的專(zhuān)欄封面出現過(guò)，也出現在了中國三大運營(yíng)商相關(guān)報告中，同時(shí)也引起中國安防行業(yè)相關(guān)的企業(yè)、大眾和行業(yè)媒體的高度關(guān)注，眾多的企業(yè)和媒體頻繁提到大數據，也標志著(zhù)大數據時(shí)代確實(shí)已經(jīng)到來(lái)。正如《紐約時(shí)報》2012年2月的一篇專(zhuān)欄中所稱(chēng)，“大數據”時(shí)代已經(jīng)降臨，在商業(yè)、經(jīng)濟及其他領(lǐng)域中，更多的決策制定將日益基于數據和分析，而并非基于經(jīng)驗和直覺(jué)。哈佛大學(xué)社會(huì )學(xué)教授加里·金說(shuō)：“這是一場(chǎng)革命，龐大的數據資源使得各個(gè)領(lǐng)域開(kāi)始了量化進(jìn)程，無(wú)論學(xué)術(shù)界、商界還是政府，所有領(lǐng)域都將開(kāi)始這種進(jìn)程?！?

二、大數據時(shí)代的智能視頻分析技術(shù)

在大數據時(shí)代，人們對智能視頻分析技術(shù)越來(lái)越看重。智能視頻分析依賴(lài)于視頻算法對視頻內容進(jìn)行分析，通過(guò)提取視頻中關(guān)鍵信息，進(jìn)行標記或者相關(guān)處理，并形成相應事件和告警的監控方式，人們可以通過(guò)各種屬性描述進(jìn)行快速檢索。如果把攝像機看作人的眼睛，而智能視頻監控系統可以理解為人的大腦。智能視頻技術(shù)借助處理器的強大計算功能，對視頻畫(huà)面中的海量數據進(jìn)行高速分析，獲取人們需要的信息。

現在智能視頻分析技術(shù)已經(jīng)逐漸被人們所接受，但是在智能視頻分析技術(shù)出現之前，海量視頻的分析一直是困擾人們的一個(gè)難題，比如人們如果不小心將貴重物品遺留在出租車(chē)或公交車(chē)上該怎么辦?很多人認為有了監控攝像機，事情會(huì )好辦很多，可事實(shí)如此么?對于相關(guān)辦案人員來(lái)說(shuō)，查詢(xún)海量的視頻監控信息是件苦不堪言的差事，大有茫茫大海撈針之焦慮與糾結。

2012年，南京發(fā)生了“1.6”搶劫案件。在案件偵破過(guò)程中，南京警方從全市1萬(wàn)多個(gè)攝像頭共提取了近2000T的視頻數據，為了處理這些視頻，調動(dòng)1500多名公安干警查閱搜索視頻線(xiàn)索，共耗時(shí)一個(gè)多月。面對如此多的監控數據，去尋找到證據和線(xiàn)索，無(wú)異于大海撈針，但目前的現實(shí)情況通常是被迫使用人海戰術(shù)進(jìn)行查看。一個(gè)案件的審看需要更為廣泛的查看相關(guān)的攝像機視頻，所審看的視頻量時(shí)常達到數百上千小時(shí)。在目前的人工查看模式下，傳統的方法需要從頭到尾順序播放，往往需要數倍于原始視頻的時(shí)間才能審看完成，因此需要大量人員連續加班數周進(jìn)行視頻的審看。為了規避遺漏和誤差，很多刑偵隊采用加大人力投入的方法。但是經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，這種方法吃力不討好，仍然解決不了根本的問(wèn)題。既影響了破案進(jìn)度和效率，又使得工作人員疲憊不堪。如果有智能視頻分析技術(shù)對視頻中運動(dòng)的物體等進(jìn)行檢索和排除，就能大大的提高辦案效率。

智能視頻分析技術(shù)在安防領(lǐng)域的重要作用是毋庸置疑的，其可以從海量信息中迅速搜索到需要的信息。對于重大刑事案件而言，可以協(xié)助警方盡快破案，節省了公安干警的辦案時(shí)間。

