智慧城市建設(shè)中大數(shù)據(jù)安防的升級(jí)應(yīng)用

□文/王景彬

作者單位：天地偉業(yè)技術(shù)有限公司

隨著平安城市項(xiàng)目及智慧城市天網(wǎng)工程建設(shè)的推進(jìn)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大，應(yīng)用日益廣泛和深入，智慧城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和業(yè)務(wù)融合的時(shí)代。但絕大多數(shù)的高清監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)僅停留在“看”和“存”的層面，且隨著數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，會(huì)帶來(lái)存儲(chǔ)的成倍增長(zhǎng)。另外，各地市的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)、共享等相關(guān)項(xiàng)目已開展多年，現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)高清數(shù)據(jù)的共享。隨著人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，各地平安城市應(yīng)用正逐步向警務(wù)云、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等方向轉(zhuǎn)變。

十三五規(guī)劃中明確提出，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、人像比對(duì)、車牌識(shí)別、智能預(yù)警、無(wú)線射頻、地理信息、北斗導(dǎo)航等現(xiàn)代技術(shù)，在充分考慮技術(shù)成熟度的基礎(chǔ)上，加大在公共安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的集成應(yīng)用力度，提高視頻圖像信息的綜合應(yīng)用水平。逐步建立國(guó)家級(jí)和省級(jí)公共安全視頻圖像數(shù)據(jù)處理分析中心，深化視頻圖像信息預(yù)測(cè)預(yù)警、實(shí)時(shí)監(jiān)控、軌跡追蹤、快速檢索等應(yīng)用。推動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與綜治視聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)接。同時(shí)加強(qiáng)視頻圖像領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)核心芯片、關(guān)鍵算法等技術(shù)瓶頸的突破，為公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供技術(shù)支撐。在視頻圖像領(lǐng)域建立和完善視頻圖像大數(shù)據(jù)分析挖掘應(yīng)用等若干創(chuàng)新平臺(tái)，以國(guó)家科技發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)，以全面發(fā)展視頻圖像綜合應(yīng)用技術(shù)為目標(biāo)，解決重大關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用難題，深化科技儲(chǔ)備、集成創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化能力，提升公共安全領(lǐng)域的技術(shù)支撐能力。

因此，以高清監(jiān)控為基礎(chǔ)的視頻結(jié)構(gòu)化和大數(shù)據(jù)應(yīng)用是未來(lái)智慧城市發(fā)展建設(shè)的一個(gè)重要方向。

視頻圖像數(shù)據(jù)是智慧城市數(shù)據(jù)的重要來(lái)源。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可視化管理的手段在智慧城市的多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，其運(yùn)行過程中產(chǎn)生了的海量數(shù)據(jù)，隨著視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)及物聯(lián)感知設(shè)備覆蓋廣度、密度增大，視頻圖像及其他物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)量呈指數(shù)上升。然而，當(dāng)前階段面對(duì)快速增長(zhǎng)的海量大數(shù)據(jù)并沒有相應(yīng)的應(yīng)急機(jī)制，人工操作無(wú)法及時(shí)獲取有價(jià)值的信息，缺乏有針對(duì)性的智能技術(shù)做支撐。

現(xiàn)有的視頻監(jiān)控應(yīng)用模式除了案件發(fā)生事后倒查，就是坐在屏幕前看畫面，和各部門、警種的業(yè)務(wù)工作無(wú)法緊密的結(jié)合。當(dāng)發(fā)生案件后，民警需要逐家逐戶的走訪，到處尋找攝像機(jī)，尋找視頻圖像信息，結(jié)果是費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這種方法在案件偵辦過程中需要協(xié)調(diào)調(diào)集各個(gè)部門、各個(gè)時(shí)間段的視頻數(shù)據(jù)，并要對(duì)相關(guān)視頻數(shù)據(jù)花費(fèi)大量的人力來(lái)處理和分析。隨著視頻監(jiān)控的越來(lái)越多，這種處理方案明顯已經(jīng)無(wú)法滿足公安從視頻中高效獲取有價(jià)值信息并開展綜合應(yīng)用的需求。這種海量數(shù)據(jù)查找不僅給安防監(jiān)控管理人員帶來(lái)了生理與心理的雙重挑戰(zhàn)，同時(shí)存在錯(cuò)看、漏看的問題。使得巨大的圖像資源潛力未得到充分挖掘利用，嚴(yán)重降低了公安機(jī)關(guān)的核心戰(zhàn)斗力。

