基于圖像識別技術(shù)的銀行ATM監控方案

　　由于A(yíng)TM（Automatic Teller Machine，以下簡(jiǎn)稱(chēng)ATM）在銀行業(yè)務(wù)中特殊的作用，到2007年底前，我國ATM保有量就迅速上升到約13.8萬(wàn)臺，其中銀聯(lián)聯(lián)網(wǎng)ATM約12.3萬(wàn)臺。在中國ATM銷(xiāo)售市場(chǎng)上，中國工商銀行、中國農業(yè)銀行、中國銀行、中國建設銀行、交通銀行、中國郵政儲蓄銀行等6家主要銀行的ATM市場(chǎng)份額，約占中國ATM市場(chǎng)總量的85％。但是從每百萬(wàn)人口擁有的ATM數量指標來(lái)看，中國ATM需求缺口依然很大。2006年，中國每百萬(wàn)人口擁有ATM數量?jì)H為73臺，城市每百萬(wàn)人口擁有ATM數量為273臺，遠低于保有量居世界前20位國家1 150臺的平均水平。至2009年，我國ATM機保有量已經(jīng)達到18.4萬(wàn)臺，平均年增長(cháng)率達20％以上，僅次于美國、日本、巴西，居世界第4位，按照目前的增長(cháng)速度，有專(zhuān)家預測，到2011年，我國的ATM機保有量將超過(guò)巴西，躍居世界第3。

2 銀行ATM現有的監控方式

　　目前國內銀行ATM機的監控方式主要由于區域經(jīng)濟狀況差異、安防建設標準等要求的不同，即使是同一家銀行在不同地域的安防建設理念各不相同，其主要的監控方式主要有以下3種。

　　2.1 將ATM納入整個(gè)網(wǎng)點(diǎn)監控

　　該類(lèi)方式主要用于在行式的ATM監控。在行式的ATM機的安裝方式有穿墻式、大堂式安裝。穿墻式ATM由于具有獨立且物防等級高的加鈔間，因此這類(lèi)ATM機安裝方式在攝像機布線(xiàn)上具有靈活的方式，這些ATM機器通常安裝在統一的房間內，具有客戶(hù)區和加鈔區。每臺攝像機除了安裝基本監控要求的攝像機，同時(shí)在A(yíng)TM顧客廳需要安裝有1—2只全景攝像機以對射的方式監控大廳，如圖1所示。

　　2 .2 獨立ATM監控的方式

　　這種方式用于大堂式的ATM機型的監控，由于該類(lèi)ATM機受所安裝位置的限制，往往將硬盤(pán)錄像機小型化后與ATM同時(shí)安裝在燈箱體內的一個(gè)設備箱內，由于所有設備線(xiàn)路的布設基本是在A(yíng)TM機及其附屬設備內部，因其安裝靈活度大，可以較好地滿(mǎn)足不僅大堂式ATM的安裝，也適用于穿墻式ATM機器的安裝，如圖2所示。大堂式ATM還有采用專(zhuān)用監控主機與網(wǎng)點(diǎn)監控主機各付其責的監控方式，如圖3所示。

　　2.3 ATM視頻監控聯(lián)網(wǎng)

　　隨著(zhù)產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，監控設備的網(wǎng)絡(luò )功能、視頻壓縮技術(shù)不斷地成熟和提高，特別是基于MPEG4和H.264壓縮技術(shù)應用，CIF（352× 288）畫(huà)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò )帶寬在保證清晰度不變的前提下，每路碼流可低至384 kbitmiddot;s-1，甚至更低，這樣基于帶寬不高的銀行專(zhuān)網(wǎng)或者VPDN網(wǎng)絡(luò )的遠程視頻監控聯(lián)網(wǎng)，也在全國各大銀行和商業(yè)銀行大規模的建設并投入使用，這些監控中心改變了銀行針對ATM防范的方式，由原有被動(dòng)變?yōu)榘胫鲃?dòng)方式，將原有的事后應對變成了事中和事后同時(shí)應對，通過(guò)對圖像的遠程實(shí)時(shí)監控，中心值班員對ATM現場(chǎng)環(huán)境的監控實(shí)現人工主動(dòng)的預警。

