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        視頻大數(shù)據(jù)在公安行業(yè)的應(yīng)用

        2017-02-05 06:32:11肖善光
        中國(guó)公共安全 2017年12期
        關(guān)鍵詞:分析

        □ 文/肖善光

        單臺(tái)1080P 的監(jiān)控設(shè)備存儲(chǔ)一天所需的容量可達(dá)40~60GB,存儲(chǔ)一個(gè)月為1.2T~1.8T;一個(gè)包含1 萬路高清前端的平安城市監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),存儲(chǔ)一個(gè)月視頻需要12~18PB……與其他行業(yè)相比,公安大數(shù)據(jù)的體量龐大,且以非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化的視頻、圖片為主,需依靠圖像智能分析技術(shù),才能實(shí)現(xiàn)深度大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

        公安大數(shù)據(jù)的來源與挖掘

        隨著平安城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)張,視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、卡口網(wǎng)絡(luò)以及公安各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)不斷得到完善,這些網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的監(jiān)控視頻、卡口圖片、車輛通行記錄等,以及人口信息、車駕管信息等在內(nèi)的資源類情報(bào)信息,均屬于公安大數(shù)據(jù)的范疇。以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型來劃分,公安大數(shù)據(jù)可劃分非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(視頻、圖片為主),結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)三類。

        視頻類非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

        在公安行業(yè),視頻大數(shù)據(jù)主要來源于視頻監(jiān)控/會(huì)議、卡口系統(tǒng)??七_(dá)平安城市解決方案以“圈、塊、格、點(diǎn)”的科學(xué)布點(diǎn)設(shè)計(jì),采用感知型、星光級(jí)、4K、高空瞭望、槍球聯(lián)動(dòng)等多類型攝像機(jī),輔助移動(dòng)警務(wù)、執(zhí)法記錄儀、車載、單兵等無線監(jiān)控設(shè)備,因地制宜地進(jìn)行建設(shè),最終實(shí)現(xiàn)道路斷面封閉、全程封鎖,實(shí)現(xiàn)對(duì)城市中每一個(gè)人物/ 車輛/ 物體的持續(xù)不斷的可視化追蹤。

        除了視頻監(jiān)控、卡口類安防視頻數(shù)據(jù),為滿足公安內(nèi)部上下行政溝通、指揮調(diào)度的需求,同樣會(huì)建設(shè)各種視頻會(huì)議系統(tǒng),這些會(huì)議系統(tǒng)產(chǎn)生的視頻錄像等也屬于公安視頻大數(shù)據(jù)的一類。在各類視頻系統(tǒng)建設(shè)完成之后,首先需要做的就是圖像聯(lián)網(wǎng),將所有視頻大數(shù)據(jù)匯聚起來,這是后續(xù)各類應(yīng)用的基礎(chǔ)。

        科達(dá)公共安全視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)解決方案遵循國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于加強(qiáng)公共安全視頻建設(shè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工作的若干意見》,可做到:

        與所有遵循公安部GB/T 28181-2011 和GA/T669-2008 規(guī)范的系統(tǒng)、設(shè)備之間互聯(lián)互通;

        對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)或前端設(shè)備,采用國(guó)標(biāo)中要求的SIP 網(wǎng)關(guān)進(jìn)行整合對(duì)接,具體圖像類型包括模擬監(jiān)控DVR/NVR/IPC 監(jiān)控、第三方網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等;

        借助科達(dá)視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān),打破視頻監(jiān)控與視頻會(huì)議的壁壘,實(shí)現(xiàn)兩大系統(tǒng)的融合;

        對(duì)智能卡口、電警系統(tǒng),提供多種對(duì)接方式,包括通信協(xié)議對(duì)接、數(shù)據(jù)抽取方式、數(shù)據(jù)庫(kù)方式,適應(yīng)不同應(yīng)用環(huán)境、不同系統(tǒng),根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)選擇;

