淺析公安視頻偵查信息化系統(tǒng)的設計

四川警察學院 曾玉林

電子科技大學國家級計算機實驗教學示范中心 米 源

一、圖像偵查面臨的問題

(一)硬件；軟件建設均嚴重不夠

視頻偵破技術硬件設施上，在國內一些沿海城市，如廣東、浙江，經濟發(fā)達城市，如北京、上海應用較好。這首先取決于投入大量資金對城市、交通、重要地區(qū)、場所實現(xiàn)全方位的視頻圖像監(jiān)控。但這些城市也主要集中在一線城市，即便如此，這些城市仍然存在大量監(jiān)控盲區(qū)，不可能對每一個角落都投入資金進行監(jiān)控，有許多地方的監(jiān)控并沒有統(tǒng)一聯(lián)網，辦案人員無法第一時間獲取視頻資料。對于經濟不發(fā)達的中西部地區(qū)，尤其集中在地級市及各地方公安局、派出所，更談不上有效利用視頻偵破技術。

在視頻偵破軟件建設上，基于某些成套硬件設施的公安視頻偵查系統(tǒng)能很好解決地方的、局部的偵破問題，這需要大量資金的投入。近10來年中，出現(xiàn)很多新的IT技術，幾乎不可能立刻運用到公安信息化建設中。如跨地市、省等想利用其他地區(qū)的偵破信息、功能服務或業(yè)務分析來達到聯(lián)合破案、一案多破等問題，在目前的公安偵破信息化建設中是遠遠不夠、達不到的。

(二)視頻信息不能及時上傳、統(tǒng)一存放和共享問題

在各類安全事件處理中，絕大多數(shù)地市級公安局在視頻監(jiān)控硬件投入上有限，很多投入了視頻監(jiān)控的企業(yè)、單位、部門也存在未聯(lián)網狀態(tài)。當突發(fā)案件發(fā)生時，存在問題是：第一時間我們不能及時將監(jiān)控視頻傳送到公安機關，在大量的基層公安辦案過程中，辦案人員普遍采取的方式是人工拷貝的方式（考慮到安全與保密性），統(tǒng)一集中到公安局來研判，不但造成了人力、物力、財力的浪費，還耽誤了案情的研判工作。同時跨地市部門協(xié)同響應的要求不斷提高，除了對橫向跨區(qū)域圖像，視頻共享的需求日益增多，各級公安機關也對遠程圖像、視頻資源共享都提出了新的要求。但大多數(shù)城市案件相關的視頻或圖片資料信息未能共享，不能滿足信息的存儲、調用，更缺乏統(tǒng)一的管理，造成信息資源浪費。

(三)海量視頻數(shù)據對案情研究帶來巨大挑戰(zhàn)問題

據行業(yè)分析人士估計，地級市、行政區(qū)一般每個城市需要規(guī)劃安裝10～20萬個攝像機，而省會級、一線城市視經濟發(fā)達程度、地域面積可上至50萬個以上；縣級市/行政區(qū)規(guī)劃的攝像機數(shù)量也多為1～2萬個。如此多的攝像頭日夜不停攝像，在解決“看得見”問題的同時也帶來了海量的視頻。這也使傳統(tǒng)的以人海戰(zhàn)術為主的視頻線索查找，猶如大海撈針，面臨巨大挑戰(zhàn)。例如，2010年鄂爾多斯市發(fā)生的一個重大刑事案件中，民警要從3000多個攝像頭，將近150萬個小時的錄像中找到線索。當時公安抽調了50多名民警，晝夜看了近兩個月的時間。如何針對海量視頻、圖像的案件對其進行摘要壓縮、對象檢索、快速定位嫌疑目標、目標信息自動提取等智能分析技術來達到快速辦案，當前存在很大問題。