3 圖片差異檢測方式

　　首先進(jìn)行背景建模、前景提取。利用數學(xué)統計模型，把眾多圖片的統計信息保存到模型中，再用當前圖片和該模型比較，提取出可能存在異物的地方。該方法的背景可以達到幾個(gè)小時(shí)甚至一天的圖片的統計值，增強了檢測功能對各種環(huán)境的適應性，大大降低了誤報，也降低了光線(xiàn)的影響，同時(shí)在在背景建模、前景提取方法的基礎上又加入一些物體特征判斷，可降低誤報，提高檢測的準確率，檢測流程如圖4所示。

4 圖像識別在A(yíng)TM的應用

　　圖像識別技術(shù)由于能實(shí)時(shí)判斷、分析攝像機監控畫(huà)面的變化得到其不同的特征點(diǎn)，因此實(shí)時(shí)主動(dòng)預警的功能與銀行現有的視頻監控聯(lián)網(wǎng)功能，可有機地整合為一套針對目前ATM高風(fēng)險的綜合安防管理平臺，該類(lèi)檢測可以準確標出報警框提醒相關(guān)人員注意。

　?。?）貼廣告、假鍵盤(pán)、假讀卡器報警。

　　貼廣告是目前主要的一種ATM詐騙方式，它主要與堵塞出鈔口、假讀卡器方式共同使用，如果客戶(hù)輕信了廣告的內容和電話(huà)，犯罪分子就偽裝成銀行的工作人員騙取客戶(hù)的個(gè)人資料進(jìn)行犯罪活動(dòng)。通過(guò)安裝圖像識別設備，首先學(xué)習正常情況下ATM的圖像，然后實(shí)時(shí)地將監控一段時(shí)間的監控圖像與過(guò)往的圖像進(jìn)行比對，如這段時(shí)間每個(gè)畫(huà)面都與正常的圖像有不同，系統提示報警。

　?。?）遺留物報警。

　　實(shí)時(shí)檢測監控場(chǎng)景中出現的物品遺留，系統使用者可以自定義物品尺寸大小，提示有關(guān)人員處理。這個(gè)功能最早出現在歐美，主要用于公共場(chǎng)所人員聚集場(chǎng)所的反恐工具。在視頻監控區域內，系統自動(dòng)檢測出場(chǎng)景中的遺留物品，實(shí)時(shí)發(fā)出報警。

　?。?）人員聚集報警，人員滯留、徘徊報警。

　　自動(dòng)分析監控場(chǎng)景中出現的多人聚集異常行為，當某個(gè)自助銀行或ATM周邊出現多人聚集時(shí)，很多情況都在視頻切換監控，由于各種因素往往會(huì )忽視此類(lèi)問(wèn)題的存在，而這些往往是犯罪分子作案前經(jīng)常出現的狀況，通過(guò)視頻智能監控判斷可能出現的情況并能及時(shí)的報警抓捕。

　?。?）打斗報警、人員跌倒。

　　通過(guò)對物體快速移動(dòng)及其他相關(guān)輔助的檢測方式能準確地檢測人員打斗狀態(tài)。人員跌倒檢測，可當自助銀行內出現的人員倒地或有人睡覺(jué)等異常情況，報警到監控中心。

　?。?）人臉面部識別。

　　面部主要通過(guò)ATM機安裝的針孔攝像機實(shí)現對取款人的面部特征進(jìn)行識別。犯罪分子在進(jìn)行犯罪活動(dòng)時(shí)，為避免監控攝像機拍攝下其面部，作案時(shí)經(jīng)常遮擋面部，這樣即使被錄像，也無(wú)法分辨其是誰(shuí)。相關(guān)流程如圖5所示，如有人員遮蓋面部，系統可以及時(shí)報警提示相關(guān)人員進(jìn)行處理，因為很多人在不同季節都會(huì )帶口罩，可以同時(shí)彈出不同角度的視頻對該類(lèi)人員進(jìn)行人為識別，以便分辨出正常取款和犯罪行為。

