大數(shù)據(jù)時(shí)代智能分析技術(shù)在公安領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著高清IP攝像機(jī)的普及，視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)的視頻接入和存儲(chǔ)也越來(lái)越多，如何有效利用這些視頻資源，挖掘其潛在價(jià)值，是用戶當(dāng)前面臨的首要問(wèn)題。未來(lái)無(wú)疑是智能化的時(shí)代，海量數(shù)據(jù)挖掘的時(shí)代，一個(gè)更加便捷的時(shí)代。這一切的前提都依賴于智能算法、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)不斷突破和成熟。

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控解決了視頻的存儲(chǔ)和回放，以及各廠商視頻流的互聯(lián)互通，但仍然無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別、定位和查找視頻中的人，車，物等目標(biāo)信息。目前，要實(shí)現(xiàn)全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，指揮調(diào)度，視頻錄像中可疑目標(biāo)的檢索查證，還必須依靠大量的工作人員時(shí)刻緊盯屏幕，監(jiān)視所有攝像機(jī)的實(shí)況視頻，以及回放相關(guān)視頻錄像，查找可疑人員，車輛目標(biāo)和線索。這顯然需要耗費(fèi)大量人力，而且難免也會(huì)因?yàn)槠诤褪韬?，而錯(cuò)漏掉某些稍縱即逝的重要信息。

因此，圍繞公安業(yè)務(wù)需求的公安實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)，結(jié)合視頻圖像偵查業(yè)務(wù)，使用視頻智能化分析技術(shù)，對(duì)監(jiān)控畫面中感興趣的目標(biāo)視頻進(jìn)行智能分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)于監(jiān)控資源的深度應(yīng)用。例如，當(dāng)某現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生案件，收集案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻，及所有聯(lián)網(wǎng)的公安視頻圖像、政府建設(shè)視頻、社會(huì)監(jiān)控視頻。對(duì)涉案視頻進(jìn)行智能分析，其相關(guān)聯(lián)的視頻中人、車目標(biāo)進(jìn)行信息提取。并對(duì)每個(gè)圖片和視頻進(jìn)行目標(biāo)對(duì)象可人工標(biāo)注描述，實(shí)現(xiàn)視頻、圖片與對(duì)應(yīng)人、車、物信息的關(guān)聯(lián)。然后上傳到視頻信息數(shù)據(jù)庫(kù)，作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源用于情報(bào)信息研判。還可利用GIS地圖可視化，結(jié)合時(shí)空信息，詳細(xì)刻畫可疑目標(biāo)的活動(dòng)軌跡，為偵破案件提供重要支持。公安實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)有效的提升監(jiān)控視頻資源利用，協(xié)助快速而準(zhǔn)確的研判，提升工作效率。

「智能分析技術(shù)應(yīng)用」

視頻智能分析是利用計(jì)算機(jī)圖像視覺(jué)處理、模式識(shí)別和深度識(shí)別等算法，分析和識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息。作為公安實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)中最為重要的環(huán)節(jié)，如下幾種智能分析需求應(yīng)用更為迫切。

視頻結(jié)構(gòu)化

原始的視頻圖像實(shí)際上是一種非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，它不能直接被計(jì)算機(jī)讀取和識(shí)別，為了讓視頻圖像信息能夠得到更好的應(yīng)用，就必須使用智能視頻分析技術(shù)對(duì)視頻圖像進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，也就是視頻結(jié)構(gòu)化。

視頻結(jié)構(gòu)化，即視頻數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化處理，就是通過(guò)對(duì)原始視頻進(jìn)行智能分析，提取出關(guān)鍵信息，并進(jìn)行文本的語(yǔ)義描述。

目前武漢大千的視頻結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)分離識(shí)別場(chǎng)景內(nèi)的人、車、人騎車目標(biāo)，并且對(duì)目標(biāo)的屬性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)做標(biāo)簽化的描述和記錄。這些結(jié)構(gòu)化特征數(shù)據(jù)可進(jìn)行長(zhǎng)久保存，在需要使用時(shí)可以方便快速檢索排查。從現(xiàn)有通過(guò)觀看視頻找目標(biāo)升級(jí)到利用計(jì)算機(jī)理解視頻通過(guò)具體特征快速搜索目標(biāo)。視頻結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)融合了現(xiàn)有視頻檢索摘要、車輛屬性識(shí)別、人像識(shí)別比對(duì)、人群分析等核心技術(shù)，隨著該技術(shù)的發(fā)展，能夠徹底解決當(dāng)前海量監(jiān)控存儲(chǔ)困難、分析困難的問(wèn)題，是視頻大數(shù)據(jù)分析挖掘和深度智能應(yīng)用的基礎(chǔ)。

