计算机视觉与感知在智慧安防中的应用

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年1月3期   作者:张开
[导读] 2015年,国家9部联合发布《关于加强公共安全视频监控建设联网应用工作的若干意见》

         摘要:2015年,国家9部联合发布《关于加强公共安全视频监控建设联网应用工作的若干意见》,明确了公共安全视频监控建设联网应用的总目标:2020年实现“全域覆盖、全网共享,全时可用、全程可控”的总目标。随后,继平安城市建设之后的“雪亮工程”成为当前智慧安防市场发展的主要动力,通过人工智能技术和视频智能分析技术的结合,目前智慧安防系统已经进入了以数据分析为核心的情报驱动智能决策阶段,通过对实时的视频数据进行获取和感知,结合人工智能学习与决策的方法。实现安防管理的自动化、敏捷化、智能化。
         关键词:智慧安防;计算机视觉与感知;虚实融合
引言
         从近年来建设的智慧城市项目来看,基本上都是由安防平台或在安防系统上进行再开发的综合管理平台。从广义的智慧城市来看,其面临的早已不是仅仅是解决公共安全和社会治安问题,而是多维度、多方面的城市管理,包括城市交通状况、城市综合管理、城市消防服务,社区人员管理、社区设备管理,甚至是人为灾害和自然灾害的预警和处警、应急救援等内容。纵观这几年的智慧城市发展,甚至已经从城市公共安全防控延伸到环保、医疗、教育、国土治理和监测等方面。随着智慧城市建设的深入推进,视频监控系统的规模和范围不断扩大,应用日益广泛和深入,智慧城市视频监控系统已经进入了新时代。
1计算机视觉与感知在智慧安防中的重要作用
         传统型安防监控系统的信号传输通常都选用单一型的视频线路作为传输媒介,视频线路是摄像机器与视频处理器的直接连接介质。由于影响因素颇多,例如线路自身、传输距离、应用环境变化等,伴随企业对其应用规模的逐渐扩大而实际应用效果越来越不理想,对于安防监控系统的实际发展及其应用需求产生了超乎想象的制约。现如今,科技日益发达,网络技术的面世、进步及发展,很好的解决了上述问题,同时还可将计算机技术、网络技术以及监控技术进行科学合理的融合并加以改造应用,安防监控系统获得重生般的综合应用效果以及理想的管理水平。由于网络技术的普及,计算机网络技术在安防监控系统中的应用也比较普遍,我们一般称之为网络化安防监控系统。它以网络作为传输介质与传输设备,通过网络技术完成视频监控中所产生的数据的传输工作与和管理工作的一个全新安防监控系统。它与传统型的安防监控系统在组成部分上无甚差异,唯一突出不同之处在于传输过程与控制应用了网络技术,利用计算机网络技术将监控数据传送给监控系统的数据处理器与和存储器上,进而把计算机网络的稳定性、高效性、快速性充分发挥出来。系统中的各个监控设备的IP地址均是独立的,用户管理者想要控制监控设备,仅需访问IP地址即可。
2计算机视觉与感知在智慧安防中的应用
         2.1智慧社区
         智慧社区作为家庭安防技术的典型应用,通过安装各种传感器和摄像头等设备,为住宅提供一个环境感知、入侵告警、紧急求助的安防功能。智能家居的设备都具备环境感知的功能,并不是光靠用户提供的冷冰冰的指令被动执行工作,而是通过“观察”用户的微表情判断用户内心的真实情绪并主动提供智能化服务,比如:自主调节房间的音乐、调节灯光的照明强度以及室内的温度。除此之外,入侵告警和紧急求助的定位技术应用同样是采用了计算机视觉与感知为核心技术的智能视频联动和多摄像机的目标跟踪功能而实现的。
         2.2基于人口流量统计的园区预警应用
         根据园区各关键卡口的摄像头所获取的用户人脸识别图像,结合多摄像机目标协同跟踪技术,实现动态视角下目标的快速准确跟踪,精准实现园区局部区域人口流量统计与检测,有效加强园区密集场所的早期预警与管理。


