智能視頻分析系統(tǒng)在警犬工作中的應(yīng)用

董江坤 李文勝

（石家莊市公安局，河北 石家莊 050021）

智能視頻分析系統(tǒng)在警犬工作中的應(yīng)用

董江坤 李文勝

（石家莊市公安局，河北 石家莊 050021）

智能視頻分析技術(shù)IVT(Intelligent Video Technology)是利用計算機來代替人，從海量視頻數(shù)據(jù)中快速檢索到有價值的圖像內(nèi)容，并進行分析、總結(jié)。通過智能視頻分析系統(tǒng)我們能夠完整的將所有警犬訓(xùn)練過程直觀的表現(xiàn)出來，通過對一段時間訓(xùn)練所采集的視頻資料經(jīng)過系統(tǒng)處理分析，可以得出一個相對客觀的數(shù)據(jù)，能夠讓我們在今后的警犬訓(xùn)練中更合理的制定訓(xùn)練計劃，改進訓(xùn)練手法，使警犬訓(xùn)練收到良好的效果。

智能視頻分析；警犬技術(shù)；訓(xùn)練數(shù)據(jù)量化

提起智能視頻分析技術(shù)相信大家都不陌生，最常見的就是智能高清公安卡口系統(tǒng)，而這個卡口系統(tǒng)就使用了智能視頻分析技術(shù)。早在2008年北京奧運會上，卡口系統(tǒng)就被應(yīng)用于安檢之中，為奧運安保的順利完成起到了重要作用。目前，智能視頻分析技術(shù)目前在我國很多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。

智能視頻分析技術(shù)源自計算機視覺技術(shù)，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計算機能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。 “智能視頻監(jiān)控其實是個系統(tǒng)工程，其核心是智能視頻分析軟件 (IVS)，智能視頻分析技術(shù)是實現(xiàn) “視頻創(chuàng)造價值” (從大量視頻資源中挖掘有價值的東西)的重要手段。從概念來講，視頻行為分析技術(shù)是對采集到的視頻上的行動物體進行分析，判斷出物體的行為軌跡、目標形態(tài)變化，它糅合了圖像處理技術(shù)、計算機視覺技術(shù)、計算機圖形學(xué)、人工智能、圖像分析等多項技術(shù)。我們在實際的安裝使用中，主要包括前端監(jiān)控設(shè)備（獨立運行的小型嵌入式設(shè)備，運行實時操作系統(tǒng)，連接攝像機）以及后臺監(jiān)控軟件（采集前端分析設(shè)備的視頻流，對這些數(shù)據(jù)進行分析、記錄、分發(fā)等處理動作）。

目前，智能視頻分析技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于包括軍隊、公安、交通、金融，物管，安防、電力等多個行業(yè)和領(lǐng)域?？梢娭悄芤曨l分析技術(shù)不單純的服務(wù)于某一特定領(lǐng)域或行業(yè)，它的技術(shù)所涵蓋的范圍很廣闊，最重要的是它可以根據(jù)用戶的使用需要來進行量身定制，比如目前就有 “動物行為學(xué)視頻分析系統(tǒng)” （動物行為學(xué)視頻分析系統(tǒng),是指通過對動物行為的視頻、光電和生物電等信號的采集，并結(jié)合計算機圖像處理、和生物電信號分析技術(shù)，提取動物行為的軌跡并計算各種行為學(xué)參考指標的軟硬件系統(tǒng)）。

智能視頻分析技術(shù)隨著科技的發(fā)展，逐漸從相對集中的應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)向各行各業(yè)深層次大幅度的延伸。那么警犬技術(shù)是否能夠利用智能視頻技術(shù)來為我們的日常訓(xùn)練和實戰(zhàn)來服務(wù)呢？

下面我們來具體分析視頻分析技術(shù)在警犬訓(xùn)練、使用方面所能發(fā)揮的作用。

一、警犬訓(xùn)練過程中的應(yīng)用

（一）室外訓(xùn)練

通過智能視頻分析系統(tǒng)我們能夠完整的將所有訓(xùn)練過程直觀的表現(xiàn)出來，同時可以在畫面中標明當時戶外溫度、濕度以及風(fēng)速、風(fēng)向、本次訓(xùn)練所用時間。并且還會詳細的記錄本次訓(xùn)練的時間、地點、科目、場地地面情況等等，這為以后的電子檔案的建立提供了依據(jù)和資料，后面會詳細的進行說明。

以追蹤訓(xùn)練舉例。我們?nèi)粘５淖粉櫽?xùn)練一般都是在訓(xùn)練結(jié)束后進行講解和總結(jié)。模擬現(xiàn)場、實戰(zhàn)演練等有些時候還會繪制一張追蹤示意圖，但是這些相對來說都不夠直觀，而且有些細節(jié)在訓(xùn)后會被忽略甚至遺忘。這就需要對當時的追蹤過程進行一個詳細的記錄。