        從2009 年方案應(yīng)用至今,科達(dá)已積累了眾多聯(lián)網(wǎng)經(jīng)驗(yàn),其中在遼寧省聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中,共整合接入監(jiān)控點(diǎn)位20 多萬個(gè);為河北省安平縣建設(shè)的平安城市項(xiàng)目,為全國(guó)首個(gè)符合九部委聯(lián)網(wǎng)要求。

        圖片類非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

        卡口、電警系統(tǒng),在記錄高清視頻的同時(shí),會(huì)對(duì)通過視野的車輛目標(biāo)進(jìn)行抓拍,這類抓拍圖片是圖片大數(shù)據(jù)的來源之一。此外,以下產(chǎn)品與系統(tǒng)在工作時(shí),同樣會(huì)產(chǎn)生圖片數(shù)據(jù)。

        感知型攝像機(jī)系列:包括車輛卡口、人員卡口、特征分析三個(gè)系列,車輛卡口識(shí)別、抓拍監(jiān)控視野中的機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車目標(biāo);人員卡口識(shí)別抓拍監(jiān)控視野中正/ 背面圖通行的人員目標(biāo),多次抓拍后提供一張最佳頭肩照與一張全人照;特征分析識(shí)別、抓拍監(jiān)控視野中的人、車目標(biāo);部署于大場(chǎng)景中的槍球聯(lián)動(dòng),槍機(jī)偵測(cè)監(jiān)控視野中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo),并驅(qū)動(dòng)球機(jī)對(duì)其進(jìn)行跟蹤特寫、抓拍。

        這三類攝像機(jī)分別部署于對(duì)人、車管控要求嚴(yán)格的區(qū)域,實(shí)現(xiàn)真正的“人/ 車過留影”。圖偵與合成作戰(zhàn)平臺(tái)與KING1000 圖偵平板:內(nèi)置視頻摘要模塊,可對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)控錄像進(jìn)行處理,提取出其中全部的人、車目標(biāo),生成目標(biāo)快照與濃縮視頻,節(jié)省視頻審看的時(shí)間。移動(dòng)警務(wù):在佩戴科達(dá)移動(dòng)警務(wù)、執(zhí)法記錄儀前往一線現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研時(shí),人、車盤查等應(yīng)用中,警員可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人、車進(jìn)行拍照,上傳至公安車輛、人員信息庫(kù)進(jìn)行對(duì)比、記錄等應(yīng)用,這也是圖片的大數(shù)據(jù)的一類來源。人/ 車檔案:身份證、駕駛證等證件辦理時(shí)照片的采集,新車上牌時(shí)車輛圖片的保存等等,這些人/ 車照片信息都存儲(chǔ)于公安機(jī)構(gòu)的圖片庫(kù)中。

        結(jié)構(gòu)化信息

        結(jié)構(gòu)化信息是可為計(jì)算機(jī)直接識(shí)別的一類信息,利用結(jié)構(gòu)化信息,計(jì)算機(jī)可直接進(jìn)行檢索、碰撞操作,實(shí)現(xiàn)一系列深度的大數(shù)據(jù)應(yīng)用。結(jié)構(gòu)化信息的來源可分為兩類:

        (一)、無需經(jīng)過處理即可得到的結(jié)構(gòu)化信息圖偵與合成作戰(zhàn)平臺(tái)中人、車、案、機(jī)分別建檔,并錄入戶籍、電話、身份證、車牌、車型、設(shè)備歸屬人、編號(hào)等信息;一機(jī)一檔視質(zhì)輪巡應(yīng)用中,對(duì)公安/ 社會(huì)面監(jiān)控、移動(dòng)設(shè)備建立一對(duì)一檔案,保存建設(shè)時(shí)間、聯(lián)系人、維護(hù)周期、錄像存儲(chǔ)等屬性信息,以及生成的巡檢報(bào)告;公安人員、車輛庫(kù)中,記錄的人員、車輛信息等等。

