人工智能在安防領(lǐng)域的深度應(yīng)用

□ 文/王家棟

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。

在安防領(lǐng)域，隨著平安城市、智慧城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，監(jiān)控點(diǎn)位越來越多，從最初的幾千路，到幾萬路，甚至于到現(xiàn)在幾十萬路的規(guī)模，視頻和卡口產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，隨著高清視頻、智能分析、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，安防正在從傳統(tǒng)的被動防御向主動判斷、預(yù)警發(fā)展，行業(yè)也從單一的安全領(lǐng)域向多行業(yè)應(yīng)用、提升生產(chǎn)效率、提高生活智能化程度方向發(fā)展，為更多的行業(yè)和人群提供可視化、智能化解決方案。隨著安防領(lǐng)域的發(fā)展，人工智能的重要作用正逐步顯現(xiàn)。當(dāng)前，用戶面對海量的視頻數(shù)據(jù)，已無法簡單利用人海戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行檢索和分析，需要人工智能作為專家或助手，實(shí)時(shí)分析視頻內(nèi)容，探測異常信息，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測。

人工智能核心技術(shù)

人工智能技術(shù)在安防領(lǐng)域的應(yīng)用，最核心的技術(shù)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)。

視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)

視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)是融合了機(jī)器視覺、圖像處理、模式識別、深度學(xué)習(xí)等最前沿的人工智能技術(shù)，是視頻內(nèi)容理解的基石。

視頻結(jié)構(gòu)化在技術(shù)領(lǐng)域可以劃分為三個(gè)步驟：目標(biāo)檢測、目標(biāo)跟蹤和目標(biāo)屬性提取。

目標(biāo)檢測過程是從視頻中提取出前景目標(biāo)，然后識別出前景目標(biāo)是有效目標(biāo)（如：人員、車輛、人臉等）還是無效目標(biāo)（如：樹葉、陰影、光線等）。在目標(biāo)檢測過程主要應(yīng)用到運(yùn)動目標(biāo)檢測、人臉檢測和車輛檢測等技術(shù)。

目標(biāo)跟蹤過程是實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)在場景中的持續(xù)跟蹤，并從整個(gè)跟蹤過程中獲取一張高質(zhì)量圖片作為該目標(biāo)的抓拍圖片。在目標(biāo)跟蹤過程中主要應(yīng)用到多目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)融合以及目標(biāo)評分技術(shù)。

目標(biāo)屬性提取過程是對已經(jīng)檢測到的目標(biāo)圖片中目標(biāo)屬性的識別，判斷該目標(biāo)具有哪些可視化的特征屬性，例如人員目標(biāo)的性別、年齡、著裝，車輛目標(biāo)的車型、顏色等屬性。目標(biāo)屬性提取過程主要基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征提取和分類技術(shù)。

大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)為人工智能提供強(qiáng)大的分布式計(jì)算能力和知識庫管理能力，是人工智能分析預(yù)測、自主完善的重要支撐。其包含三大部分：海量數(shù)據(jù)管理、大規(guī)模分布式計(jì)算和數(shù)據(jù)挖掘。

海量數(shù)據(jù)管理被用于采集、存儲人工智能應(yīng)用所涉及的全方位數(shù)據(jù)資源，并基于時(shí)間軸進(jìn)行數(shù)據(jù)累積，以便能在時(shí)間維度上體現(xiàn)真實(shí)事物的規(guī)律。同時(shí)，人工智能應(yīng)用長期積累的龐大知識庫，也需要依賴該系統(tǒng)進(jìn)行管理和訪問。當(dāng)前，?？低曆芯吭洪_發(fā)的?？荡髷?shù)據(jù)平臺已能支撐千億級規(guī)模的車輛通行記錄存儲管理和應(yīng)用。

大規(guī)模分布式計(jì)算使得人工智能具備強(qiáng)大的計(jì)算能力，能同時(shí)分析海量的數(shù)據(jù)，開展特征匹配和模型仿真，并為眾多用戶提供個(gè)性化服務(wù)。

