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前言：視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一種有效的技術(shù)手段，在威懾和打擊犯罪拖吼，保障人們?nèi)松砗拓敭a(chǎn)安全拗踢，維護(hù)社會秩序方面有著不可替代的作用尔觉，然而环戈，隨著城市智慧安防的深入應(yīng)用设易，針對視頻內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化提取給現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶來了又一輪技術(shù)挑戰(zhàn)逗柴。
隨著“平安城市”、“3111工程”亡嫌、“城市立體化治安防控”嚎于、“智慧城市”等科技強警項目建設(shè)的開展不斷深入掘而，我國一線、二線于购、三線城市已經(jīng)基本完成城市監(jiān)控與報警系統(tǒng)由標(biāo)清改高清的建設(shè)袍睡，并且基于統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)正在開展視頻監(jiān)控資源的聯(lián)網(wǎng)整合任務(wù)。一線肋僧、二線城市已經(jīng)在聯(lián)網(wǎng)整合后視頻資源基礎(chǔ)上深入開展智能視頻分析系統(tǒng)斑胜、且取得了初步成果。然而嫌吠，視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為面向城市公共安全綜合管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中智慧安防和智慧交通的重要組成部分止潘，面臨著深度應(yīng)用的巨大挑戰(zhàn)。其應(yīng)用的瓶頸是視頻信息如何高效提取辫诅，如何同其他信息系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換凭戴、互聯(lián)互通及語義互操作。當(dāng)下主要的問題在于：缺少視頻信息情報的標(biāo)準(zhǔn)化生成方法炕矮，進(jìn)而缺少利用視頻信息情報指導(dǎo)偵查么夫、破案的新型警務(wù)工作模式；視頻信息化情報化警務(wù)應(yīng)用各環(huán)節(jié)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范肤视。解決這一問題的核心技術(shù)即是視頻結(jié)構(gòu)化描述技術(shù)档痪。
視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)
簡單來講，視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)是一種將視頻內(nèi)容(人邢滑、車腐螟、物、活動目標(biāo))特征屬性自動提取技術(shù)困后，對視頻內(nèi)容按照語義關(guān)系乐纸，采用目標(biāo)分割、時序分析操灿、對象識別锯仪、深度學(xué)習(xí)等處理手段趾盐，分析和識別目標(biāo)信息小腊，組織成可供計算機和人理解的文本信息的技術(shù)。
從數(shù)據(jù)處理的流程看本缠，視頻結(jié)構(gòu)化描述技術(shù)能夠?qū)⒈O(jiān)控視頻轉(zhuǎn)化為人和機器可理解的信息(如下圖)入问，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為公安實戰(zhàn)所用的情報稀颁，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)向信息楣黍、情報的轉(zhuǎn)化租漂。
pt1:理論基礎(chǔ)、算法模塊哩治、系統(tǒng)的層次體系
從視頻业筏、錄像、圖片中定位人臉?biāo)趨^(qū)域蒜胖，并將人臉圖像區(qū)域從中提取，通過算法妖啥，轉(zhuǎn)換為一組特征值向量对碌。
人臉特征識別
