吳詩宇

（中通服中?？萍加邢挢?zé)任公司，廣東 廣州 510630）

0 引言

人工智能技術(shù)能夠通過自主控制對大量數(shù)據(jù)進行計算和分析，同時能夠進行自主學(xué)習(xí)，隨著算法水平的提升，其在實際應(yīng)用中的效果得到了明顯提高。視頻監(jiān)控技術(shù)在應(yīng)用過程中主要通過人工監(jiān)控管理的方式進行分析，但由于人監(jiān)控時，人腦容易受到干擾，并且無法長時間觀察，因此視頻監(jiān)控效率較低。將人工智能技術(shù)融入視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，代替人工觀察，能夠有效地提高監(jiān)控管理效率，減少人工成本，提高監(jiān)控準(zhǔn)確率，進一步優(yōu)化監(jiān)控效果。

1 視頻監(jiān)控技術(shù)概述

1.1 發(fā)展過程

視頻監(jiān)控技術(shù)是指利用相關(guān)設(shè)備對現(xiàn)場進行圖像記錄，并對圖像進行觀察和分析，該技術(shù)在安防領(lǐng)域中的應(yīng)用相對廣泛，通過對圖像的監(jiān)控和分析，能夠發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)部的犯罪案件實際情況，幫助維護社會安全。視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用歷史較長，發(fā)展中存在不同的階段。首先，在技術(shù)發(fā)展初期主要利用模擬視頻監(jiān)控技術(shù)。該技術(shù)實施過程中主要利用閉路電視作為監(jiān)控設(shè)備，通過錄制視頻的方式實現(xiàn)圖像的記錄和監(jiān)管，整體技術(shù)實施相對復(fù)雜。其次，在數(shù)字化時代下，數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用逐漸普及，在該技術(shù)實施過程中，利用數(shù)字視頻錄像機等設(shè)備實現(xiàn)圖像的記錄和儲存，并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸。相比初級階段，其具有較強的聯(lián)網(wǎng)能力，且錄制信號儲存管理較為便捷。但該系統(tǒng)僅能夠?qū)π盘栠M行收集和儲存，無法進行自我分析和處理。最后，在智能視頻監(jiān)控階段中，通過將JIVS 以及JIVM等智能系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行結(jié)合，通過智能控制視頻監(jiān)控主機，實現(xiàn)對監(jiān)控圖像的自動收集和處理。利用智能分析核心機及智能分析服務(wù)器等對視頻中圖像進行分析和識別，提取需要的關(guān)鍵信息，從而有效提高視頻監(jiān)控效果。

1.2 技術(shù)特點

智能視頻監(jiān)控技術(shù)在實際應(yīng)用過程中具有較為明顯的特點，其將人工智能技術(shù)與視頻監(jiān)控技術(shù)進行結(jié)合，充分體現(xiàn)出二者的優(yōu)勢。首先，該技術(shù)具有先進性。視頻監(jiān)控技術(shù)在不斷發(fā)展中充分融合不同的技術(shù)，并發(fā)揮出最佳的使用效果，因此較為先進。在系統(tǒng)運行過程中，人工智能技術(shù)能夠?qū)Ξ?dāng)前的監(jiān)控環(huán)境進行識別，結(jié)合實際的監(jiān)控管理需求，設(shè)計相應(yīng)的監(jiān)控處理方案，從而提高實際的信息獲取和處理效率，滿足監(jiān)控管理要求。其次，規(guī)范性。由于該系統(tǒng)的功能和組成較為復(fù)雜，在進行組裝、運行、控制和管理時，為避免對系統(tǒng)功能造成影響，需要嚴(yán)格按照規(guī)范操作要求執(zhí)行，從而保障系統(tǒng)正常運行，提高整體的管理效率。最后，實用性。智能視頻監(jiān)控技術(shù)的實用性較強，一方面，其能夠隨著技術(shù)的升級及性能深度學(xué)習(xí)，提升智能系統(tǒng)的實際數(shù)據(jù)處理效率，另一方面，其功能較為強大，能夠適用于不同環(huán)境的監(jiān)控中，有效提高監(jiān)控管理效果。

1.3 應(yīng)用領(lǐng)域

智能視頻監(jiān)控技術(shù)的設(shè)計應(yīng)用范圍較廣，其在政府部門、公安部門內(nèi)、交通領(lǐng)域以及電力行業(yè)中的應(yīng)用較多，占據(jù)80%以上的市場份額。但隨著人們對安全重視程度的不斷增加，目前企業(yè)和家庭中對相關(guān)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用占比也在逐漸增加，這也使視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展得到進一步提升。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在不同領(lǐng)域中的使用方式存在一定的差異，如在公共治安中使用時，通過智能視頻監(jiān)控技術(shù)構(gòu)建城市監(jiān)控覆蓋網(wǎng)絡(luò)，并將犯罪行為數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)中，由系統(tǒng)進行篩查并上報，及時發(fā)現(xiàn)公共治安相關(guān)問題，并進行控制，降低違法行為帶來的影響。在交通領(lǐng)域中使用時，主要利用智能視頻監(jiān)控技術(shù)對違法行駛行為進行檢測和識別，同時模擬違法車輛的故障概率，及時進行上報，以控制和減少交通故障的發(fā)生。相關(guān)人員應(yīng)加強對人工智能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，為社會中不同行業(yè)提供恰當(dāng)幫助。