另外，利用智能視頻分析系統可以進(jìn)行事前預警防范。比如人臉識別比對系統，公安機關(guān)通過(guò)搭建人臉識別比對系統，建立人臉捕捉數據庫，將人臉信息歸檔，并與個(gè)人身份建立關(guān)系，在實(shí)際運用過(guò)程中采用人臉搜索、黑名單布防、陌生人識別等多項智能分析技術(shù)，大大提高視頻監控的防范功效，可以讓犯罪分子無(wú)可遁形。由于和智能視頻分析相關(guān)的高清產(chǎn)品并未得到真正的普及，社會(huì )上的高清監控布局點(diǎn)也并不完善，目前還只是針對某些行業(yè)進(jìn)行使用，還遠遠未達到全面普及。只有大批量的使用高清攝像機，增大捕獲到清晰、正面人臉的可能性，才能有更好的實(shí)戰效果。此外，還需要公安和企業(yè)加強合作，加大監控點(diǎn)的部署密度。由于大量監控點(diǎn)的部署會(huì )帶來(lái)海量視頻，需要重視智能視頻分析技術(shù)的應用，合理利用技術(shù)，人機配合，發(fā)揮技術(shù)的長(cháng)處，從而有效輔助偵辦人員。

目前智能視頻分析技術(shù)已經(jīng)逐漸的趨于成熟，這和安防企業(yè)的努力和貢獻是分不開(kāi)的，他們是智能視頻分析的先行者，比如杭州?？低晹底旨夹g(shù)股份有限公司，這些企業(yè)的智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展或許可以成為榜樣，帶動(dòng)業(yè)內企業(yè)研發(fā)的腳步，真正為海量視頻分析和檢索帶來(lái)革命性的變化。

三、大數據時(shí)代的?？低曋悄芤曨l分析

杭州?？低晹底旨夹g(shù)股份有限公司匯集了大量?jì)?yōu)秀的研發(fā)智能應用的開(kāi)發(fā)人員，經(jīng)過(guò)這幾年的技術(shù)積累和創(chuàng )新，在智能視頻分析技術(shù)上取得了卓越的成績(jì)，智能產(chǎn)品貼合市場(chǎng)需求，研發(fā)了十幾款基于智能視頻分析技術(shù)的產(chǎn)品，符合普通大眾對于智能視頻分析的期望，并在公安、司法、交通、教育、金融等主流行業(yè)應用，獲得了用戶(hù)的認可。

目前智能視頻分析技術(shù)主要針對實(shí)時(shí)的視頻圖像進(jìn)行分析，起到提前預警的作用，這方面的應用已經(jīng)逐漸趨于成熟。隨著(zhù)大數據時(shí)代的到來(lái)，帶來(lái)海量的數據存儲，如何更好的挖掘、利用、分析這些數據是安防企業(yè)重點(diǎn)思考的方向。智能視頻數據挖掘的應用主要是面向公安刑偵的事后視頻分析、管理和實(shí)戰應用。因為一個(gè)案件的發(fā)生，有時(shí)會(huì )伴隨著(zhù)大量的視頻錄像線(xiàn)索，與案件相關(guān)的大量刑偵監控視頻基本采用Windows文件目錄管理的原始方式，需要通過(guò)其他類(lèi)型的記錄文件(如記事本，WORD，EXCEL等)來(lái)記錄視頻內的重點(diǎn)內容(如人物，時(shí)間，地點(diǎn)等)，這就造成調取關(guān)鍵視頻困難、視頻管理效率低下，甚至造成重要視頻的丟失。在查找之前的線(xiàn)索時(shí)，要在繁雜的資料庫中檢索到該視頻并通過(guò)特定廠(chǎng)商的DVR播放器定位到對應時(shí)間點(diǎn)查看，這樣就造成線(xiàn)索與對應的視頻資料的映射關(guān)系的混亂和檢索困難。案件發(fā)生后刑偵工作有一定的時(shí)效性，需要快速行動(dòng)。大量的數據信息和需要快速定位之間就形成了矛盾。因此，如何提高快速有效的視頻錄像檢索方式，將成為視頻監控行業(yè)發(fā)展的趨勢。