數(shù)據(jù)挖掘是人工智能發(fā)揮真正價(jià)值的核心，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法自動開展多種分析計(jì)算，探究數(shù)據(jù)資源中的規(guī)律和異常點(diǎn)，輔助用戶更快、更準(zhǔn)地找到有效的資源，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和評估。

人工智能的深度應(yīng)用

當(dāng)前人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，積極推動著安防領(lǐng)域向著一個(gè)更智能化、更人性化的方向前進(jìn)，天地偉業(yè)將人工智能與安防進(jìn)行的深度融合，主要體現(xiàn)在以下這幾個(gè)方面：

在智慧城市的運(yùn)用

當(dāng)你焦急地想要去某個(gè)地點(diǎn)，地鐵、纜車、公共汽車、專車等多樣化的交通方式都在你身邊，并且，能夠通暢、快捷、安全地滿足當(dāng)前需求；當(dāng)你同家人或者朋友焦急地尋找公共設(shè)施、景區(qū)時(shí)，能夠迅速獲取相關(guān)信息；當(dāng)醫(yī)院無需等待、自動分診；當(dāng)你不必為校園暴力、校園安全、徇私舞弊擔(dān)憂；當(dāng)你在更加智能、人性化的環(huán)境中生活……這一切，就是智慧城市。

2010年，智慧城市的概念開始在我國出現(xiàn)，在智慧城市系統(tǒng)大力推廣和興建的過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是其間最重要的發(fā)展基石。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能的大力演進(jìn)，將讓許多智慧城市的美好設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。在智慧家居中，可控物件的相互聯(lián)網(wǎng)，使得居民生活變得方便快捷更加人性化，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的拓展應(yīng)用，將此概念升級到城市生活之中，通信、醫(yī)療、金融、教育、交通、治安等等，當(dāng)一切與民眾生活相關(guān)的社會版塊互聯(lián)互通、信息共享，城市管理模式大幅度升級，成為現(xiàn)代城市延續(xù)發(fā)展的新型模式。

在交通行業(yè)的應(yīng)用

智能交通，是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效地整合并運(yùn)用于整個(gè)城市交通管理，就像智能家庭一樣，機(jī)動車、非機(jī)動車、行人生物信息都連接在物聯(lián)網(wǎng)中，它們通過收集、儲存和分享有效信息來提高交通環(huán)境效率。當(dāng)整個(gè)城市的交通相關(guān)設(shè)備全都在線，這些信息匯集在一起，智慧交通利用這些大數(shù)據(jù)來了解城市交通模式及現(xiàn)狀，以便提高城市交通效率，從而建立一種大范圍、全方位、即時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)的建立可以有效地利用現(xiàn)有的交通設(shè)施資源、減輕交通負(fù)擔(dān)和城市環(huán)境污染，在一定程度上保障交通安全、提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率。智能交通系統(tǒng)主要應(yīng)用于車輛管控系統(tǒng)、出入口系統(tǒng)、旅行信息系統(tǒng)等。

智能交通還能夠降低汽車的能源消耗。通過智能交通控制，可以有效地控制車輛行駛速度在保障用戶使用正常的情況下維持最高效的運(yùn)行，比如整體的車輛車速提高了，就可以減少燃料的消耗和廢氣的排出，預(yù)估年度可節(jié)約上億噸汽油的消耗。另外，智慧交通系統(tǒng)的不斷完善，也能有效緩解交通堵塞的情況，減少汽車的停滯時(shí)間，從而減少尾氣的排放，改善空氣質(zhì)量和城市生活環(huán)境，從而拉動其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的能源節(jié)約。