2 基于人工智能的視頻監(jiān)控技術(shù)分析

基于人工智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，視頻監(jiān)控技術(shù)功能得以增加，利用人工智能技術(shù)能夠?qū)ο嚓P(guān)內(nèi)容進行精準(zhǔn)識別，提高監(jiān)控效果。在進行圖像識別時，能夠?qū)σ韵聝?nèi)容進行識別：①人臉識別。通過智能技術(shù)對人臉特征進行提取，并進行檢測和對比，找到目標(biāo)任務(wù)的行動軌跡。智能系統(tǒng)能夠利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行全面分析，在短時間內(nèi)獲取相關(guān)信息，從而提高識別效果。該功能在安防系統(tǒng)中能夠?qū)Ψ缸锶藛T進行識別和追蹤。②表情識別。表情識別過程中能夠通過對清晰的人臉中表情變化情況識別和分析目標(biāo)人物的心理變化特征，了解目標(biāo)的心理狀態(tài)。該功能可用來對嫌疑人進行分析和識別，利用科學(xué)方式判斷其心理狀態(tài)，以便制定恰當(dāng)?shù)膶徲嵎桨?。③行為識別。該識別方式需要提前錄入目標(biāo)行為動作，在后續(xù)監(jiān)控過程中，系統(tǒng)檢測到目標(biāo)動作時，能夠立即進行上報處理。如在公共場所設(shè)置該系統(tǒng)，識別打架斗毆動作，一旦發(fā)生不良事件，及時進行報警處理。有利于維護城市安全。④車牌識別。該技術(shù)在各個停車場的使用較多，通過識別車牌號進行登記，并自動計算收費情況。同時在交通樞紐處安裝該系統(tǒng)，能夠?qū)`反交通規(guī)則的車輛進行抓拍，鎖定車牌號，從而提高違法管理效率，降低交通違法事件發(fā)生概率。

在圖像識別過程中，人工智能技術(shù)能夠有效提高對圖片和抓拍視頻的識別效率，其在具體應(yīng)用過程中，利用數(shù)字化技術(shù)控制信息數(shù)據(jù)圖區(qū)和處理效果，構(gòu)建雙重函數(shù)序列，進一步提高圖片識別的正確性?；诖私ㄎ飯D片識別模型，其具體表達式如下。

其中：u——圖像正確率；u——圖像的敏感度；u——圖像的特異度內(nèi)容使用系數(shù)；R——圖像頻率；i、i、i——圖像對話過程中的正確率；P——微分算子；ψ、ψ、ψ——圖像頻率上的敏感度維度。結(jié)合該模型，分析抓拍圖像中的圖像重度情況，需要獲取在圖像敏感度d、q 軸向的分量ψ和ψ，其表達公式如下。

ψ=Li+ψ。

ψ=Li。

其中：L——在d 軸上的敏感識別系數(shù)；L——在q 軸上的敏感識別系數(shù)；ψ——定子上敏感度的系數(shù)；i、i——圖像在兩軸上的分量。

通過模型計算的方式提高圖像識別和抓取過程中的正確率和敏感度，進一步加強智能識別效果。在該系統(tǒng)中，優(yōu)化了智能系統(tǒng)的使用效果，使其能夠順利識別運動中實體物體的具體情況，如位置變化情況、色彩和陰影等變化，進一步加強對運動中物體的實時跟蹤，加強目標(biāo)抓取效果。在智能安防中應(yīng)用過程中，能夠有效提高圖像的清晰度，同時加強對目標(biāo)的分析效果，針對目標(biāo)特點進行多角度、全方面識別，甚至能夠?qū)Σ糠终娓咔鍒D像中目標(biāo)任務(wù)的五官特點進行分析和識別，從而提高目標(biāo)的尋找效率。

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)功能需求分析

以廣東省某公園智能安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計為例進行分析，在對公園進行分析時，能夠發(fā)現(xiàn)其主要需求為以下4 點：①為保障安全，在公園的門口、公園內(nèi)部、停車場等區(qū)域中需要進行高清監(jiān)控。②監(jiān)控系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)對公園范圍內(nèi)的所有監(jiān)控設(shè)備回傳信息進行高效處理。③能夠?qū)ΡO(jiān)控數(shù)據(jù)進行儲存和回放，并支持目標(biāo)查找，提高信息處理效率。④運維管理，系統(tǒng)能夠?qū)Ω鱾€監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)進行控制，及時發(fā)現(xiàn)損壞監(jiān)控設(shè)備，并上報維修。通過對功能需求進行分析，能夠發(fā)現(xiàn)，針對智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求主要包括人臉識別功能、人員軌跡識別功能、安防警報功能以及數(shù)據(jù)處理與運維功能。

