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視頻結構化打造智慧新“視界”
發(fa)表時間： 2021-07-23
在2020這個安防新十年里，AI技術在安防行業不斷挖掘應用場景，優化性能指標，已經作為新安防時代不可或缺的技術支撐。這里面包括人臉識別、車牌識別、人形識別等各類識別類算法，以及包括顏色、穿著、號牌等的視頻結構化類算法。正是通過這些貼合各類應用場景的AI算法，才使得我們的社會更加安全，工作效率更高。本文重點圍繞視頻結構化，講解三個方面的內容；
一、 視頻會什么要做結構化處理，其意義體現在哪些方面
首先我們了解一下何為視頻結構化。大家知道，原始的視頻圖像是不含任何結構化數據的，它不能直接被計算機讀取和識別，為了讓視頻圖像在安防領域更好的應用，就必須使用智能視頻分析技術對視頻圖像進行結構化處理，也就是視頻結構化。
在公安安全領域，視頻結構化的意義主要體現在保障社會秩序、提高破案效率方面。舉個非常簡單的例子，某地發生了一起搶劫案，警方初步確定了目標嫌疑人，但是需要拿到監控畫面作為證據。這時如果視頻無結構化處理，則需要挨個回放錄像去查看，費時費力，辦案效率低下。但是如果具備視頻結構化能力，只需將嫌疑人照片錄入系統，系統可以獨立去和已經提取的結構化數據進行對比，從而可以在很短的時間內找到目標嫌疑人出現的時間，獲取錄像文件，拿到證據。大大減輕民警辦案壓力，提高辦案效率。
具體到我們的細分領域，如公安執法辦案區，通過視頻結構化技術，可以實現嫌疑人的實時軌跡定位，聯動視頻跟蹤，生成完整的執法辦案鏈條的作用。他的意義就是可以在無任何穿戴式設備的情況下，通過純視頻手段，復用視頻監控攝像機，實現目標人物的實時定位，降低接觸式交叉傳染的風險，同時可以降低設備運維成本。
二、 天地偉業的視頻結構化產品及技術介紹
AI技術全面在安防行業實現場景落地，是天地偉業的戰略方向。天地偉業緊跟時代發展方向，不斷創新，開發出多款業內高精尖的結構化產品。這里重點講解兩款結構化產品，一款是多維感知結構化攝像機，另外一款是視頻軌跡定位系統。
2.1 天地偉業多維感知結構化攝像機不僅可以采集監控圖像信息、人車結構化信息，還能夠采集手機熱點信息。
在結構化信息提取方面，該產品支持人臉、人體、和車輛等結構化信息提取。人臉方面：支持人臉檢測、人臉跟蹤、質量評估和人臉抓拍，支持基于人臉的年齡、性別、人數、民族的檢測，支持判斷人臉是否戴口罩、帽子、眼鏡等；人體方面：支持對基于行人的性別、是否背包、運動方向的檢測和抓拍以及對基于騎行的人員性別、運動方向的檢測，以及駕駛摩托車車牌檢測、識別等；車輛方面：支持車輛檢測、車輛抓拍，支持車牌類型、車牌號碼、車牌顏色、車身顏色、車輛類型、運動方向檢測等；
在手機熱點信息提取方面，該產品是在不影響用戶正常通信的情況下，可以對用戶手機IMSI信息進行采集。因手機IMSI是和手機卡唯一綁定，所以采集到的IMSI信息可作為人員身份進行數據分析處理。
該產品可部署在火車站、機場、交通卡口等重點公共場所，用于采集重點目標的特征信息和熱點信息，便于建立人與車、人與熱點、車與熱點之間的隱性關系，通過對軌跡數據的分析挖掘，為身份核查、綜合研判、布控預警提供精準高效的信息化手段。
2.2 天地偉業視頻軌跡定位系統，目前主要應用于公安執法辦案區。在辦案場所內，無死角覆蓋結構化攝像機，配合后端智能分析算法，可以根據目標屬性，分析出目標人物，從而可以實現對辦案區內所有目標的實時軌跡定位。
當前階段，疫情傳播風險高，國家及各地政府均出臺相關措施最大程度抑制疫情的傳播。該系統采用純視頻方式實現人員定位、軌跡跟蹤、視頻聯動。相比傳統手環定位方式，無需佩戴和維護，避免接觸帶來的交叉感染的風險。
三、 公安執法辦案區，視頻軌跡定位應用探析
近年來，全國公安機關強力推進執法規范化建設，以法治思維定制度，以規范制度約束民警，全面打造法治公安新形象。為切實規范執法辦案場所辦案區的設置、使用和管理，提升安全規范執法水平，2013年，公安部發布了《公安機關執法辦案場所辦案區使用管理規定》，對公安機關執法辦案場所的使用做了詳細的指導與要求；2014年，公安部為切實規范公安機關執法辦案場所辦案區的使用管理，提升安全規范執法水平，在全國公安機關部署開展了規范使用辦案區“四個一律”專項檢查整改活動。