人臉識別在應(yīng)用上，具有先天性的隱蔽怀读、方便骑脱、直觀等優(yōu)勢。借助人臉識別技術(shù)啤誊，公安業(yè)務(wù)部門可在機場拥娄、商場、小區(qū)牡昆、火車站摊欠、高鐵站柱宦、地鐵站播瞳、汽車站、人行道等進(jìn)行布控痒给，提取包括人的生理特征(如性別骏全、年齡、膚色试吁、發(fā)色楼咳、胡須)、表情特征(微笑余耽、正常苹熏、憤怒)、臉部穿戴飾物特征(眼鏡袱耽、墨鏡干发、帽子、口罩)冀续，從而實現(xiàn)人臉的實時布控搀暑，高危人員比對跨琳、以圖搜圖脉让、語義搜索等方面的業(yè)務(wù)應(yīng)用功炮。如人臉實時布控系統(tǒng)對視頻進(jìn)行實時人臉采集术唬，人臉特征提取和人臉識別粗仓，并與各種人臉庫提供的圖片(警綜、出入境借浊、人口庫蚂斤、在逃庫、犯罪人員庫等)進(jìn)行實時比對捌治，若發(fā)現(xiàn)重點關(guān)注人員纽窟，將推送到實戰(zhàn)平臺或手機終端，實現(xiàn)實戰(zhàn)預(yù)案聯(lián)動构韵。結(jié)合實戰(zhàn)平臺研判模型趋艘、技戰(zhàn)法庫瓷胧，實現(xiàn)人員的頻次分析、頻繁出入杂数、晝伏夜出瘸洛、深入出入、團(tuán)伙分析等多軌碰撞分析那伐，為公安預(yù)警、偵查畅形、追逃等應(yīng)用發(fā)揮作用日熬。
1肾胯、 人體結(jié)構(gòu)化
在視頻中除了包括人員的面部精確定位、面部特征提取怕敬、面部特征比對帘皿，人員的性別鹰溜、年齡等特征范圍外，還可對人的衣著斋日、運動方向墓陈、是否背包贡必、擰包仔拟、打傘、是否騎車等信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化描述科侈；以及包含人體行為如越界炒事、區(qū)域、徘徊挠乳、遺留、聚集等多種行為特征描述肋联。
人體特征
在人體結(jié)構(gòu)化基礎(chǔ)上進(jìn)行檢索查詢刁俭，可以解決快速目標(biāo)查找問題牍戚，如將嫌疑人的截圖輸入至偵查系統(tǒng)中如孝，利用人形檢索的功能娩贷，系統(tǒng)會根據(jù)目標(biāo)嫌疑人的衣著彬祖、顏色分布、體態(tài)特征快速地在案發(fā)點附近的多路攝像頭中進(jìn)行全局搜索甜熔，查找出相似的目標(biāo)腔稀，并將結(jié)果以快照的形式輸出羽历，結(jié)合GIS地圖進(jìn)行時空研判分析秕磷，刻畫出嫌疑人的行動軌跡。
2跳夭、 車輛結(jié)構(gòu)化
隨著智能交通高清電警、卡口币叹、虛擬卡口、停車場的廣泛建設(shè)和應(yīng)用踩衩、借助智能識別算法將電警驱富、卡口褐鸥、停車場出入口等場所的車輛相關(guān)結(jié)構(gòu)化信息存入車輛主題庫叫榕，包括車牌、車牌顏色寓落、車輛品牌伶选、車輛類型仰税、車身顏色会宪、車標(biāo)及遮陽板掸鹅、是否系安全帶巍沙、打電話榔幸、車輛年檢標(biāo)削咆、擺件掛件拨齐、司乘人員的人臉瞻惋。
車輛特征識別
基于這些車輛關(guān)鍵特征信息歼狼，形成上億條過車記錄數(shù)據(jù)羽峰，從而推動了后臺大數(shù)據(jù)分析服務(wù)的發(fā)展應(yīng)用和行業(yè)數(shù)據(jù)挖掘限寞，形成隱匿車輛挖掘履植、套牌車輛篩選玫霎、初次入城庶近、一車多牌鼻种、一牌多車叉钥、頻繁過車投队、相似車輛串并敷鸦、同行車**、高危車輛積分模型碟案、車輛行駛軌跡分析蟆淀、時空碰撞等實戰(zhàn)技戰(zhàn)法的應(yīng)用熔任。在此基礎(chǔ)上對車輛特征數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)搜索疑苔，即可迅速找到所有符合條件的車輛信息惦费，包括行駛時間與方向恍箭、行駛速度扯夭、車標(biāo)交洗、車牌、年款等置森，還可結(jié)合以圖搜圖的檢索方法暇藏，在實戰(zhàn)平臺上調(diào)取相關(guān)視頻和圖像文件，快速查詢到有關(guān)嫌疑車輛信息瓮顽，還原車輛行駛的軌跡歷史信息暖混，實現(xiàn)嫌疑車輛在整個城市的全程運行軌跡查詢或結(jié)合視頻監(jiān)控信息晾咪，實現(xiàn)車輛全程化的可視化軌跡回放谍倦，以及對涉事車輛的精準(zhǔn)布控和查詢，也可以聯(lián)合公安車輛管理信息庫，實現(xiàn)車人關(guān)聯(lián)。
視頻結(jié)構(gòu)化面臨的問題