(四)怎么解決下級、同級、上級機關聯(lián)合、協(xié)同辦案問題

國家“金盾工程”的建設批準后，在全國范圍掀起了新一輪公安信息化建設的浪潮，但信息化建設并不是一陣風的隨大流、上系統(tǒng)。這些年信息化建設過程中，我們的確存在各自為政、信息孤島、業(yè)務孤立等現(xiàn)象。雖然在基層的公安業(yè)務工作中，主要圍繞著案件“區(qū)域自治”的原則，但的確存在區(qū)域內各部門和跨區(qū)域各部門對歷史案件、現(xiàn)發(fā)案件、進行關聯(lián)、研判等眾多問題。從目前公安偵破利用信息化聯(lián)合、協(xié)同作戰(zhàn)的程度是遠遠不夠的。

二、視頻偵查信息化系統(tǒng)建設“三個階段”的設計與實施方案

(一)第一階段的主要任務

第一階段的主要任務是對海量視頻數(shù)據進行集中管理，統(tǒng)一存放，提高各部門資源的共享，并從編程方式和系統(tǒng)部署的角度出發(fā)為第二、三階段提供業(yè)務、數(shù)據接口的支撐。

1.海量視頻數(shù)據進行采集、集中管理，統(tǒng)一存放

視頻偵查軟件應提供海量可靠的存儲空間，偵查人員采集到的視頻數(shù)據以案事件維度集中保存和管理，便于多人、多系統(tǒng)間共享案件視頻信息，實現(xiàn)信息“一人采集、全局共享”，便于協(xié)同作戰(zhàn)。

軟件支持與前端視頻監(jiān)控系統(tǒng)對接，尤其是公安監(jiān)控系統(tǒng)和聯(lián)網監(jiān)控系統(tǒng)，支持手動采集、定時采集等方式。采集過程中對原始文件進行分類、編目，正題名、關鍵字、時間、地點、攝像頭編號、作者、等元數(shù)據，為檢索與語義分析提供服務。支持上傳、下載、存儲和有序管理。對于單個案件，以案件名作為一級目錄，并根據需求建立下級目錄，分類別、分層次存儲和管理案情文件，系統(tǒng)支持對文件集的批量下載，轉移等操作。偵查人員對案件、視頻進行標簽標注后，系統(tǒng)根據標簽等信息建立自動關聯(lián)關系，提示有相同標注信息的案件或視頻，便于偵查人員進行串并案分析及視頻比對分析處理，找到有價值的線索。

2.Web service編程方式

當前應用程序的開發(fā)，一個絕對的傾向是基于瀏覽器的瘦客戶應用程序?？蛻舳伺c服務器的通信問題，一個完美的解決方法是使用HTTP協(xié)議來通信。這是因為任何運行Web瀏覽器的機器都在使用HTTP協(xié)議[3]。同時，當前許多防火墻也配置為只允許HTTP連接。還有一個問題，那就是程序間的互操作性。目前還有很多商用程序繼續(xù)在使用C++、Java、Visual Basic和其他各種語言編寫。除程序語言之外，所有的應用程序都需要與運行在其他異構平臺上的應用程序集成并進行數(shù)據交換。在以前，沒有一個應用程序通信標準，是獨立于平臺、組建模型和編程語言的。只有通過Web Service，客戶端和服務器才能夠自由的用HTTP進行通信。

所以，視頻偵查信息化系統(tǒng)Web service編程方式的選擇第一是依托了公安專網特殊的通信線路，第二是要能解決跨部門，跨異構應用平臺，跨多語言編程的問題。第三是其他部門或跨地市部門不但能夠直接享用信息系統(tǒng)，還為其提供接口和服務，可以進行二次開發(fā)來實現(xiàn)“業(yè)務再造”?？偟恼f來，Web service的選擇只是為第二、三階段的建設做準備。

3.軟件部署：選擇在地、縣一級

視頻分析服務硬件引擎、軟件管理客戶端部署在縣一級公安局，各地方派出所調用相關功能。各縣級市、區(qū)形成以公安網互聯(lián)的分布式結構，所有的數(shù)據和服務均向省廳及以上單位提供。