由國家出臺的一系列法律法規可見，當前我國已將執法規范化作為“依法治國”基本方略中的一項重點工作，緊鑼密鼓地大力推進。可以說，執法規范化建設已上升為公安機關未來發展的重大戰略布局，同時執法規范化也契合了當前全面依法治國、法治中國建設的要求，回應了人民群眾的關切，因此中央、國家層面頻頻出臺相關政策，在完善執法制度機制方面，細化執法標準和指引，為公安民警提供健全、完備、可操作的執法指引。
天地偉業先后打造了銀川、南京、北京多個公安部法制現場會推廣試點，保障了三次全國公安機關現場會順利召開，為全國公安機關執法規范化建設提供了可復制、可推廣的寶貴經驗，并從中探索出一條完善的執法辦案新模式，實現對“警、案、人、物、卷、場”的智能化、閉環式管理。
這里講的智能化、閉環式的管理，傳統方式是通過佩戴智能定位手環實現串聯。在辦案場所內進行定位采集基站覆蓋，通過獲取手環的信號，得知嫌疑人當前所在位置，從而實現實時定位。這種方式有幾個缺點：
1、接觸式，需要辦案民警給嫌疑人佩戴；
2、日常維護，手環內置電池，需要定期給手環充電；
3、無線傳輸，部分細分行業，要求辦案場所內不能使用無線傳輸手段。基于這些缺點，天地偉業率先研發純視頻軌跡定位系統。
1、接觸式，需要辦案民警給嫌疑人佩戴；
2、日常維護，手環內置電池，需要定期給手環充電；
3、無線傳輸，部分細分行業，要求辦案場所內不能使用無線傳輸手段。基于這些缺點，天地偉業率先研發純視頻軌跡定位系統。
辦案區中采用視頻軌跡定位系統，通過純視頻方式實現入區登記開始到最終出區的全流程人員定位、軌跡跟蹤、視頻聯動。整套系統運用規范化的硬件設施、流程化的運行方式、標準化的管理模式、精細化的監督措施，有效解決執法不規范、管理不精細、服務跟不上、數據未共享等問題，構建起一個全程公開、全程透明、全程可控的執法環境。
系統根據辦案區情況，預先規劃好相應定位區域并關聯高清人體結構化攝像機，當嫌疑人入區登記采集人像和綁定識別號服后，從入區登記開始到最終出區，全環節實現視頻軌跡定位。在辦案過程中，民警可以通過平臺系統，直接調取、回放歷史錄像。
首先在入區環節，嫌疑人通過采集人像進行入區登記；入區后在人身安全檢查處進行識別號服綁定。從而將人臉、號服作為該嫌疑人的結構化標識，兩者互補結合。前端采集結構化信息，后端分析后判定對應嫌疑人。
從入區登記，人身安全檢查，財物暫存，信息采集，候問、訊（詢）問管理，物品返還，最后出區登記，就是當前執法辦案區執法辦案全流程。整個流程規范需要挨個執行，不能調整順序或遺漏。全程通過純視頻結構化分析，實時定位目標人員位置，最終通過公安執法辦案區智能管理系統形成完整的辦案流程，實現從信息、安全、物證資料到案件資料的全流程化管理。如果視頻分析出嫌疑人所在的位置，上一個流程沒有辦理，系統會及時進行報警提醒，形成規范化的流程管控。
當前的視頻軌跡定位，尚需要配合如號服、二維碼、數字等去做輔助判別，分析后面的發展趨勢會逐步走向去輔助元素，單純靠人體的結構化元素去做判別，如人臉、人形、肢體動作等。
總結：
視頻結構化分析技術源自計算機視覺技術，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關系，從而使計算機能夠通過數字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內容。
視頻結構化是實現“視頻創造價值”(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、目標形態變化，并通過設置一定的條件和規則，判定異常行為，它糅合了圖像處理技術、計算機視覺技術、計算機圖形學、人工智能、圖像分析等多項技術。
如果將結構化攝像機看作人的眼睛，后端智能視頻系統則可看作人的大腦，相對于硬件而言，軟件的地位也很重要。作為一項被譽為引領監控革命的技術，它改變了兩種狀況：一是將監控人員從煩瑣而枯燥的 “盯屏幕”中解脫出來，由計算機來完成這部分工作；二是在海量的視頻數據中快速搜索到想要找的圖像。并且可以在降低工作人員勞動強度的同時，實現移動偵測、物體追蹤、面部識別、人流統計等功能。在很大程度上具備先知先覺的預警功能，提高報警的精確度。整個視頻結構化的管理系統，為我們打造一個智慧新“視界”。