利用智能視頻分析技術(shù)，我們可以利用定制的程序軟件系統(tǒng)控制高清攝像頭對訓(xùn)導(dǎo)員、警犬以及整個訓(xùn)練場地進行追蹤攝像，可以清楚的記錄下并用紅藍線清楚地標明跡線的路線、警犬追蹤時所走的路線，使得整個追蹤過程一目了然，并且還能記錄追蹤過程中人和犬的各種反應(yīng)。比如：犬在突破起點時是否出現(xiàn)問題、不上線時訓(xùn)導(dǎo)員是怎樣做的、追蹤過程中何時沖線、何時晃線、何時斷蹤，而在同時訓(xùn)導(dǎo)員正在做什么，當他注意到犬的行為他又是如何做的，在中途發(fā)現(xiàn)所求物時訓(xùn)導(dǎo)員是怎么做的，在整個追蹤訓(xùn)練結(jié)束后訓(xùn)導(dǎo)員是怎樣獎勵犬的。這些都是在追蹤科目訓(xùn)練中容易出現(xiàn)問題的地方，只有把這些問題解決好才能真正提高訓(xùn)練水平。

另外，由于風(fēng)力、風(fēng)向系統(tǒng)的加入，我們可以觀看到屏幕上的風(fēng)力風(fēng)向圖標的實時變化，犬晃線、不上線是否是由于風(fēng)力、風(fēng)向的作用，犬晃線的方向是否和風(fēng)向一致；幾級風(fēng)力能對犬在作業(yè)時造成何種影響。

溫度、濕度系統(tǒng)的加入，讓我們可以相對更直觀地感受到當溫度、濕度在什么范圍內(nèi)犬可以更好的感受氣味，更好的完成訓(xùn)練；在什么范圍內(nèi)會對犬的作業(yè)造成不良影響。

（二）室內(nèi)訓(xùn)練

以鑒別訓(xùn)練為例。警犬鑒別是個細活兒，有很多因素會對鑒別的過程和結(jié)果產(chǎn)生影響。訓(xùn)導(dǎo)員對犬的影響是其中一個因素，犬出現(xiàn)未嗅拔罐或者亂反應(yīng)就有可能是因為訓(xùn)導(dǎo)員的表情、動作對犬產(chǎn)生了影響。視頻分析系統(tǒng)會在屏幕上并列顯示訓(xùn)導(dǎo)員和犬，在犬做出反應(yīng)時會同時對訓(xùn)導(dǎo)員的表情、動作進行記錄，犬在反應(yīng)錯誤時，是否是因為訓(xùn)導(dǎo)員不經(jīng)意的表情、動作等等對犬產(chǎn)生影響，訓(xùn)導(dǎo)員是怎樣糾正的；犬在反應(yīng)正確時訓(xùn)導(dǎo)員是否在第一時間及時、正確的進行了獎勵；犬對哪個罐進行了重嗅、漏嗅了哪個罐，訓(xùn)導(dǎo)員是否及時的進行了調(diào)整。

在使用攝錄設(shè)備對室內(nèi)情況進行視頻記錄的同時，音頻采集也在同步進行，我們通過對現(xiàn)場聲音的采集，可以準確的觀察到犬在訓(xùn)練過程中是否受到了外界聲音的干擾、犬的抗干擾能力如何等等，從而從何的分析犬的作業(yè)能力。

總的來說，訓(xùn)練尤其是使用科目的訓(xùn)練，利用文字記錄和旁觀者的語言是無法讓訓(xùn)導(dǎo)員產(chǎn)生直觀的感受的，尤其是一些科目的訓(xùn)練過程中，就算訓(xùn)導(dǎo)員或者犬出現(xiàn)了問題，訓(xùn)練過程也是不能被打斷的，在訓(xùn)練結(jié)束后再談訓(xùn)練中發(fā)生的細節(jié)，很多會被漏掉或者存在不同的想法。而通過視頻的記錄和數(shù)據(jù)分析，能夠讓訓(xùn)導(dǎo)員真正看到自己訓(xùn)練時的樣子，對于發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練中存在的問題，真正做到客觀、公正、完整的分析，對于找出更適合自己的訓(xùn)練方法是有很大幫助的。