在公安行業(yè)的應(yīng)用

公安行業(yè)用戶的迫切需求是在海量的視頻信息中，發(fā)現(xiàn)犯罪嫌疑人的線索。人工智能在視頻內(nèi)容的特征提取、內(nèi)容理解方面有著天然的優(yōu)勢。安防攝像機(jī)內(nèi)置人工智能芯片以及人臉識別技術(shù)，可實(shí)時(shí)分析視頻內(nèi)容，檢測運(yùn)動對象，識別人、車屬性信息，并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到后端人工智能的中心數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲。匯總的海量城市級信息，再利用強(qiáng)大的計(jì)算能力及智能分析能力，人工智能可對嫌疑人的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，給出最可能的線索建議，將犯罪嫌疑人的軌跡鎖定由原來的幾天，縮短到幾分鐘，為案件的偵破節(jié)約寶貴的時(shí)間。其強(qiáng)大的交互能力，還能與辦案民警進(jìn)行自然語言方式的溝通，真正成為辦案人員的專家助手。

在平安校園的應(yīng)用

在平安校園領(lǐng)域，人工智能是整個(gè)校園的大腦，綜合控制著校園的安防、能耗，對于進(jìn)出學(xué)校的人、車、物實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的跟蹤定位，區(qū)分在讀學(xué)生與外來人員。平安校園的人工智能核心，匯總整個(gè)校園的監(jiān)控信息、刷卡記錄，室內(nèi)攝像機(jī)能清晰捕捉人員信息，在門禁刷卡時(shí)實(shí)時(shí)比對通行卡信息及刷卡人臉部信息，檢測出盜刷卡行為。與布控庫進(jìn)行匹配。一旦發(fā)現(xiàn)有嫌疑人員（如：小偷慣犯、在逃人員等）就會立刻報(bào)警，提示安保人員前去處理。還能區(qū)分外來人員在校園中的運(yùn)動軌跡和逗留時(shí)間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)違規(guī)訪問等行為，確保校園重點(diǎn)區(qū)域的安全。

在家用安防的應(yīng)用

在家用安防領(lǐng)域，每個(gè)用戶都是獨(dú)立的個(gè)體，利用人工智能強(qiáng)大的計(jì)算能力及服務(wù)能力，為每個(gè)用戶提供差異化的服務(wù)，提升個(gè)用戶體驗(yàn),并給用戶帶來足夠的安全感。以家庭安防為例，當(dāng)檢測到家庭中沒有人員時(shí)，家庭安防攝像機(jī)可自動進(jìn)入布防模式，有異常時(shí)，給予闖入人員聲音警告，并遠(yuǎn)程通知家庭主人。而當(dāng)家庭成員回家后，又能自動撤防，保護(hù)用戶隱私。通過一定時(shí)間的學(xué)習(xí)，掌握家庭成員的生活作息規(guī)律，并制定出一套合理的布防計(jì)劃，避免了人工設(shè)置帶來的復(fù)雜操作，真正實(shí)現(xiàn)安防人性化。

結(jié)束語

天地偉業(yè)認(rèn)為人工智能在安防領(lǐng)域的應(yīng)用有著非常好的前景，但目前國內(nèi)的基礎(chǔ)還較薄弱，在應(yīng)用過程中還有較多問題需要完善和解決。比如，視頻成像質(zhì)量受環(huán)境影響較大，存在光照不足、圖像模糊、目標(biāo)尺寸過小或相互遮擋等問題，不利于人工智能對視頻內(nèi)容的辨識，對此天地偉業(yè)將星光技術(shù)和人工智能相結(jié)合，在2017年安博會上推出星光級人臉識別攝像機(jī)，在0.0008Lux照度下實(shí)現(xiàn)人臉識別，解決了人工智能深度應(yīng)用中的實(shí)戰(zhàn)問題。人工智能是安防領(lǐng)域的未來，在通往未來的道路上，還有許許多多障礙和困難需要跨越和克服，但總體趨勢是樂觀的，我們堅(jiān)信只有具備自主、個(gè)性化、不斷進(jìn)化完善的人工智能大腦，才能解決安防領(lǐng)域日益增加的需求，相信在人類共同的努力下，有型物體與人，虛擬與現(xiàn)實(shí)的深度融合指日可待，從智慧行業(yè)、智慧城市到智慧國家、智慧世界，越來越開闊和廣袤的天地，正等著我們?nèi)グl(fā)掘、探索。