        (二)、通過各類智能分析,從視頻中獲取的結(jié)構(gòu)化信息借助深度學(xué)習(xí)、建模等圖像分析方法,從視頻中提取、分析出來的結(jié)構(gòu)化信息。這里,主要介紹借助圖像智能分析得來的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),可分為前端智能與后端智能分析兩類。

        感知型攝像機(jī)系列:前面提到,感知型攝像機(jī)能夠偵測(cè)監(jiān)控視野中的人/ 車目標(biāo),并抓取目標(biāo)最佳快照。感知型攝像機(jī)同時(shí)也是智能前移的代表,能夠識(shí)別人/車目標(biāo)的主要特征信息(包括類別、車牌號(hào)碼、行進(jìn)方向、速度等),并輸出如“類型:人”的語義描述。

        獵鷹人員卡口分析:與科達(dá)人員卡口攝像機(jī)搭配使用。對(duì)人員卡口攝像機(jī)提供的人員抓拍照進(jìn)行二次分析,分析出衣物顏色、性別、年齡、是否戴眼鏡、是否戴口罩、長(zhǎng)/ 短發(fā)等更詳細(xì)的人員目標(biāo)特征,并輸出語義描述。

        海燕車輛二次分析:與科達(dá)車輛卡口攝像機(jī)搭配使用。對(duì)車輛卡口提供的車輛圖片進(jìn)行二次分析,分析出車型、車標(biāo)、車身顏色、車牌顏色、是否系安全帶、是否放下遮陽板等詳細(xì)車輛目標(biāo)特征,并輸出語義描述;可識(shí)別230 多種車標(biāo)、3000 多種細(xì)分車型。

        獵鷹結(jié)構(gòu)化分析:對(duì)普通/ 感知型攝像機(jī)提供的視頻進(jìn)行分析,識(shí)別目標(biāo)類型、顏色、行進(jìn)方向、車標(biāo)、車身顏色、車牌、車標(biāo)等目標(biāo)特征,并輸出語義描述。除結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)外,公安大數(shù)據(jù)還有一類半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),如人臉建模數(shù)據(jù)、指紋記錄等,這里不加贅述。

        公安大數(shù)據(jù)的應(yīng)用

        由于公安行業(yè)大數(shù)據(jù)中視頻數(shù)據(jù)占比較大,對(duì)視頻直接的多樣應(yīng)用同樣在公安工作中扮演著重要角色,故將公安的大數(shù)據(jù)應(yīng)用分為視頻直接應(yīng)用與大數(shù)據(jù)深度應(yīng)用兩種。

        豐富多樣的視頻應(yīng)用方式

        扁平化指揮:基于科達(dá)圖像大聯(lián)網(wǎng),融合視頻會(huì)議與視頻監(jiān)控,在地圖上集成視頻監(jiān)控、卡口、電警、無線車載、移動(dòng)單兵、警務(wù)通、350M 數(shù)字集群、視頻會(huì)議等各項(xiàng)資源,一個(gè)系統(tǒng)即可一鍵調(diào)度事發(fā)地點(diǎn)周圍所有資源,并通過視頻會(huì)議快速組建處置小組,將現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況第一時(shí)間反饋至指揮中心,實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。在G20、博鰲論壇、新疆60 周年紀(jì)念等重大活動(dòng)中,科達(dá)扁平化指揮系統(tǒng)在保障工作中已發(fā)揮作用,實(shí)現(xiàn)指揮中心與活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的雙向音視頻互動(dòng)、指揮命令的及時(shí)下達(dá)。

        VIP 游行安保:科達(dá)圖偵與合成作戰(zhàn)平臺(tái)的功能模塊,在科達(dá)特有KGIS+地圖上臨時(shí)規(guī)劃出一條VIP 路線,自動(dòng)計(jì)算出路線周圍的視頻監(jiān)控設(shè)備,并自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控;游行自動(dòng)跟蹤,大型賽事、節(jié)目游行等活動(dòng)中,根據(jù)引導(dǎo)車、引導(dǎo)員配備的北斗或GPS 定位設(shè)備,實(shí)時(shí)調(diào)閱中心位置點(diǎn)周邊區(qū)域監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時(shí)視頻。