（二）第二階段的主要任務

第二階段的主要任務是融合圖像處理技術、計算機視覺技術、人工智能及圖形分析等多項技術對視頻進行各種分析處理。

1.多種監(jiān)控視頻格式兼容處理

利用視頻格式適配服務器對多種監(jiān)控視頻格式，上傳系統(tǒng)后，原始視頻、圖像等自動保存一份。并自動識別視頻的格式封裝和碼流，轉碼成在線流媒體方式供偵查人員調閱原始文件和轉碼文件。同時支持轉碼成普通播放器即可播放的視頻文件，方便法院、檢察院等外協(xié)單位播放問題。支持主流DVR，NVR廠家的視頻格式直接播放，如?？怠⒋笕A、黃河、霍尼威爾等，支持主流DV、手機所拍攝的視頻格式等。

2.視頻摘要壓縮

利用視頻分析服務器對案件視頻進行摘要壓縮。其目的從原始視頻中提取目標(犯罪嫌疑人、車輛)的活動信息，與背景視頻合成較短的視頻片斷，也可以切割提取活動目標，以快照列表的方式更加便捷地展示。在摘要視頻中，能夠顯示目標出現(xiàn)的時間，移動軌跡，并且支持用戶通過點擊目標，播放目標出現(xiàn)前后的原始視頻，甚至是單目標與背景合成的視頻，便于仔細查看?？梢杂谩岸绦【贰?，“信息全面”來描述視頻摘要。根據視頻質量的不同，一段24小時監(jiān)控視頻(其中活動對象較少)，經過摘要處理后可以壓縮到10多分鐘，大大提高公安查閱視頻的效率。同時，支持在視頻素材中任意抓取關鍵幀來截取圖片素材，形成單張圖片，完成圖片素材的獲取。

3.視頻智能分析

偵查人員通過輸入搜索目標類別如：人、物、車、時間、顏色、出現(xiàn)區(qū)域等信息，視頻分析服務器快速從視頻中搜索出滿足條件的目標對象，并以圖片列表展現(xiàn)，并建立圖片幀索引，通過索引跳轉播放目標對象在原始視頻中的真實場景，便于偵查人員更進一步進行分析研判[1]。提供區(qū)域活動目標檢索、跨線檢索、目標行進方向檢索、目標類型檢索、色彩檢索、時間檢索等多種搜索條件。提供多種條件組合檢索，更快速精準的定位目標。

(三)第三階段主要任務

第三階段主要任務是：“在第一、二階段完成的基礎上，實現(xiàn)“流程再造”。

完成第一、二階段后，基本實現(xiàn)公安視頻偵破“區(qū)域自治”。這個階段的建設，更重要的意義是達到“流程再造”。各地市根據自身的條件和經濟狀況有可能建設、實現(xiàn)、部署各自的視頻偵破應用平臺，無論是從軟件和硬件上都會產生差異，除非我們的系統(tǒng)由省及國家統(tǒng)一建設部署，但幾乎不可能。在異構的硬、軟件條件下產生應用上的差異是允許的，但是我們的業(yè)務是一致的。其他地市、省公安局通過公安專網即可以享用數(shù)據，也可以享用業(yè)務處理，來達到偵破業(yè)務全國聯(lián)網，更可以在此基礎上進行二次開發(fā)，來達到“業(yè)務流程再造”。如果多地進行類似的建設，就形成一個分布式視頻偵破業(yè)務處理圈，會大大加強全國公安視頻偵破能力。

[1]孫展明.視頻圖像偵查中視頻信息內容分析初探[J].四川警察學院學報，2011(6).

[2]陳剛，續(xù)磊.論視頻偵查工作體系的構建[J].山東警察學院學報，2012(9)：5.

[3]羅軍紅，韓江洪.基于Web Service的多層分布式體系結構[J].合肥工業(yè)大學學報，2004(1)：24-33.

[4]蔣鵬.基于Web Service的分布式工作流的應用研究[D].學位論文，2011.5：9-10.

[5]基于Web Service分布式文件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].學位論文，2012.2：23-30.