智能視頻監(jiān)控與人臉識別技術(shù)在監(jiān)獄安防中的應(yīng)用研究

趙松

摘 要 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)獄安全防范系統(tǒng)工程的主要組成部分，是提高監(jiān)獄人防、技防水平的重要工具，它對于監(jiān)督罪犯的改造、防范監(jiān)管場所內(nèi)突發(fā)事件的發(fā)生都起到了不可替代的作用。文章分析了我國監(jiān)獄視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及存在問題，并細(xì)述了視頻智能分析技術(shù)，提出了一種將動態(tài)偵測同視頻智能分析技術(shù)相結(jié)合的監(jiān)獄視頻監(jiān)控智能化解決方案，該方案具有較高的應(yīng)用價值和較好的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞 視頻監(jiān)控系統(tǒng);人臉識別技術(shù);監(jiān)獄安防

引言

監(jiān)獄的安全防范工作關(guān)系著社會的穩(wěn)定、國家的安寧。特別是在“構(gòu)建和諧社會”的大環(huán)境下，構(gòu)建好監(jiān)獄的安全防范體系就顯得格外重要。視頻監(jiān)控和人臉識別是整個安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)和重要內(nèi)容。隨著監(jiān)獄信息化建設(shè)的不斷深入及應(yīng)用的不斷探索和拓展，視頻監(jiān)控和人臉識別，若還只是單一、獨立的功能及應(yīng)用則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新時代監(jiān)獄安全的需要。在智能監(jiān)獄建設(shè)背景下，研究智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)和人臉識別系統(tǒng)的應(yīng)用顯得尤為重要。

1 智能視頻監(jiān)控在監(jiān)獄安防中的應(yīng)用

1.1 消失出現(xiàn)識別

在監(jiān)獄中的一些區(qū)域比如操場，指當(dāng)有人、車輛或者物體出現(xiàn)在畫面中的監(jiān)獄中設(shè)定的某個區(qū)域中，被認(rèn)定為出現(xiàn)行為發(fā)生。出現(xiàn)識別與進(jìn)入識別都是針對畫面中的虛擬區(qū)域產(chǎn)生的分析識別，兩者的區(qū)別在于進(jìn)入識別強(qiáng)調(diào)的是物體從外部進(jìn)入到區(qū)域;而出現(xiàn)識別強(qiáng)調(diào)物體突然出現(xiàn)在特定區(qū)域。應(yīng)用場景如勞動收班后，各監(jiān)區(qū)服刑人員必須在規(guī)定的時間內(nèi)出現(xiàn)在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)列隊集合。消失識別是針對出現(xiàn)識別而言的，當(dāng)人、車輛或者物體突然從某個特定區(qū)域消失，即可產(chǎn)生消失識別。消失識別強(qiáng)調(diào)的是物體從特定區(qū)域中突然消失了，而離開識別強(qiáng)調(diào)的是物體從區(qū)域中離開的動作。當(dāng)出現(xiàn)異常行為，系統(tǒng)就發(fā)出報警通知值班民警。應(yīng)用場景如在生產(chǎn)現(xiàn)場，服刑人員擅自離開規(guī)定的勞動區(qū)域。

1.2 警戒區(qū)闖入檢測報警、逃離監(jiān)控區(qū)檢測報警

智能監(jiān)控系統(tǒng)自動檢測場景內(nèi)人、車輛非法進(jìn)入重要敏感區(qū)域。如果有人跨越警戒線或進(jìn)入了預(yù)先設(shè)定的禁止區(qū)域等異常情況發(fā)生，智能分析系統(tǒng)將鎖定框標(biāo)識別目標(biāo)在畫面中的具體位置，開始進(jìn)行物體運動軌跡追蹤，并啟動預(yù)先設(shè)定的報警機(jī)制自動調(diào)用實際場景中聲光報警裝置，對可疑人員發(fā)出告警，同時提醒值班人員注意，及時制止，這樣就能實現(xiàn)無間斷的自動值守，避免人工值守的傳統(tǒng)方式因疲勞或疏忽而錯失及時發(fā)現(xiàn)并制止安全事件的時機(jī)。

1.3 鏡頭異常智能報警

系統(tǒng)能通過背景自學(xué)習(xí)過程適應(yīng)場景變化，能對視頻進(jìn)行全天候不間斷智能分析。同時，由非自然因素造成的視頻圖像異常，系統(tǒng)同樣具備強(qiáng)大的保護(hù)功能。遇到因為人或極其惡劣的天氣對視頻設(shè)備或線路造成致命損壞時，如視頻圖像出現(xiàn)劇烈抖動、無視頻信號等異常狀況時，系統(tǒng)會啟動自保護(hù)預(yù)報警機(jī)制，提示中心管理人員對監(jiān)控攝像機(jī)進(jìn)行檢修處理。