作為一項視頻處理的核心技術(shù)，算法對環(huán)境比較敏感，受環(huán)境干擾大辟拷，光線诀紊、雜物邻奠、惡劣天氣、晃動都會影響實際效果贰镣。實現(xiàn)高效精準(zhǔn)的視頻結(jié)構(gòu)化描述技術(shù)成為今后一段時間各個算法研究機構(gòu)努力的方向。隨著計算機視覺前沿技術(shù)的日益成熟，深度學(xué)習(xí)劫狠、高性能計算遥赚、海量訓(xùn)練數(shù)據(jù)凫佛、多維信息結(jié)合、大數(shù)據(jù)挖掘分析、目標(biāo)跟蹤瞄勾、現(xiàn)有算法的優(yōu)化都將有力快速推動視頻結(jié)構(gòu)化分析技術(shù)、算法效果的逐步提升。能夠根據(jù)不同的復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行自動學(xué)習(xí)和過濾糙麦，能夠?qū)⒁曨l中的一些干擾目標(biāo)進(jìn)行自動過濾宝与，能夠?qū)⒁曨l中的一些干擾目標(biāo)進(jìn)行自動過濾节值，從而達(dá)到提高準(zhǔn)確率。
視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)發(fā)展前景
在大數(shù)據(jù)時代桩皿，利用視頻結(jié)構(gòu)化描述技術(shù)實現(xiàn)視頻圖像結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提取泄隔，將是公安機關(guān)實現(xiàn)安防大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)建設(shè)佛嬉。視頻結(jié)構(gòu)化描述技術(shù)緊緊抓住視頻內(nèi)容信息處理和網(wǎng)絡(luò)化共享應(yīng)用的主線，力爭經(jīng)過若干年的技術(shù)攻關(guān)和系統(tǒng)建設(shè)，全面實現(xiàn)監(jiān)控視頻信息的情報化、視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的智慧化，強化警務(wù)視頻應(yīng)用的普適性毫目。即實現(xiàn)以機器自動處理為主的視頻信息處理和分析沟绪，并且通過技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為公安工作可用的情報；實現(xiàn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間、終端之間钝凶、警種之間的信息共享和主動互操作，實現(xiàn)主動監(jiān)控饺蔑、自動聯(lián)網(wǎng)分析等網(wǎng)絡(luò)功能;全方位拓展視頻在警務(wù)工作中的應(yīng)用模式，大幅度提高技術(shù)的易用性，實現(xiàn)以業(yè)務(wù)民警為中心的隨時隨地的靈活、簡單封救、多樣的視頻按需服務(wù)應(yīng)用。
從應(yīng)用前景看捣作，視頻監(jiān)控技術(shù)所擁有的市場潛力為視頻結(jié)構(gòu)化描述提供了廣闊的應(yīng)用前景誉结。全面開展視頻結(jié)構(gòu)化描述技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)，建立完全自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系券躁，不但對我國安防行業(yè)的健康發(fā)展極為重要惩坑，也可以大力帶動相關(guān)芯片制造、軟硬件產(chǎn)品開發(fā)等一大批民族產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也拜。
實際上以舒，中國有AVS標(biāo)準(zhǔn)，視頻的所有產(chǎn)品都可以納入該體系下慢哈，在該體系下進(jìn)行視頻的去偽存真蔓钟，進(jìn)行視頻的二次分析合并，挖掘卵贱，進(jìn)行實時和事后的智能分析滥沫，結(jié)合行業(yè)管理，將視頻應(yīng)用深入到行業(yè)的各種應(yīng)用键俱。
不論是垂直行業(yè)兰绣，還是平安城市，未來視頻都是最直觀的資源编振，它將類似于企業(yè)的數(shù)據(jù)缀辩，因而針對視頻的深度應(yīng)用將是未來安防發(fā)展的必然。
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