人臉識(shí)別

為了應(yīng)對(duì)公共安全突發(fā)事件，比如波士頓馬拉松爆炸案，校園槍擊案，公安業(yè)務(wù)部門對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)的尤為關(guān)注。另一方面，隨著圖像視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化，人臉識(shí)別效果已逐漸受到公安部門的認(rèn)可。

公安部門借助人臉卡口IPC攝像機(jī)的智能人臉檢測(cè)技術(shù)，在城市道路、廣場(chǎng)、娛樂(lè)場(chǎng)所及各類重點(diǎn)場(chǎng)所的人員目標(biāo)的人臉識(shí)別，提取包括人的性別、戴眼鏡、年齡段等特征信息。從而實(shí)現(xiàn)人臉的實(shí)時(shí)布控、高危人員比對(duì)、以圖搜圖、語(yǔ)義搜索等方面的業(yè)務(wù)應(yīng)用。比如，人臉布控業(yè)務(wù)是通過(guò)對(duì)場(chǎng)景中視頻的進(jìn)行實(shí)時(shí)人臉采集和視頻分析，并與各種人臉庫(kù)提供的圖片(警綜、信綜、出入境、人口庫(kù)、追逃庫(kù)、犯罪人員庫(kù)等)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)。如果發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)關(guān)注人員，將推送到公安實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)客戶端或手機(jī)終端。另外公安實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)與全國(guó)人口庫(kù)、常住人口庫(kù)、居住證人口庫(kù)等數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)城市地鐵、機(jī)場(chǎng)、酒店的人臉識(shí)別系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。結(jié)合地圖業(yè)務(wù)應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)軌跡回放、告警、查詢的可視化。

武漢大千“人臉識(shí)別系統(tǒng)”通過(guò)對(duì)人臉進(jìn)行抓取，采用基于深度學(xué)習(xí)的精確識(shí)別進(jìn)行多維度特征提取和表達(dá)，來(lái)獲取人的更多的信息，如性別，年齡范圍，人臉比對(duì)特征等。識(shí)別模式支持1：1、1：N和N：N，人臉圖片編輯比對(duì)，手動(dòng)編輯和多種搜索模式，并支持搜索結(jié)果報(bào)表導(dǎo)出功能。通過(guò)對(duì)已有的人臉庫(kù)或者第三方導(dǎo)入的人臉庫(kù)進(jìn)行檢索，在海量（大于億級(jí)）人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中快速(1秒級(jí))查找、預(yù)警和布控。

未來(lái)人臉識(shí)別模型如果需要取得突破，一方面需要更多更豐富的海量的樣本數(shù)據(jù)，如各種光照，姿態(tài)，表情下的人臉圖像。另一方面，深度學(xué)習(xí)模型還可以進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整。不過(guò)到底什么樣的模型才算是最優(yōu)的，目前業(yè)界并沒(méi)有很好的答案。

車輛識(shí)別

近年來(lái)，隨著智能交通的高清卡口相機(jī)的廣泛建設(shè)和應(yīng)用，借助于智能識(shí)別算法和大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，以及配套設(shè)施的工程施工標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)電警、卡口、停車場(chǎng)出入口等場(chǎng)所進(jìn)行包括車牌識(shí)別在內(nèi)的車輛特征識(shí)別，把車輛相關(guān)結(jié)構(gòu)化信息存入基礎(chǔ)信息庫(kù)。智能分析識(shí)別的車輛特征信息越來(lái)越豐富，通常包括有車牌、車牌顏色、車標(biāo)、車身顏色、車型、車款等。配合業(yè)務(wù)需求，還能檢測(cè)識(shí)別遮陽(yáng)板、系安全帶、司乘人員的人臉檢測(cè)和抓拍、駕駛員打電話等細(xì)微信息。

基于這些車輛關(guān)鍵的特征信息，形成上億條過(guò)車記錄數(shù)據(jù)。也推動(dòng)了后臺(tái)大數(shù)據(jù)分析服務(wù)的發(fā)展應(yīng)用，和行業(yè)數(shù)據(jù)挖掘，形成例如套牌車分析識(shí)別、高危車輛積分模型、車輛行駛軌跡分析，時(shí)空碰撞等實(shí)戰(zhàn)技戰(zhàn)法的應(yīng)用。對(duì)車輛特征數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)搜索，即可迅速找到所有符合條件的車輛信息，包括行駛時(shí)間與方向，行駛速度，車牌號(hào)碼，車標(biāo)，年款。結(jié)合以圖搜圖的檢索方法，在公安實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)上調(diào)取卡口視頻和圖像文件，快速查詢到有關(guān)嫌疑車輛信息，還原車輛行駛的軌跡歷史信息，而且可以實(shí)現(xiàn)嫌疑車輛在整個(gè)城市的全程運(yùn)行軌跡查詢，同時(shí)結(jié)合視頻監(jiān)控信息，實(shí)現(xiàn)車輛全程化得可視化軌跡回放，以及對(duì)涉事車輛的精確布控和查詢。聯(lián)合車管所車輛信息庫(kù)，得到車輛和車主的信息、車輛活動(dòng)信息、跟車信息等記錄。