3.2 結(jié)合功能需求進行系統(tǒng)開發(fā)與構(gòu)建

在公園內(nèi)部不同景點及功能區(qū)域中安裝高清攝像機，結(jié)合整體面積和覆蓋范圍進行計算和控制，以確保公園整個范圍得到完全覆蓋。將攝像機與控制平臺進行連接，系統(tǒng)對監(jiān)控設(shè)備進行控制，并對收集的數(shù)據(jù)進行分析，具體結(jié)構(gòu)如表1 所示。

表1 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計框架

在布置監(jiān)控設(shè)備時，應(yīng)注意對不同區(qū)域設(shè)備的監(jiān)控范圍進行調(diào)整，通過構(gòu)建分布式部署模式，提高對公園內(nèi)部實施系統(tǒng)的監(jiān)管效果。在安裝高清攝像機時，能夠有效提高圖像的分辨率，進一步提高系統(tǒng)分析準(zhǔn)確度。同時應(yīng)做好監(jiān)控點保護工作，設(shè)置避雷裝置，避免極端天氣對監(jiān)控設(shè)備帶來影響。

在對數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合監(jiān)控點位置，設(shè)置傳輸網(wǎng)格，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，可以使用收發(fā)器和光纖完成數(shù)據(jù)的收集和傳輸。設(shè)置核心交換機和路由器，提高不同結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)傳輸提高穩(wěn)定性。在進行數(shù)據(jù)接收時，在服務(wù)器中設(shè)置專門的儲存區(qū)域，或利用云儲存技術(shù)，提高數(shù)據(jù)儲存和提取效率。在平臺中支持數(shù)據(jù)的處理以及壓縮解碼等功能，提高數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用效果，如圖1 所示。

圖1 視頻儲存拓撲流程

在對公園監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)進行設(shè)計時，應(yīng)針對不同層的功能設(shè)計進行分類，并按照不同層的功能需求完善整體架構(gòu)，如表2 所示。

表2 系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)

按照應(yīng)用架構(gòu)構(gòu)建系統(tǒng)功能模塊，將具體業(yè)務(wù)與智能系統(tǒng)進行連接，完成系統(tǒng)構(gòu)建，如圖2 所示。

圖2 公園安防智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

4 智能視頻監(jiān)控技術(shù)的功能實現(xiàn)與應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

完成系統(tǒng)功能模塊設(shè)計后，應(yīng)對系統(tǒng)功能使用情況進行實驗和分析。在系統(tǒng)登錄模塊中，輸入相關(guān)的用戶名和密碼，進入智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺。在平臺中根據(jù)需求選擇相應(yīng)的功能模塊。以監(jiān)控模塊為例，在該功能模塊中，管理人員能夠通過檢查監(jiān)控畫面來實現(xiàn)對重點位置的查詢與管理，并按照實際需求對拍攝畫面的分辨率進行調(diào)整。選擇警告功能時，能夠發(fā)現(xiàn)智能處理完畢后的圖片數(shù)據(jù)，智能系統(tǒng)對不合理行為進行標(biāo)記，上傳到警報功能區(qū)域中，等待工作人員檢查管理。工作人員處理完畢后，警報提示消失。處理后的數(shù)據(jù)和案例進行回收整理，以便后續(xù)檢查管理。

4.2 系統(tǒng)具體應(yīng)用

在公園智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用時，可以利用人臉識別技術(shù)對走失人員進行識別和查找，通過識別走失人員面部特征的方式，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中進行巡查，在人員通過監(jiān)控設(shè)備時，鎖定走失人員的具體位置，通過廣播提醒人員不要走動，同時提示就近管理人員進行引領(lǐng)，有效幫助家人快速找到走失人員。在智能系統(tǒng)中輸入違規(guī)動作，如攀折樹木、隨地亂扔垃圾、踐踏草坪、破壞公共建筑等。將該類型動作標(biāo)記為違規(guī)行為，在智能識別時，發(fā)現(xiàn)該行為后及時上報處理，由專門的監(jiān)控管理人員通知該區(qū)域附近的管理者進行處理，并給予相應(yīng)懲罰，提高對公園的保護效果。

5 結(jié)語

綜上所述，在將人工智能技術(shù)與視頻監(jiān)控技術(shù)進行結(jié)合時，能夠有效地提高實際的監(jiān)控管理效果。通過人工智能的數(shù)據(jù)處理，快速識別大量數(shù)據(jù)，并為系統(tǒng)提供相應(yīng)的信息支持，以提高監(jiān)控管理效率。在對視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的智能分析下，為整體系統(tǒng)賦予不同功能，進一步滿足用戶的實際需求，使人們的生活更加安全便捷。