智能視頻監(jiān)控與人臉識別技術在監(jiān)獄安防中的應用研究

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，并細述了視頻智能分析技術，提出了一種將動態(tài)偵測同視頻智能分析技術相結合的監(jiān)獄視頻監(jiān)控智能化解決方案，該方案具有較高的應用價值和較好的現(xiàn)實意義。

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

引言

監(jiān)獄的安全防范工作關系著社會的穩(wěn)定、國家的安寧。特別是在“構建和諧社會”的大環(huán)境下，構建好監(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)的基礎和重要內容。隨著監(jiān)獄信息化建設的不斷深入及應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、獨立的功能及應用則遠遠不能滿足新時代監(jiān)獄安全的需要。在智能監(jiān)獄建設背景下，研究智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)和人臉識別系統(tǒng)的應用顯得尤為重要。

1 智能視頻監(jiān)控在監(jiān)獄安防中的應用

1.1 消失出現(xiàn)識別

在監(jiān)獄中的一些區(qū)域比如操場，指當有人、車輛或者物體出現(xiàn)在畫面中的監(jiān)獄中設定的某個區(qū)域中，被認定為出現(xiàn)行為發(fā)生。出現(xiàn)識別與進入識別都是針對畫面中的虛擬區(qū)域產生的分析識別，兩者的區(qū)別在于進入識別強調的是物體從外部進入到區(qū)域;而出現(xiàn)識別強調物體突然出現(xiàn)在特定區(qū)域。應用場景如勞動收班后，各監(jiān)區(qū)服刑人員必須在規(guī)定的時間內出現(xiàn)在規(guī)定的區(qū)域內列隊集合。消失識別是針對出現(xiàn)識別而言的，當人、車輛或者物體突然從某個特定區(qū)域消失，即可產生消失識別。消失識別強調的是物體從特定區(qū)域中突然消失了，而離開識別強調的是物體從區(qū)域中離開的動作。當出現(xiàn)異常行為，系統(tǒng)就發(fā)出報警通知值班民警。應用場景如在生產現(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)自動檢測場景內人、車輛非法進入重要敏感區(qū)域。如果有人跨越警戒線或進入了預先設定的禁止區(qū)域等異常情況發(fā)生，智能分析系統(tǒng)將鎖定框標識別目標在畫面中的具體位置，開始進行物體運動軌跡追蹤，并啟動預先設定的報警機制自動調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。

1.3 鏡頭異常智能報警

系統(tǒng)能通過背景自學習過程適應場景變化，能對視頻進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)同樣具備強大的保護功能。遇到因為人或極其惡劣的天氣對視頻設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)會啟動自保護預報警機制，提示中心管理人員對監(jiān)控攝像機進行檢修處理。

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確數(shù)量的實際監(jiān)管需求，通過人臉識別技術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人臉識別技術在監(jiān)獄安防中的應用

2.1 人臉識別系統(tǒng)

智慧視頻系統(tǒng)中，人臉識別系統(tǒng)是關鍵組成部分之一，設計時，要具備人臉比對、告警輸出、告警信息記錄管理、目標庫管理、布控任務管理、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)控名單誤報率應控制在5%之內;系統(tǒng)注冊失敗率要控制在1%之內;監(jiān)控名單對象誤識率控制在10%之內;監(jiān)控名單對象漏報率控制在5%之內;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)檢測識別報警響應時間控制在2s內;系統(tǒng)平均響應時間控制在3s內。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備顯著減少，并擇優(yōu)存儲，促進占用存儲空間的降低;之后進行人臉動態(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，與服務器中存儲的特征數(shù)據(jù)做出對比，形成比對結果后，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)中應用，本文以AB門系統(tǒng)為例，闡述其具體應用。

2.2 與監(jiān)控中心大屏幕聯(lián)動

當報警發(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、調看報警地點的相關視頻信息，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行指揮，最大限度提高系統(tǒng)應用效率[2]。

3結束語

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

參考文獻

[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)與經濟，2011（31）：168-171.

[2] 余訓鋒，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，2014（4）：94-97，106.