武漢大千基于深度學(xué)習(xí)的車型識(shí)別比對(duì)系統(tǒng)可對(duì)視頻或圖片中的所有車輛進(jìn)行車輛類型、車身顏色、車輛品牌型號(hào)及車輛年檢標(biāo)、紙巾盒、遮陽(yáng)板、車內(nèi)擺件掛件飾品等特征標(biāo)志物等信息進(jìn)行提取、識(shí)別和記錄，對(duì)過(guò)往車輛具有更多結(jié)構(gòu)化語(yǔ)義描述，可以方便地采用更多的信息及其組合進(jìn)行車輛的查找、布控及套牌比對(duì)。

使從各類涉車案件中的海量視頻、圖片中查找嫌疑車輛成為可能。節(jié)約人力，提高效率，為涉車刑事案件的偵破工作帶來(lái)極大便利。

圖像增強(qiáng)與復(fù)原

圖像增強(qiáng)與復(fù)原，是指通過(guò)圖像處理算法，把模糊等惡化的圖像通過(guò)增強(qiáng)工具進(jìn)行清晰化處理。利用多種圖像處理算法，例如對(duì)視頻、圖片的亮度、白平衡、去霧、去模糊等多種智能處理，幫助還原現(xiàn)場(chǎng)的車輛和行人的本來(lái)面目，幫助快速梳理和清晰化相關(guān)線索。

武漢大千圖像處理系統(tǒng)軟件是針對(duì)視頻偵查中影像分析工作的特點(diǎn)，專門為一線視頻偵查偵查員開發(fā)設(shè)計(jì)，適用于案件偵查中靜止圖像或視頻圖像的增強(qiáng)和修復(fù)，系統(tǒng)采用圖像處理算法用于優(yōu)化圖像修復(fù)、增強(qiáng)和提取采集到的可視信息。其獨(dú)特的圖形用戶界面設(shè)計(jì)使圖像處理操作十分簡(jiǎn)單，操作界面簡(jiǎn)潔明了，易學(xué)易用。幫助一線偵查人員在各類視頻素材不清晰的情況下可以進(jìn)行進(jìn)一步的線索挖掘，提高案件偵破率。

人群態(tài)勢(shì)感知

2014年3月，廣州沙河服裝城附近一個(gè)小偷為了躲避追捕，在人群中大喊“有人砍人”，引起現(xiàn)場(chǎng)人群慌忙逃散，造成了大量財(cái)產(chǎn)損失，同年跨年夜，上海外灘發(fā)生群體踩踏事件，36個(gè)年輕的生命離我們而去。近年來(lái)，人群密集場(chǎng)所的群體事件不斷發(fā)生，這類場(chǎng)所的公共安全管理的問(wèn)題日益嚴(yán)峻。

武漢大千的人群態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)使用了當(dāng)前準(zhǔn)確度最高的頭肩模型算法，可以做到對(duì)場(chǎng)景內(nèi)人流量的精確統(tǒng)計(jì)，記錄當(dāng)前場(chǎng)景內(nèi)人員數(shù)量，實(shí)時(shí)提醒超數(shù)量，并作出預(yù)警。系統(tǒng)不僅可以實(shí)時(shí)識(shí)別人員數(shù)量，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)行人的移動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)追蹤，實(shí)現(xiàn)人員活動(dòng)如駐立、奔跑，人群活動(dòng)態(tài)勢(shì)如聚集、驟散、移動(dòng)等行為的監(jiān)控。同時(shí)也支持設(shè)置條件如跨線、區(qū)域等行為對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控內(nèi)的異常侵入識(shí)別與報(bào)警。

系統(tǒng)支持在高密度公共場(chǎng)所如車站、廣場(chǎng)等地實(shí)現(xiàn)重大活動(dòng)、重點(diǎn)區(qū)域人流態(tài)勢(shì)進(jìn)行精確感知和統(tǒng)計(jì)，對(duì)異常事件的苗頭進(jìn)行智能預(yù)警。

隨著公共安全問(wèn)題日益突出，公共場(chǎng)所人群異常事件的及時(shí)發(fā)現(xiàn)將有助于有關(guān)部門的及時(shí)響應(yīng)和救援，降低群眾人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失，具有不菲的社會(huì)價(jià)值。