　?。?）違規提款、越線(xiàn)報警。

　　主要防范用戶(hù)從后面偷窺密碼、被犯罪分子挾持、故意掉錢(qián)偷換客戶(hù)銀行卡等，或者是人員進(jìn)入到自助銀行、ATM區域所劃定的區域進(jìn)行報警。特別是違規提款，該類(lèi)犯罪活動(dòng)主要是針對女性一個(gè)人的情況進(jìn)行犯罪，將此類(lèi)報警與聲強異常檢測報警與ATM機、自助銀行的門(mén)禁系統聯(lián)動(dòng)可以在第一時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉自助銀行大門(mén)，給處警提供有利條件。

5 圖像識別技術(shù)的不足

　　雖然圖像識別已經(jīng)在A(yíng)TM監控系統中逐步使用，但由于攝像機成像受到光線(xiàn)影響，一天內不同時(shí)間段的最終成像也不相同。而且由于現有的圖像分析設備受到成本、技術(shù)和主觀(guān)因素的影響，現有圖像分析設備的視頻源都是采用從ATM原有監控攝像機圖像，但這些攝像機有的安裝年限早、有的攝像機無(wú)超寬動(dòng)態(tài)成像能力、有的受隱蔽透光板的限制等諸多因素影響，目前用于A(yíng)TM的圖像識別系統還有如下不足：

　?。?）誤報的影響。

　　誤報的影響目前仍是智能視頻分析技術(shù)無(wú)法回避的問(wèn)題。造成誤報的問(wèn)題主要有以下問(wèn)題：

　　1）受光線(xiàn)影響，特別是白天不同階段與晚上所需的模型不同，而且業(yè)內還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出一種可以涵蓋所有使用情況的背景模型，也無(wú)法完全解決隨機事件的影響。

　　2）攝像機成像效果，如果攝像機因故障、外界干擾、老化等問(wèn)題，造成設備認為圖像始終在變化，無(wú)法準確建模。

　?。?）不具備行為和假特征的判斷能力。

　　1）以跨線(xiàn)報警、多人取款為例。如果出現有人跨線(xiàn)看顧客取錢(qián)或者是多個(gè)人同時(shí)在A(yíng)TM機前，而這些人都是朋友，系統無(wú)法判別這些是否是需要人為干預的情況。智能視頻分析只是一系列設定好的程序，其判斷能力還遠不能與人相比，但是該類(lèi)誤報的出現比漏報帶來(lái)的問(wèn)題可以忽略。

　　2）人臉面部識別對高仿面具的“易容術(shù)”無(wú)法判斷，2010年安徽、浙江警方接連破獲了數起利用“易容術(shù)”進(jìn)行ATM犯罪，雖然最后案件破獲，但是也對目前現有的人臉面部識別技術(shù)設立了專(zhuān)項課題進(jìn)行研究。

　?。?）特征識別技術(shù)對畫(huà)面要求高。

　　基于圖像分析技術(shù)對于圖像的要求較高，除了畫(huà)面本身的清晰度外，還需要畫(huà)面能夠清楚地展示目標物體的特征，如遺留物、人臉的面部識別等，目前基于計算機設備的識別能力還是遠遠低于人類(lèi)對物體特征的識別能力，特別是光照條件、拍攝角度等因素。

　?。?）設備和后臺處理設備的處理能力仍然是瓶頸。

　　由于圖像識別需要大量的計算機，以便將圖像與模型和數據庫保存數據進(jìn)行大量計算，而要適應復雜的實(shí)際應用環(huán)境就需要復雜的算法，而目前DSP和ARM芯片的處理能力有限，已經(jīng)不能滿(mǎn)足某些復雜算法的需要，因此難以開(kāi)發(fā)具有相應高級功能的嵌入式產(chǎn)品。

　　雖然圖像分析設備具有一定的不足，但隨著(zhù)視頻監控規模的不斷擴大，現有視頻監控畫(huà)面的海量信息已遠遠超過(guò)人的處理能力，而圖像識別設備具有的智能視頻分析可以有效地過(guò)濾大量的無(wú)效信息，圖像識別技術(shù)應用和發(fā)展同數字技術(shù)一定會(huì )代替模擬技術(shù)一樣，將成為監控整體方案中不可缺少的部分。