在目前視頻數據巨大，且又存在以上這些困局的時(shí)候，我們就開(kāi)始思考如何使用智能視頻分析的技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行深入的視頻數據挖掘，對海量的視頻數據進(jìn)行分析和管理，有效提高人們對視頻數據的利用，帶來(lái)更大的價(jià)值。

?？低曊谥?zhù)力于此類(lèi)應用的研發(fā)，并開(kāi)發(fā)出視頻檢索系統，系統采用?？低曌灾餮邪l(fā)的高效智能分析算法技術(shù)，保證分析信息的全面和準確，同時(shí)系統采用集群化計算方式，可提供幾十上百倍實(shí)時(shí)以上的快速分析能力，并可根據應用需要進(jìn)行線(xiàn)性擴展，提高計算能力。

本系統在視頻資料錄入的同時(shí)，自動(dòng)對視頻中的目標信息進(jìn)行格式歸一化與智能預處理分析，對視頻進(jìn)行快速處理，提取視頻中目標的相關(guān)信息作為智能元數據保存至數據庫中。之后的相關(guān)操作，如智能審看、智能檢索等等就不用再做復雜的解碼以及智能分析的工作，而是直接從智能元數據中提取，大大的提高了工作效率。系統可以與?？低暪矊?shí)戰平臺實(shí)現無(wú)縫對接，實(shí)施案件管理等功能，更加有效、有針對性的去關(guān)注和分析某些重要視頻，獲取有價(jià)值的信息，對接之后可實(shí)現網(wǎng)絡(luò )傳輸，使得傳輸速度更快，節省存儲資源。

根據智能元數據信息，可對目標及目標細化特征等視頻內容級別進(jìn)行篩選，如顏色、人/車(chē)分類(lèi)等。用戶(hù)還可根據案情的需要自定義設置不同的周界防范規則，通過(guò)在數據庫中對元數據進(jìn)行檢索提取觸發(fā)規則的目標信息，達到快速檢索的目的，極大地提高了效率。

比如上文提到的2012年南京“1.6”搶劫案件，在辦案的過(guò)程中需要對案發(fā)地點(diǎn)的出現的人，分析他們的行為，如果是異常的行為，則分析他們的身體特征，比如人臉部特征;如果是異常的車(chē)，則分析輛的信息，比如車(chē)牌、車(chē)顏色、車(chē)型等等，這對案件的偵破起著(zhù)至關(guān)重要的作用。如果在案件發(fā)生后采用?？低曇曨l檢索系統，根據目標的行為特征檢測、人臉部特征檢測和車(chē)輛信息檢測很好地將案發(fā)地點(diǎn)出現的人和車(chē)等信息解析出來(lái)，供警察進(jìn)行分析。具體的使用方法是：首先將全市1萬(wàn)多個(gè)攝像頭共提取的2000T視頻數據，按照自定義的方式放入服務(wù)器中，根據目標行為分析、人臉特征檢測和車(chē)輛信息識別進(jìn)行分類(lèi)預處理，最后有系統給出結果。

整個(gè)系統有如下功能：(1)目標行為分析，視頻錄像導入服務(wù)器后，系統自動(dòng)獲取視頻內部的事件及目標的關(guān)鍵信息，并根據這些信息生成視頻內容及索引。刑偵人員可以通過(guò)查看目標圖例，就可在幾分鐘內，查看數個(gè)小時(shí)視頻中包含的所有目標，并確定其行為，完成對視頻中信息的甄選。如下圖所示，

在查看的過(guò)程中總會(huì )有一些不需要關(guān)注的無(wú)效信息，如何將這些無(wú)效的信息過(guò)濾掉或者快速的跳過(guò)這些視頻是值得考慮的事情，系統采用智能濃縮播放功能，它能根據用戶(hù)的意愿自動(dòng)控制播放速度，將涉案視頻中真正有用的證據、線(xiàn)索內容進(jìn)行慢速的播放，用戶(hù)不關(guān)注的內容采用快進(jìn)播放的方式進(jìn)行瀏覽。這種方式極大節約了審看人員的瀏覽時(shí)間，加快了視頻內容的審看速度。