基于智能視頻分析的智慧安防技術(shù)優(yōu)化與可用性評(píng)估

張旭陽(yáng) 葉光紅 楊建波

摘要：隨著AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)的完善應(yīng)用，智能視頻技術(shù)也逐步發(fā)展成熟。在智慧安防中，智能視頻能夠提高監(jiān)控效率、降低誤報(bào)率，以及增強(qiáng)安全預(yù)警的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。本文基于智能視頻技術(shù)形式，提出了技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景與基本原理，同時(shí)對(duì)性能情況進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)估。本文為智慧安防系統(tǒng)的建設(shè)和完善提供了重要的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：智能視頻；智慧安防；大數(shù)據(jù)；人工智能

引言

智慧安防系統(tǒng)已成為現(xiàn)代社會(huì)治安防控體系的重要組成部分，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能視頻分析技術(shù)通過(guò)深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控視頻的自動(dòng)分析和異常檢測(cè)，為安防工作提供了技術(shù)支持。智能視頻與智慧安防相結(jié)合，能以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在安防領(lǐng)域完善功能、豐富應(yīng)用場(chǎng)景。智能視頻技術(shù)不僅能夠提高安防監(jiān)控的效率和準(zhǔn)確性，還能夠降低誤報(bào)率和漏報(bào)率，為構(gòu)建安全、智能的城市環(huán)境提供有力保障。

1. 智能視頻技術(shù)在智慧安防中的具體應(yīng)用

1.1 人員識(shí)別與智能門(mén)禁

門(mén)禁系統(tǒng)是安防系統(tǒng)中較為基礎(chǔ)的組成部分，傳統(tǒng)智慧安防體系中也有具備生物識(shí)別功能的門(mén)禁系統(tǒng)，但其智能化程度較低，且存在高誤差、識(shí)別慢的問(wèn)題。在智慧安防中，基于智能視頻技術(shù)，能夠在原有人臉識(shí)別的基礎(chǔ)上，通過(guò)多元化的生物識(shí)別手段，如體貌、步態(tài)識(shí)別等技術(shù)方式，通過(guò)事先錄入人員的面部特征或步態(tài)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)比對(duì)進(jìn)出人員的身份，控制門(mén)禁開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸式、高效安全的通行管理。相比傳統(tǒng)人臉識(shí)別手段，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“無(wú)感開(kāi)門(mén)”“無(wú)感記錄”，提高人員的使用體驗(yàn)以及系統(tǒng)整體安全性，系統(tǒng)還能夠記錄進(jìn)出人員的詳細(xì)信息，為后續(xù)的安全管理提供數(shù)據(jù)支持[1]?；诖?，需要相應(yīng)軟件提供保障和支持，具體情況如表1所示。

智能視頻技術(shù)可結(jié)合管理區(qū)大門(mén)視頻監(jiān)控、門(mén)禁位置視頻、管理區(qū)內(nèi)部視頻等多個(gè)位置的視頻內(nèi)容信息，記錄并學(xué)習(xí)各個(gè)人員常見(jiàn)的路徑活動(dòng)及樓棟號(hào)，與其他安防安保系統(tǒng)保持聯(lián)動(dòng)，對(duì)于陌生人、經(jīng)常性訪(fǎng)客也可采取此種方式進(jìn)行授權(quán)和記錄，減少原門(mén)禁管理人員和管理區(qū)安保人員的工作量，提高業(yè)主方的安全性和便捷程度，也能實(shí)現(xiàn)對(duì)外來(lái)人員的精細(xì)化管理。

1.2 人員聚集分析

傳統(tǒng)的人員密集程度管理方式主要依賴(lài)于人工巡檢和固定監(jiān)控?cái)z像頭，然而這種方式存在諸多局限性，人工巡檢效率低，且容易受到人為因素的影響；固定監(jiān)控?cái)z像頭雖然能夠覆蓋一定的區(qū)域，但對(duì)于人員流動(dòng)頻繁、場(chǎng)景復(fù)雜的場(chǎng)所，無(wú)法進(jìn)行連續(xù)性的檢測(cè)，傳統(tǒng)的安防安保手段往往只能在發(fā)生問(wèn)題后進(jìn)行事后調(diào)查，而無(wú)法在事前進(jìn)行有效管理。

智能視頻技術(shù)利用先進(jìn)的視頻分析和處理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)人員聚集情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，可通過(guò)視頻流中的目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法，自動(dòng)識(shí)別人群，并統(tǒng)計(jì)人數(shù)、密度等關(guān)鍵指標(biāo)[2]；對(duì)人員來(lái)源、流向和聚集規(guī)律的分析，可使管理者更加準(zhǔn)確地了解人員分布情況，便于采取相應(yīng)措施進(jìn)行疏散和引導(dǎo)。智能視頻系統(tǒng)還可記錄和分析歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合各個(gè)場(chǎng)地內(nèi)部的情況，為未來(lái)的安全管理提供有力的數(shù)據(jù)支持，全過(guò)程的數(shù)據(jù)記錄、處理、預(yù)測(cè)均可結(jié)合智能視頻具有的深度學(xué)習(xí)能力自動(dòng)化完成。