3计算机视觉与感知在智慧安防的新应用探索
         3.1自由度视频技术的人员跟踪应用
         结合AR、VR技术,安全管理人员对场景的监控将不再受限于2D的画面信息,而是通过实时获取3D全景信息,结合周围的摄像头,以6自由度视频的方式呈现给安全管理人员:与场景相关的数字信息直接投射到场景中的介质中,并将目标人员的相关信息进行实时动态的融合。当安全管理人员需要对密集人群进行身份检测时,不需要穿越人群进行现场的查看,只需要在后台使用“千里眼”进行“观察”,当安全管理人员将检测目标进行跟踪锁定时,系统会自动显示该人员的性别、与数据库进行匹配得到的身份信息、身高、是否持有武器、之前的轨迹信息以及将要逃窜的轨迹预测等信息,安全管理人员可以根据此类信息进行实时抓捕。
         3.2线路改造简析
         在环境允许的情况下可以选择光纤作为主要的传输介质,如大型工厂楼与楼间、道路下、中继器间较长无需过多弯曲的环境则可选择光纤作为主干线路的传输介质,信号的传输效率最高、安全稳定且快速;对于办公楼间或楼层间、办公室间情况较复杂、干扰能力弱且不容易架设光纤的位置则可以选择5.8G无线网桥或WIFI无线路由器作为点对点的传输媒介也可选择双绞线,即增强了便利性也使信号相对稳定;对于工厂生产车间等大型机械车间,其电磁干扰源较多且弯弯绕绕则可选择双绞线作为监控设备与中继器间的连通介质,在相对平顺且不绕弯点对点直线传输仍可选用光纤作为介质;对于距离较远信号直线传输中有阻挡、不宜架设线路的环境下,则可选择拥有无线通信网络技术GPRS/CDMA的网络运营商,如:中国移动、中国联通、中国电信等,通过卫星或短波通信技术实现信息的传输。
         3.3地图二维三维展现
         视频监控系统、指挥调度系统、人脸识别系统、车辆卡口系统等相对独立,通常依托二维或三维地图展现,缺乏全景监控视频画面进行各子系统的直观管理调用,对异常突发事件的应急调度指挥效率低。另外,随着计算机信息化的快速发展,公安视频监控系统、指挥调度系统、人脸识别系统、车辆卡口系统等各类信息系统在公安系统中被大力推广并广泛部署,极大地提高了公共安全治理领域的信息化水平,为抑制交通事故,打击、预防各类治安刑事案件,震慑犯罪分子,提高社会治安管理水平,提供了强有力的武器。但是,随着各类信息化系统的不断部署,公安部门也已经逐步意识到目前存在的问题,业务系统太分散,各自为战。所有这些系统的重要信息缺乏一个全局监控视频画面进行直观展示。
         3.4平台运维管理
         系统初步建设完成后存在管理和维护出现问题,“建而不管”、“边建边坏”现象比较严重。在系统建设中,管理点位越多,管理平台越大,其运维机制就显得非常重要。如何保障一个系统的正常运行,前端的各个监控点都发挥它的机能,当有问题时能主动并进行有效的提醒,是当前平安城市建设中需要关注的内容。同时运维机制不仅停留于此,在发现问题后,需要有效的督促管理者解决问题,形成发现问题并解决问题的有效闭环。
结束语
         综上可见,网络技术在安防监控改造中的应用是非常出彩的,不但有效解决了传统型安防系统的线路问题、传输信号问题、传输距离问题,还大幅度提升了传输速率与传输质量。网络技术应用于安防系统改造后,数字化视频信号能将安防的监控系统与计算机的网络系统进行连接,透过网络共享与权限设置等特有的网络技术基本功能对所需监控的信息进行资源共享与远程管理,进而通过高效快速的管理,提高整体工作效率。
参考文献
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