□文/王煒 李雁

隨著AI技術在安防行業(yè)的落地，基于視頻圖像分析的人工智能技術的發(fā)展逐漸變得成熟，包括人臉識別，車輛識別，人體識別等技術逐漸被應用在安防行業(yè)中的各個領域，同樣，視頻結構化技術也不例外，近兩年也猶如雨后春筍般在安防行業(yè)應運而生，尤其是在公安領域中發(fā)揮了重要的作用。

安防監(jiān)控行業(yè)的現(xiàn)狀分析

視頻監(jiān)控是安防行業(yè)的核心，已成為治安防控、偵查破案的重要手段。在公安機關部署視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前期，雖然在一定程度上實現(xiàn)了警務信息化，提高了工作效率，但隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大、公安信息化應用的持續(xù)深入和公安機關業(yè)務需求的日益增長，現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足，普遍存在“注重數(shù)量，輕視應用”的現(xiàn)象，面對數(shù)量巨大的視頻監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)，人工操作無法及時獲取有價值的信息，沒有針對性的智能技術做支撐，案發(fā)后人工調閱方式耗時耗力，大量視頻還未經(jīng)梳理便因存儲時間限制而被循環(huán)覆蓋，巨大的圖像資源缺乏深度應用模式，未能得到充分挖掘利用，嚴重影響了監(jiān)控系統(tǒng)的建設成效，降低了公安機關的核心戰(zhàn)斗力。因此，如何讓計算機自動“理解”視頻，實現(xiàn)對海量視頻圖像資源快速而有效的管理成為公安研究領域一個亟需解決的重要問題。

視頻結構化在公安領域應用的必要性

在警務應用和視頻偵查實戰(zhàn)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要關注人、車等活動目標，在刑偵破案中也往往根據(jù)關鍵區(qū)域視頻中的人、車等關鍵信息來分析疑犯去向和相關線索。海量的視頻數(shù)據(jù)作為物聯(lián)網(wǎng)視覺感知的重要基礎資源，提供了大量的圖像信息，在公共安全領域發(fā)揮著越來越重要的作用。但也存在不足，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

視頻監(jiān)控視頻調閱耗時耗力，以人工方式進行檢索，效率低下。現(xiàn)有的高清視頻圖像僅僅停留在事后查看的層面，遠沒有被利用起來。通過人為的數(shù)據(jù)回溯，不僅占用了大量的人力、物力和時間，同時由于人員能力的差異也會導致針對視頻的認知偏差。如何解決海量視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)與人力分析瓶頸之間的矛盾是技術升級的主要方向。

按照公安機關對視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設的相關規(guī)定，一般要求視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備至少30天連續(xù)視頻圖像存儲能力，并能自動循環(huán)覆蓋存儲。實際工作中，只有在查處重要案事件時才會調閱視頻監(jiān)控資源，查找嫌疑人或可疑物品，并隨案保存相應視頻資料。多數(shù)視頻圖像沒有經(jīng)過信息梳理、采集、保存使用，有價值的視頻圖像信息存在被覆蓋、被流失、被放棄等問題，造成大量有價信息淹沒于數(shù)據(jù)海洋中，成為數(shù)據(jù)垃圾，嚴重降低了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設成效。

現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)更多的起到的只是“威懾”作用，當真正有案件發(fā)生時，受到存儲時間不夠以及人力資源不足的影響，很多案事件不能得到及時有效的處理，存在缺乏深度應用模式、視頻數(shù)據(jù)智慧化程度不高等突出問題。隨著智能化技術普及使用，市場漸漸不再滿足于現(xiàn)有的智能化技術種類，如何通過對視頻內容的分析和處理，快速準確地發(fā)現(xiàn)有效線索，充分發(fā)揮視頻資源的作用是當前迫切需要解決的問題。

視頻結構化在公安領域中的應用

視頻結構化既是海量視頻實現(xiàn)信息化、情報化轉化行之有效的技術，也是當前公共安全領域中對視頻結構化處理的一個指向性方案。在視頻結構化描述的內容方面，公共安全關注的視頻信息主要是：人員、車輛、行為。當前，許多國內監(jiān)控企業(yè)正在全面開展視頻結構化技術研究和產(chǎn)品開發(fā)，可以實現(xiàn)同時提取視頻中人員、車輛、行為的特征信息。對于人員的特征信息包括：性別、年齡段、上身顏色、上身紋理、下身顏色、下身類別、頭部特征、附屬物品、目標方向、目標速度等；對于車輛的特征信息包括：車牌、車身顏色、車型、車輛品牌、子品牌、車貼、車飾物信息等；對于行為的特征信息包括：越界、區(qū)域、徘徊、遺留、聚集等。通過對視頻中人員、車輛、行為的結構化特征信息提取，可解決不同種類目標的特征識別和快速檢索，以實現(xiàn)預警、布控、研判等多種應用，提高辦案效率。

經(jīng)過視頻結構化處理后，可以達到如下目的：

首先是視頻查找速度得到極大的提升。視頻結構化之后，從百萬級的目標庫中（對應數(shù)百到一千小時的高清視頻）查找某張截圖上的行人嫌疑目標，數(shù)秒即可完成，在結構化基礎上進行檢索查詢，可以解決快速目標查找問題。