1.3 危險(xiǎn)作業(yè)預(yù)警

對(duì)于涉及經(jīng)常作業(yè)區(qū)域的安防，例如居民小區(qū)的日常運(yùn)營(yíng)，除了常規(guī)的安保需求，還會(huì)涉及空調(diào)外機(jī)安裝、外墻二次裝修、垃圾車(chē)輛進(jìn)出、市政維修等，傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)對(duì)這些作業(yè)環(huán)節(jié)往往缺乏有效監(jiān)管，給安全管理帶來(lái)挑戰(zhàn)。為彌補(bǔ)這一短板，可通過(guò)智能視頻技術(shù)為上述作業(yè)需求提供解決方案。

智能視頻技術(shù)自身具有一定的智能化能力，通過(guò)高清攝像頭和智能分析系統(tǒng)的配合，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)作業(yè)人員的行為和環(huán)境狀態(tài)。例如，對(duì)于大型車(chē)輛的進(jìn)出場(chǎng)景，提前對(duì)其劃分專(zhuān)用進(jìn)出通道和活動(dòng)區(qū)域，當(dāng)此區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)人員或其他車(chē)輛時(shí)，可通過(guò)定向提醒的方式進(jìn)行預(yù)警；通過(guò)智能視頻的識(shí)別能力，對(duì)于高空作業(yè)人員的安全帽、安全帶佩戴情況進(jìn)行識(shí)別，對(duì)于違規(guī)作業(yè)及時(shí)提醒采取緊急措施，從而有效防止?jié)撛谑鹿实陌l(fā)生[3]。

1.4 財(cái)產(chǎn)安保管理

智能視頻技術(shù)可通過(guò)實(shí)時(shí)分析監(jiān)控畫(huà)面，準(zhǔn)確識(shí)別出異常人員，如陌生面孔、可疑行為，一旦識(shí)別到異常情況，可推送給業(yè)主，讓業(yè)主能夠第一時(shí)間了解情況并作出應(yīng)對(duì)。智能視頻技術(shù)實(shí)時(shí)的信息反饋機(jī)制對(duì)于盜竊、搶奪等行為能夠進(jìn)行提前預(yù)警；智能視頻技術(shù)還能自動(dòng)聯(lián)動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，識(shí)別到財(cái)產(chǎn)受損或者物品移動(dòng)的異常事件，可聯(lián)動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)，通過(guò)提示燈、警鈴等方式警示外來(lái)人員，并提醒管理人員，防止財(cái)產(chǎn)損失；智能視頻技術(shù)還可以與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境因素的監(jiān)測(cè)和控制，例如可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)庫(kù)的水位情況，確保財(cái)產(chǎn)處于適宜的環(huán)境中，當(dāng)水位升高時(shí)提前進(jìn)行提醒，避免因環(huán)境因素導(dǎo)致的損失。相比傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，智能視頻技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析功能，能夠長(zhǎng)期保存監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，自動(dòng)化提取異常片段，為改進(jìn)安全管理措施提供依據(jù)。

1.5 消防預(yù)警

傳統(tǒng)消防預(yù)警系統(tǒng)主要依賴(lài)于溫度和煙霧傳感器進(jìn)行火災(zāi)的探測(cè)，而傳感器可能受到環(huán)境因素的影響，如灰塵、濕氣等，導(dǎo)致誤報(bào)或漏報(bào)，若火情位置距離傳感器較遠(yuǎn)，也會(huì)導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)察覺(jué)，且傳感器自身若出現(xiàn)破壞也會(huì)導(dǎo)致消防管理存在限制。

智能視頻技術(shù)的引入，給消防預(yù)警提供了新的解決方案。通過(guò)結(jié)合圖像識(shí)別技術(shù)，智能視頻系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)分析監(jiān)控畫(huà)面中的異常情況，如火焰、煙霧等。相比溫度和煙霧傳感器，智能視頻技術(shù)不僅具有高準(zhǔn)確性，而且能夠克服傳統(tǒng)傳感器的局限性，可識(shí)別出隱蔽的火災(zāi)源，并在火災(zāi)初期就發(fā)出預(yù)警。同時(shí)，傳統(tǒng)的消防預(yù)警系統(tǒng)需要大量的傳感器進(jìn)行部署，而智能視頻系統(tǒng)可以通過(guò)少量的攝像頭實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)控。這不僅降低了硬件成本，還減少了維護(hù)和管理的工作量；對(duì)于戶(hù)外位置，傳統(tǒng)的消防預(yù)警系統(tǒng)靈敏度極低、效果差，而通過(guò)智能視頻影像識(shí)別的方式，可以避免外部環(huán)境的影響，進(jìn)一步提高火災(zāi)防控的效率和效果，減少火災(zāi)造成的損失。