因此，建設(shè)視頻結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)，能夠提升圖像信息服務(wù)警務(wù)實(shí)戰(zhàn)的能力，使圖像信息在打擊與預(yù)防違法犯罪行為的過程中發(fā)揮出更大的作用。

天地偉業(yè)以城市視頻監(jiān)控資源為基礎(chǔ)，密切聯(lián)系公安實(shí)戰(zhàn)的應(yīng)用需求，采用先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)、高性能運(yùn)算及大數(shù)據(jù)技術(shù)，打造了一套集視頻結(jié)構(gòu)化分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)應(yīng)用于一體的數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備并發(fā)能力強(qiáng)、分析識(shí)別準(zhǔn)、運(yùn)算速度快、檢索效率高等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為后續(xù)大數(shù)據(jù)工作的展開提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支撐。力求解決對(duì)人、車、非機(jī)動(dòng)車等目標(biāo)的特征識(shí)別和快速檢索，以實(shí)現(xiàn)預(yù)警、布控、研判等多種應(yīng)用，提高辦案效率。主要功能包括目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤、分類、車輛特征識(shí)別、非機(jī)動(dòng)車特征識(shí)別、人體特征識(shí)別、以圖搜圖等。

系統(tǒng)依靠智能化技術(shù)，密切貼合辦案民警的實(shí)際工作需求，為案件圖像分析業(yè)務(wù)提供一整套“系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化”的應(yīng)用。同時(shí)引導(dǎo)案件圖像分析從分散化、差異化向系統(tǒng)化、規(guī)范化的方向發(fā)展，以視頻處理智能化算法為技術(shù)基礎(chǔ)，最大程度地優(yōu)化處理結(jié)果、縮短圖像分析時(shí)間、減少警力消耗，為案件的破獲提供重要的方法和依據(jù)。

1.從視頻中提取目標(biāo)關(guān)鍵特征

視頻是基礎(chǔ)資源，提供了大量的圖像信息，但存在如下問題：1）民警主要關(guān)注的是視頻中的機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人這些基礎(chǔ)的情報(bào)信息，而實(shí)際上眾多的監(jiān)控圖像資源中包含大量冗余的數(shù)據(jù)信息。目前缺少自動(dòng)提取與挖掘關(guān)鍵信息的手段。2）視頻圖像占存儲(chǔ)空間大，一般的監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一個(gè)月即刪除，關(guān)鍵信息無(wú)法得到長(zhǎng)時(shí)間保存。視頻結(jié)構(gòu)化提供基于機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人目標(biāo)的情報(bào)信息的提取，基于事件的定位、信息挖掘等，讓監(jiān)控圖像從以往圖像傳送器變成主動(dòng)的、智能的，可對(duì)圖像進(jìn)行分析的識(shí)別工具，有效的將圖像信息轉(zhuǎn)換成有價(jià)值的數(shù)據(jù)，從而協(xié)助民警快速辦案。

2.長(zhǎng)久保存結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和圖像信息

通過對(duì)視頻存儲(chǔ)錄像及實(shí)時(shí)視頻的視頻結(jié)構(gòu)化，抽取各部門、警種關(guān)注的圖像信息，對(duì)圖像信息中的重要的情報(bào)信息進(jìn)行匯聚與存儲(chǔ)，同時(shí)方便后期的統(tǒng)計(jì)、管理，為各公安部門業(yè)務(wù)應(yīng)用包括數(shù)據(jù)交換共享、數(shù)據(jù)查詢檢索、比對(duì)分析、統(tǒng)一研判等服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。

3.基于特征比對(duì)的海量圖像檢索

利用特征提取，在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相似目標(biāo)特征，有效協(xié)助民警完成案情的分析研判。通過以圖搜圖，民警可快速在海量信息中定位到關(guān)鍵點(diǎn)，從而有效的減少人工查看的時(shí)間，減少人力投入和偵查時(shí)間，實(shí)現(xiàn)不同情況下案情的快速研判比對(duì)分析。

智慧城市除了滿足城市治安管理、應(yīng)急指揮等需求，往往還需滿足對(duì)災(zāi)難預(yù)警、交通預(yù)警等方面對(duì)圖像監(jiān)控的需求，并考慮報(bào)警、門禁等配套系統(tǒng)的集成以及與廣播系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。所以，智慧城市注定是一個(gè)大的數(shù)據(jù)集合體，對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析和高效利用也就至關(guān)重要。