1.4 人數(shù)統(tǒng)計

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以自動精確統(tǒng)計進(jìn)入及離開出入通道的具體人數(shù)，有效輔助民警的日常管理工作。例如重慶市YD監(jiān)獄就將這個功能應(yīng)用于區(qū)域管控并取得很好的實際效果。一般對人員的定位及管控采用的是射頻系統(tǒng)，這是全國大多數(shù)監(jiān)獄所采用的。射頻系統(tǒng)雖然定位人員數(shù)量位置精確，但是也有一些缺點，如部署較復(fù)雜，存在與安防平臺的融合，特別是成本較貴。重慶市YD監(jiān)獄根據(jù)只要求掌握人員大致位置及準(zhǔn)確數(shù)量的實際監(jiān)管需求，通過人臉識別技術(shù)取得很好的實際效果。重慶市YD監(jiān)獄把每一個建筑物劃為一個區(qū)域，建筑物外的公共區(qū)域統(tǒng)一劃為一個區(qū)域，在每個建筑物的出入口安裝人臉識別系統(tǒng)，將系統(tǒng)接入后端的視頻監(jiān)控管理平臺及服刑人員數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行圖像識別、提取、對比、分析及處理。民警在統(tǒng)一的視頻監(jiān)控管理平臺上就能動態(tài)掌握全獄服刑人員動態(tài)分布情況[1]。

2人臉識別技術(shù)在監(jiān)獄安防中的應(yīng)用

2.1 人臉識別系統(tǒng)

智慧視頻系統(tǒng)中，人臉識別系統(tǒng)是關(guān)鍵組成部分之一，設(shè)計時，要具備人臉比對、告警輸出、告警信息記錄管理、目標(biāo)庫管理、布控任務(wù)管理、實時監(jiān)控、歷史記錄與視頻源配置管理功能。在性能方面，要滿足如下要求：非監(jiān)控名單誤報率應(yīng)控制在5%之內(nèi);系統(tǒng)注冊失敗率要控制在1%之內(nèi);監(jiān)控名單對象誤識率控制在10%之內(nèi);監(jiān)控名單對象漏報率控制在5%之內(nèi);單幀視頻圖像檢測人臉最大數(shù)量要超過30，而識別人臉最大數(shù)量要超過20;系統(tǒng)檢測識別報警響應(yīng)時間控制在2s內(nèi);系統(tǒng)平均響應(yīng)時間控制在3s內(nèi)。人臉識別系統(tǒng)識別人臉時，流程為動態(tài)人臉比對、圖片檢索人臉比對、1：1檢索。在動態(tài)人臉比對階段，先進(jìn)行人臉實時抓拍，一方面，能夠全面的采集、存儲人臉信息，另一方面，使原視頻存儲需求的存儲設(shè)備顯著減少，并擇優(yōu)存儲，促進(jìn)占用存儲空間的降低;之后進(jìn)行人臉動態(tài)比對。在圖片檢索人臉比對階段，需檢索人臉圖片由平臺客戶端提交后，與服務(wù)器中存儲的特征數(shù)據(jù)做出對比，形成比對結(jié)果后，展現(xiàn)在平臺中。在1：1檢索階段，主要是比對兩張模糊圖像，判斷這兩個圖像是否屬于同一人。人臉識別系統(tǒng)在監(jiān)獄的AB門系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、人臉軌跡系統(tǒng)、點名系統(tǒng)中應(yīng)用，本文以AB門系統(tǒng)為例，闡述其具體應(yīng)用。

2.2 與監(jiān)控中心大屏幕聯(lián)動

當(dāng)報警發(fā)生時，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在聲光報警的同時，將報警信息，如，報警發(fā)生的地點、時間、類型等相關(guān)信息顯示在監(jiān)控中心LED屏幕上，中心管理人員及時了解報警信息，迅速指揮相關(guān)執(zhí)法大隊出警，做到忙而不亂、有條不紊。另外，在報警發(fā)生時，不需要人工手動查找、調(diào)看報警地點的相關(guān)視頻信息，智能監(jiān)控系統(tǒng)會主動查找，自動將報警地點的相關(guān)視頻信息切換到監(jiān)控中心的大屏幕上，省去了人工查找的煩瑣過程，節(jié)約了時間。同時，提高了工作效率及方便中心管理人員立即進(jìn)行指揮，最大限度提高系統(tǒng)應(yīng)用效率[2]。

3結(jié)束語

如何深入進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)挖掘，對海量的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和管理，有效提高人們對視頻數(shù)據(jù)的利用，并將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)資源，與更多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和部門實現(xiàn)應(yīng)用協(xié)同，實現(xiàn)多種關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的分析，挖掘出更有價值的應(yīng)用，將是以后智能視頻監(jiān)控與人臉識別技術(shù)應(yīng)用的重點。希望本文的思考和建議能對探索智能視頻監(jiān)控與人臉識別技術(shù)在安防中的應(yīng)用有所促進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 武文斌.智能視頻分析的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2011（31）：168-171.

[2] 余訓(xùn)鋒，王鳳武.監(jiān)獄信息化及其在監(jiān)獄安全管理中的作用[J].通信與信息技術(shù)，2014（4）：94-97，106.