2. 智能視頻技術(shù)的可用性評(píng)估

2.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性評(píng)估

智能視頻為安防系統(tǒng)提供保障和支持，因此，對(duì)穩(wěn)定性有一定要求，可從硬件及軟件兩個(gè)方面對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。

（1）硬件方面，智能視頻系統(tǒng)充分依托了傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術(shù)和強(qiáng)弱電系統(tǒng)，行業(yè)內(nèi)的成熟應(yīng)用案例多、技術(shù)發(fā)展速度快，具有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。目前在各類(lèi)建筑和使用場(chǎng)景中均具有完備的視頻采集系統(tǒng)、不間斷監(jiān)控系統(tǒng)，能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）軟件方面，智能視頻系統(tǒng)大部分功能的實(shí)現(xiàn)是依賴(lài)于軟件平臺(tái)功能的，在行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，智能視頻依托于AI技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，為系統(tǒng)提供強(qiáng)大的底層支持。通過(guò)深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)能夠更精準(zhǔn)地識(shí)別異常事件，提高監(jiān)控的效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)智能視頻系統(tǒng)軟件部分具有完備的學(xué)習(xí)能力和修復(fù)能力，隨著數(shù)據(jù)量的增加，其穩(wěn)定性也逐步提升[4]。

2.2 準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性評(píng)估

智能視頻系統(tǒng)具有優(yōu)異的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。得益于AI圖像識(shí)別技術(shù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)的誤差率已經(jīng)降至極低水平，無(wú)論是人臉識(shí)別、物體檢測(cè)還是行為分析，系統(tǒng)都能以高度精確的方式完成，結(jié)合AI技術(shù)具有的深度學(xué)習(xí)能力，能夠分析大量的同類(lèi)素材，排除外部環(huán)境的干擾，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的內(nèi)容識(shí)別。

實(shí)時(shí)性方面，智能視頻系統(tǒng)依賴(lài)于信息化技術(shù)的深度應(yīng)用，通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)了視頻流的實(shí)時(shí)傳輸和處理，確保監(jiān)控畫(huà)面能夠即時(shí)顯示在處理終端上；利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)分析處理海量的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，快速識(shí)別出異常事件并觸發(fā)相應(yīng)的警報(bào)機(jī)制；與其他安防系統(tǒng)實(shí)時(shí)共享數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息的互通互聯(lián)，進(jìn)一步提升了整體安防水平。

2.3 成本與效益評(píng)估

在前期投入和系統(tǒng)的安裝成本方面，智能視頻在安防系統(tǒng)中的應(yīng)用成本有所增加，這主要體現(xiàn)在硬件設(shè)備的購(gòu)置、軟件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)以及各類(lèi)新興技術(shù)的應(yīng)用費(fèi)用上；在應(yīng)用效益方面，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能分析，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常事件，提高安全防范水平，減少潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)；在工作流程方面，智能視頻系統(tǒng)能夠優(yōu)化工作流程，提高工作效率，減少人為錯(cuò)誤和疏忽，能夠節(jié)約人力成本，減少因安防問(wèn)題帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。智能視頻技術(shù)仍處于不斷發(fā)展階段，隨著技術(shù)的不斷成熟和供應(yīng)鏈的日益完善，智能視頻系統(tǒng)的成本有望進(jìn)一步降低，為更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景提供經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，其成本效益對(duì)比如表2所示。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)智能視頻分析技術(shù)在智慧安防系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，探討了其技術(shù)優(yōu)化與性能評(píng)估的關(guān)鍵問(wèn)題。研究結(jié)果表明，智能視頻分析技術(shù)以其高效、準(zhǔn)確的特性，在提升安防監(jiān)控效果、降低誤報(bào)率等方面發(fā)揮了重要作用。展望未來(lái)，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，智能視頻分析技術(shù)也會(huì)愈加完善，為構(gòu)建更加安全、智能的社會(huì)環(huán)境貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳崢.智能視頻分析技術(shù)在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2021（31）： 172-173.

[2]張佑春，張公永，蓋昊宇，等.智能建筑視頻監(jiān)控及周界防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].蘭州文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021， 35（2）：65-68.

[3]王曉燕.城市綜合體建筑中的智能視頻技術(shù)[J].電子世界，2013（13）：2.

[4]湯曉芳，侯茜，陳偉鋒，等.建筑智能視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].智能建筑與城市信息， 2021（8）：134-135.

作者簡(jiǎn)介：張旭陽(yáng)，碩士研究生，研究方向：大數(shù)據(jù)與人工智能；葉光紅，大專(zhuān)，研究方向：數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)。

基金項(xiàng)目：茂名市科學(xué)技術(shù)局促進(jìn)科技服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展計(jì)劃專(zhuān)題項(xiàng)目——基于大數(shù)據(jù)和人工智能算法的智慧安防報(bào)警系統(tǒng)（編號(hào)：230508164554554）。