        實(shí)戰(zhàn)指揮:科達(dá)圖偵與合成作案平臺(tái)的功能模塊,一機(jī)雙屏展示KGIS+ 地圖與視頻,提供框選、最短路徑選擇、防御圈選擇、線選、多邊形選擇等圖像選擇方式,支持語義搜索、拼音首字母搜索等多種定位方式。

        計(jì)算機(jī)輔助視頻協(xié)同排查:科達(dá)圖偵與合成作戰(zhàn)平臺(tái)的功能模塊,從案事件的自動(dòng)導(dǎo)入、自動(dòng)定位、排查列表的自動(dòng)生成、多警種協(xié)同的涉案視頻排查、涉案視頻取證錄入、線索信息克隆、直到案事件研判報(bào)告生成、案事件類案比對(duì)、案事件綜合研判,在任何一個(gè)環(huán)節(jié)都可使用軟件加快案件偵破的腳步。

        獵鷹圖像處理:提供模糊圖像處理、人臉重建、超分辨率重建、圖像增強(qiáng)、圖像矯正、圖像測(cè)量等100 多種功能,對(duì)各類低質(zhì)量圖像(視頻)進(jìn)行專業(yè)技術(shù)處理,以凸顯圖像關(guān)鍵細(xì)節(jié),幫助公安工作人員獲取線索。

        獵鷹視頻偵查:面向公安刑偵后的視頻分析、管理和應(yīng)用,提供案件管理、智能審看(絆線排查、視頻濃縮、線索標(biāo)記)、匯總編輯等功能,解決視頻偵查工作中單靠人力導(dǎo)致效率低下的問題。

        除了上述應(yīng)用外,科達(dá)還能提供一鍵點(diǎn)調(diào)、視頻偵查工作室、警務(wù)云視訊等多種視頻應(yīng)用方案,通過專業(yè)設(shè)計(jì),將視頻與公安實(shí)際應(yīng)用需求掛鉤。

        深度大數(shù)據(jù)應(yīng)用方式

        對(duì)于公安大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方式,可分為以下三個(gè)層次:

        統(tǒng)計(jì)查詢:這是對(duì)大數(shù)據(jù)最基本的應(yīng)用方式,主要面向歷史與現(xiàn)狀,回答已經(jīng)發(fā)生了什么事情,如流動(dòng)人口分區(qū)域統(tǒng)計(jì)、實(shí)有車輛歸屬地統(tǒng)計(jì)、各類案件的數(shù)量分布和趨勢(shì)。

        數(shù)據(jù)挖掘:是目前大數(shù)據(jù)的核心應(yīng)用方式,其重點(diǎn)不在于發(fā)現(xiàn)結(jié)果,而是發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。這種關(guān)系可能可以直觀解釋,也可能不能馬上發(fā)現(xiàn)其中的深層次原因,但對(duì)工作具有一定指導(dǎo)意義,比如季節(jié)氣候與某些類型案件的關(guān)聯(lián)關(guān)系、車輛活動(dòng)范圍、活動(dòng)習(xí)慣與黑車的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

        預(yù)測(cè)預(yù)判:是大數(shù)據(jù)應(yīng)用未來的發(fā)展方向,在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、挖掘的基礎(chǔ)上,建立起合適的數(shù)據(jù)模型,從數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系入手,推導(dǎo)出因果關(guān)系,能夠?qū)σ欢〞r(shí)期內(nèi)的趨勢(shì)走向作出預(yù)測(cè),對(duì)危險(xiǎn)信號(hào)作出預(yù)警,指導(dǎo)預(yù)防工作的走向。