天地偉業(yè)視頻結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)集調(diào)度管理、任務(wù)管理、人車物特征提取、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析于一體，實(shí)現(xiàn)高清實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻、高清錄像以及離線視頻的結(jié)構(gòu)化處理。支持標(biāo)清和高清視頻、不同廠家視頻格式等，滿足視頻監(jiān)控各類應(yīng)用場(chǎng)合和應(yīng)用模式的視頻內(nèi)容處理需求。結(jié)構(gòu)化處理后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)于結(jié)構(gòu)化視圖庫(kù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)中。整個(gè)系統(tǒng)主要由視頻結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器、集群調(diào)度服務(wù)器、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)服務(wù)器、結(jié)構(gòu)化視圖庫(kù)服務(wù)器、GIS地圖服務(wù)器等服務(wù)器及對(duì)應(yīng)模塊組成。

系統(tǒng)支持多類目標(biāo)的檢測(cè)、識(shí)別，包括：車輛特征識(shí)別，支持車牌、車型、車身顏色、標(biāo)志物等十余種細(xì)分特征；人體特征識(shí)別，支持性別、民族、年齡段、衣服顏色、款式等十余種細(xì)分特征；非機(jī)動(dòng)車特征識(shí)別，支持非機(jī)動(dòng)車分類、非機(jī)動(dòng)車顏色、姿態(tài)、頭部特征等十余種細(xì)分特征；目標(biāo)（人/車/非）特征提取（以圖搜圖）。在細(xì)分結(jié)構(gòu)化特征的識(shí)別和以圖搜圖指標(biāo)方面處于領(lǐng)先地位。單機(jī)可同時(shí)支持實(shí)時(shí)視頻、歷史錄像資源的接入，支持視頻、圖片資源的同時(shí)處理；提供標(biāo)準(zhǔn)二次開發(fā)接口，供應(yīng)用集成。部署靈活，支持集群擴(kuò)展和運(yùn)算存儲(chǔ)資源彈性擴(kuò)展；智能負(fù)載均衡，方便統(tǒng)一資源管理。操作靈活高效，基于地圖進(jìn)行視頻資源查看和執(zhí)行結(jié)構(gòu)化任務(wù)；可對(duì)圖像中感興趣區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。

尤其在平安城市的建設(shè)中，事后查看到事前預(yù)警已成為公安、交通等各重點(diǎn)行業(yè)用戶的迫切需求，但長(zhǎng)期以來(lái)，視頻的清晰度以及各項(xiàng)基礎(chǔ)、分析技術(shù)的發(fā)展都無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)的需求。這時(shí)以視頻結(jié)構(gòu)化為導(dǎo)向，依靠智能化科技，密切貼合辦案民警的實(shí)際工作需求，為案件圖像分析業(yè)務(wù)提供一整套“系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化”的應(yīng)用系統(tǒng)顯得尤為重要。同時(shí)引導(dǎo)案件圖像分析從分散化、差異化向系統(tǒng)化、規(guī)范化的方向發(fā)展，以圖像影像處理智能化算法為技術(shù)基礎(chǔ)，最大程度地優(yōu)化處理結(jié)果、縮短視頻分析時(shí)間、減少警力消耗，以智能化技術(shù)推動(dòng)案件視頻分析更快發(fā)展，為案件的破獲提供有效的方法和依據(jù)，使事前預(yù)警成為現(xiàn)實(shí)，使得城市管理者得以提前做好防范準(zhǔn)備工作。

提及智慧城市，大部分人都會(huì)想到基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算設(shè)備、共享平臺(tái)、基礎(chǔ)信息等技術(shù)層面的內(nèi)容，過去的智慧城市建設(shè)也確實(shí)如此，但隨著新型智慧城市概念的提出，智慧城市建設(shè)更為注重的是城市各類信息的共享、城市大數(shù)據(jù)的挖掘和利用以及城市安全的構(gòu)建和保障。

而新型智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵在于通過標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的建設(shè)，在系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)與信息共享等方面實(shí)現(xiàn)視頻系統(tǒng)提高異構(gòu)系統(tǒng)的兼容性，消除平安城市建設(shè)中的信息壁壘和信息孤島的問題，還將提供多種類型的信息服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)視頻系統(tǒng)與智慧城市不同功能間的無(wú)縫對(duì)接，促進(jìn)信息資源共享，實(shí)現(xiàn)綜合執(zhí)法、應(yīng)急指揮和公共安全管理等方面協(xié)同發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)治理更現(xiàn)代、運(yùn)行更智慧、發(fā)展更安全、人民更幸福的目標(biāo)。