二、訓(xùn)練數(shù)據(jù)量化及電子訓(xùn)練記錄的建立

比往常的紙質(zhì)鑒定記錄更直觀、更詳細、更易于保存、更便于編輯。這也是影像資料對于文字記錄的優(yōu)勢所在。除了剛才舉例的追蹤、鑒別訓(xùn)練外，包括搜毒搜爆訓(xùn)練，我們主要利用的是視頻分析系統(tǒng)中比較基本的物體運動軌跡追蹤、高清人臉抓拍、攝錄數(shù)據(jù)分析匯總等功能，這和單純的人工攝像存在極大的不同：人工攝像耗費人力、物力，比如室外追蹤訓(xùn)練如果按照設(shè)想對訓(xùn)導(dǎo)員、警犬、以及整個場地進行精確拍攝，需要至少 3個機位，而且還需要較專業(yè)的拍攝者才能抱著個拍出的畫面清晰、穩(wěn)定，并且有的位置、角度是人為無法操作的；對于室內(nèi)訓(xùn)練大部分訓(xùn)練科目需要房間內(nèi)除了訓(xùn)導(dǎo)員和犬外沒有第三者，在屋外攝像顯然不能夠達到預(yù)期的目的，而且室內(nèi)訓(xùn)練犬的作業(yè)范圍多為地面向上一米左右的范圍，為了準確地捕捉犬在作業(yè)時的動作細節(jié)，機位的設(shè)置也會相應(yīng)的進行調(diào)整。而通過智能視頻分析系統(tǒng)，高清攝像頭按照系統(tǒng)的設(shè)定可以自動對訓(xùn)導(dǎo)員和犬或者其他物體進行跟蹤拍攝并顯示行動軌跡，在訓(xùn)練結(jié)束后會對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行分析匯總。針對每名訓(xùn)導(dǎo)員制作獨立的電子訓(xùn)練檔案，在訓(xùn)練科目完成后可以對該科目進行量化分析。例如，某科目訓(xùn)練共訓(xùn)練多少天多少次，通過幾種方法，每種方法訓(xùn)練幾次后形成了某種能力或者條件反射，然后通過所有受訓(xùn)犬之間的橫向?qū)Ρ鹊贸鲆粋€數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)生物行為學(xué)視頻分析軟件對我們特定的物體（犬）進行特定的行為數(shù)據(jù)記錄和分析。這些數(shù)據(jù)對今后的訓(xùn)練具有廣泛的指導(dǎo)意義。

在對每名訓(xùn)導(dǎo)員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行匯總后就形成了一份帶有訓(xùn)練視頻，訓(xùn)練量化數(shù)據(jù)的電子訓(xùn)練檔案，它相對于以前使用的紙質(zhì)訓(xùn)練記錄的優(yōu)勢在于：

第一，更加詳細、直觀。視頻影像資料比文字的記錄直觀，也更加客觀，而且記錄的內(nèi)容也更豐富和完整。第二，便于保存和攜帶。紙制品怕水怕潮易損壞，而電子文檔可以存放在電腦或者一個小小的u盤中且方便復(fù)制，攜帶起來也很方便。第三，根據(jù)需要可以很方便的進行編輯。電子訓(xùn)練記錄無論是視頻還是文檔編輯都很簡單，根據(jù)需要完全可以做成課件共大家共同觀看學(xué)習(xí)。并且在網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)達的今天，視頻文件是很便于交流的，基于網(wǎng)絡(luò)，我們甚至可以建立一個專業(yè)平臺，在這里可以通過各地的終端訪問該地的訓(xùn)練、工作視頻，加強了各地的工作、訓(xùn)練經(jīng)驗交流，還可以在線進行遠程技術(shù)指導(dǎo)?？己艘部梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)來進行，通過考核觀察模式，可以對考核目標的行為動作、語言指令、完成情況進行觀察、分析后進行在線講評和今后的任務(wù)部署，既節(jié)省人力又節(jié)省物力，高效環(huán)保，與時俱進。

總之，智能視頻分析系統(tǒng)在警犬訓(xùn)練上的應(yīng)用還沒有完全普及，很多方面還處于實驗當中，有著巨大的潛力供我們發(fā)掘。警犬訓(xùn)練是一項辛苦且周期較長的工作，而在實戰(zhàn)中，帶犬民警攜犬又往往是奮戰(zhàn)在第一線，工作量大并且存在著極大的危險性。能夠讓更多的科技手段服務(wù)于我們的訓(xùn)練和實戰(zhàn)，使我們更加輕松、快速地完成警犬使用科目的訓(xùn)練，切實提高警犬在實戰(zhàn)中的作業(yè)能力才是我們警犬技術(shù)工作的最終目的。

［編輯：張欽］

D631.44

：A

：1672-6405（2017）01-0068-02

董江坤（1980-），男，河北石家莊人，河北省石家莊市公安局刑警支隊警犬訓(xùn)練大隊民警，主要從事警犬技術(shù)研究。李文勝（1967-），男，河北石家莊人，河北省石家莊市公安局刑警支隊警犬訓(xùn)練大隊民警，主要從事警犬技術(shù)研究。

2016-12-01