        這三個(gè)層次表現(xiàn)在具體應(yīng)用中,表現(xiàn)為以下功能:

        視頻檢索:基于抓拍圖片、特征分析的基礎(chǔ)上,均可提供以圖搜圖、語義搜圖,基于人/ 車照片,類別、顏色、車牌等特征信息,檢索出嫌疑目標(biāo)與目標(biāo)經(jīng)過視頻,縮短排查時(shí)間;

        人/ 車布防:基于嫌疑目標(biāo)的照片進(jìn)行黑名單布防,監(jiān)控前端發(fā)現(xiàn)目標(biāo)即可自動(dòng)報(bào)警,快速找到嫌疑目標(biāo) ;區(qū)域徘徊分析:重點(diǎn)布防博物館、展會(huì)、銀行、政府等區(qū)域,發(fā)現(xiàn)敏感區(qū)域附近多次徘徊、出現(xiàn)的人/ 車異常行為,防范于未然;

        人/ 車多點(diǎn)碰撞分析:對(duì)相似案件現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)過人員、車輛等信息進(jìn)行多點(diǎn)碰撞,找出不同案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)出現(xiàn)的嫌疑目標(biāo);

        晝伏夜出分析:對(duì)轄區(qū)內(nèi)人員、車輛晝夜出入的頻次進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其中的異常,及時(shí)了解情況;

        人/ 車頻次分析:在案件發(fā)生后,對(duì)該區(qū)域進(jìn)行頻次分析,分析出案發(fā)前后出現(xiàn)頻次最高的人/ 車目標(biāo);在案件發(fā)生前,對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行頻次分析,也能提早發(fā)現(xiàn)異常目標(biāo);

        假套牌分析:系統(tǒng)可將過往車輛的信息與車駕管庫(kù)系統(tǒng)中的車輛信息進(jìn)行比對(duì)分析,根據(jù)車輛的各種信息(車標(biāo)、細(xì)分車型、車牌等)判斷該車輛是否為假牌、套牌;

        路徑關(guān)聯(lián)性分析:根據(jù)已知車輛大致行駛軌跡,縮小排查范圍,從而鎖定嫌疑車輛;

        活動(dòng)軌跡分析:對(duì)指定車輛號(hào)牌、人員某一時(shí)間段的活動(dòng)軌跡進(jìn)行分析;

        城市規(guī)劃:利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)某條路、某個(gè)商圈平均人流量、車流量,為道路交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)、商場(chǎng)停車場(chǎng)設(shè)計(jì)、車道拓寬等城市規(guī)劃提供參考。

        以上深度大數(shù)據(jù)應(yīng)用,在科達(dá)海燕車輛二次分析系統(tǒng)、獵鷹人員卡口分析系統(tǒng)、獵鷹結(jié)構(gòu)化分析系統(tǒng)中已有部分體現(xiàn):科達(dá)海燕車輛二次分析系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)語義搜車、車標(biāo)與細(xì)分車型搜車、顏色搜車、車牌搜車等同時(shí),可提供假套牌分析、區(qū)域徘徊分析、晝伏夜出分析等10多種大數(shù)據(jù)分析模型;科達(dá)獵鷹人員分析、結(jié)構(gòu)化分析系統(tǒng),已實(shí)現(xiàn)人員目標(biāo)以圖搜圖、語義搜圖、人員布控等應(yīng)用。

        公安大數(shù)據(jù)應(yīng)用的出現(xiàn),在實(shí)現(xiàn)案件發(fā)生后嫌疑目標(biāo)快速定位、檢索,提升視頻偵查破案效率的同時(shí),其最重要的意義,是以圖像分析技術(shù)為核心,以區(qū)域徘徊分析、晝伏夜出分析、假套牌分析等深度大數(shù)據(jù)應(yīng)用方式,讓公安提早發(fā)現(xiàn)異常目標(biāo)、事件,防范于未然,這也是平安城市向智慧城市轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

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