其次，結構化視頻數(shù)據(jù)的存儲占比可以極大的降低。經(jīng)過結構化后的視頻，存儲人的結構化檢索信息和目標數(shù)據(jù)不到視頻數(shù)據(jù)量的2%；對于車輛，不到1%；而對于行為的則降得更多。存儲容量極大地降低，可以解決視頻長期占用存儲空間的問題

最后，視頻結構化可以盤活視頻數(shù)據(jù)，可作為數(shù)據(jù)挖掘基礎，視頻經(jīng)過結構化處理后，存入相應的結構化數(shù)據(jù)庫和結構化視頻圖像資源服務器，對各類的結構化數(shù)據(jù)庫可以進行深度的數(shù)據(jù)挖掘，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)作用，提升視頻數(shù)據(jù)的應用價值，提高視頻數(shù)據(jù)的分析和預測功能。

視頻結構化需要突破的瓶頸

海量的視頻圖像數(shù)據(jù)是公共安全部門信息化建設中積累的重要數(shù)據(jù)，通過對視頻內容的分析和處理，快速準確的發(fā)現(xiàn)有效線索，能夠充分發(fā)揮視頻資源的作用。然而，在公安信息化建設深入開展的背景下，現(xiàn)有視頻資源缺乏深度應用的模式，其應用的瓶頸是視頻信息如何高效提取，如何同其他信息系統(tǒng)進行標準數(shù)據(jù)交換、互聯(lián)互通及語義互操作。解決這一問題的核心技術即是視頻結構化技術。但是作為一項視頻處理的核心技術，目前仍有部分瓶頸需要突破。

首先是視頻結構化核心算法技術的突破。視頻結構化技術與視頻智能分析技術息息相關，但是當下視頻智能分析技術受到各種應用環(huán)境的制約，以人臉識別為例，當下的人臉識別多半是配合式、重復式應用場景，在這種應用場景下，人臉的識別率基本能達到實用要求，而在無配合、多人臉、動態(tài)視頻的場景下就很難達到實用目標。為了解決這類問題，人臉識別的算法也從最初的模式識別進化到深度的神經(jīng)元網(wǎng)絡學習模式，使得人臉檢測和識別的準確度大大地提高，但是由此帶來的負面效應也相當明顯，首當其沖的就是運算復雜度的提升，需要耗費大量的計算資源，針對這一瓶頸很多監(jiān)控企業(yè)推出了各種解決方案，如計算前端推移，后端借助GPU實現(xiàn)集群化計算等，所有的這些方向都為后續(xù)的視頻結構化的實際應用做前瞻，實現(xiàn)高效精準的視頻結構化技術成為今后一段時間各個算法研究機構的努力方向。

其次是視頻結構化數(shù)據(jù)存儲，檢索和應用技術，隨著數(shù)據(jù)容量的快速增長，如何實現(xiàn)視頻結構化數(shù)據(jù)的大容量、高效存儲、高效檢索以及快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)應用，為最終用戶提供高效靈活的服務，都將成為今后各大視頻監(jiān)控企業(yè)面臨的問題。

再次是頂層設計，構建標準體系。通過對視頻結構化技術自身特點和應用模式的研究，建立有關視頻結構化的標準體系模型，制定覆蓋技術實現(xiàn)和應用系統(tǒng)的標準化體系，有步驟地制定相關標準，以規(guī)范技術研究和設備開發(fā)，指導系統(tǒng)建設、運行以及評估的各個方面，從源頭上為視頻信息情報化應用的全面展開打好基礎。

最后是視頻結構化數(shù)據(jù)應用大平臺建設，隨著視頻結構化技術的日趨成熟，如何采集和管理這些巨量的視頻結構化數(shù)據(jù)，如何面向公共安全部門提供快速、高效、專業(yè)、個性化的服務也是擺在服務商與業(yè)主面前的難題。例如許多監(jiān)控企業(yè)采用“云”和“大數(shù)據(jù)”框架模型做視頻結構化技術的平臺架構來滿足大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)存儲、生命周期管理以及數(shù)據(jù)的快速響應。

視頻結構化技術的發(fā)展趨勢

隨著近年視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設，社會上已經(jīng)存在巨量的視頻數(shù)據(jù)并且仍然在成指數(shù)倍增長。從海量視頻到結構化技術提取關鍵信息數(shù)據(jù)，再到大數(shù)據(jù)平臺及其行業(yè)應用，這個是監(jiān)控企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展主線，也代表了新時期下關乎于安防創(chuàng)新的新思路。視頻結構化技術緊緊貼合視頻內容的分析、提取，將非結構化視頻數(shù)據(jù)處理成可供快速檢索定位的信息化數(shù)據(jù)。隨著視頻結構化技術的發(fā)展和成熟，必然為視頻數(shù)據(jù)的信息化、情報化、智能化提供強有力的支撐，變視頻的“被動防御”為“主動識別”。全面實現(xiàn)監(jiān)控視頻信息的情報化、視頻監(jiān)控網(wǎng)絡的智慧化，強化警務視頻應用的普適性；全方位拓展視頻在警務工作中的應用模式，大幅度提高技術的易用性，實現(xiàn)以業(yè)務民警為中心的隨時隨地的靈活、簡單、多樣的視頻按需服務應用。未來，視頻結構化技術還需要構建自身的標準化發(fā)展體系，不斷突破與創(chuàng)新，將智能安防推向更高的發(fā)展層次。