人工智能在安防领域的深度应用

□ 文/王家栋

人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

在安防领域，随着平安城市、智慧城市建设的不断推进，监控点位越来越多，从最初的几千路，到几万路，甚至于到现在几十万路的规模，视频和卡口产生海量的数据。与此同时，随着高清视频、智能分析、云计算和大数据等相关技术的发展，安防正在从传统的被动防御向主动判断、预警发展，行业也从单一的安全领域向多行业应用、提升生产效率、提高生活智能化程度方向发展，为更多的行业和人群提供可视化、智能化解决方案。随着安防领域的发展，人工智能的重要作用正逐步显现。当前，用户面对海量的视频数据，已无法简单利用人海战术进行检索和分析，需要人工智能作为专家或助手，实时分析视频内容，探测异常信息，进行风险预测。

人工智能核心技术

人工智能技术在安防领域的应用，最核心的技术主要体现在两个方面：视频结构化技术和大数据技术。

视频结构化技术

视频结构化技术是融合了机器视觉、图像处理、模式识别、深度学习等最前沿的人工智能技术，是视频内容理解的基石。

视频结构化在技术领域可以划分为三个步骤：目标检测、目标跟踪和目标属性提取。

目标检测过程是从视频中提取出前景目标，然后识别出前景目标是有效目标（如：人员、车辆、人脸等）还是无效目标（如：树叶、阴影、光线等）。在目标检测过程主要应用到运动目标检测、人脸检测和车辆检测等技术。

目标跟踪过程是实现特定目标在场景中的持续跟踪，并从整个跟踪过程中获取一张高质量图片作为该目标的抓拍图片。在目标跟踪过程中主要应用到多目标跟踪、目标融合以及目标评分技术。

目标属性提取过程是对已经检测到的目标图片中目标属性的识别，判断该目标具有哪些可视化的特征属性，例如人员目标的性别、年龄、着装，车辆目标的车型、颜色等属性。目标属性提取过程主要基于深度学习网络结构的特征提取和分类技术。

大数据技术

大数据技术为人工智能提供强大的分布式计算能力和知识库管理能力，是人工智能分析预测、自主完善的重要支撑。其包含三大部分：海量数据管理、大规模分布式计算和数据挖掘。

海量数据管理被用于采集、存储人工智能应用所涉及的全方位数据资源，并基于时间轴进行数据累积，以便能在时间维度上体现真实事物的规律。同时，人工智能应用长期积累的庞大知识库，也需要依赖该系统进行管理和访问。当前，海康威视研究院开发的海康大数据平台已能支撑千亿级规模的车辆通行记录存储管理和应用。

大规模分布式计算使得人工智能具备强大的计算能力，能同时分析海量的数据，开展特征匹配和模型仿真，并为众多用户提供个性化服务。

数据挖掘是人工智能发挥真正价值的核心，利用机器学习算法自动开展多种分析计算，探究数据资源中的规律和异常点，辅助用户更快、更准地找到有效的资源，进行风险预测和评估。

人工智能的深度应用

当前人工智能技术的迅猛发展，积极推动着安防领域向着一个更智能化、更人性化的方向前进，天地伟业将人工智能与安防进行的深度融合，主要体现在以下这几个方面：

在智慧城市的运用

当你焦急地想要去某个地点，地铁、缆车、公共汽车、专车等多样化的交通方式都在你身边，并且，能够通畅、快捷、安全地满足当前需求；当你同家人或者朋友焦急地寻找公共设施、景区时，能够迅速获取相关信息；当医院无需等待、自动分诊；当你不必为校园暴力、校园安全、徇私舞弊担忧；当你在更加智能、人性化的环境中生活……这一切，就是智慧城市。

2010年，智慧城市的概念开始在我国出现，在智慧城市系统大力推广和兴建的过程中，物联网技术是其间最重要的发展基石。物联网技术、人工智能的大力演进，将让许多智慧城市的美好设想成为现实。在智慧家居中，可控物件的相互联网，使得居民生活变得方便快捷更加人性化，物联网技术的拓展应用，将此概念升级到城市生活之中，通信、医疗、金融、教育、交通、治安等等，当一切与民众生活相关的社会版块互联互通、信息共享，城市管理模式大幅度升级，成为现代城市延续发展的新型模式。

在交通行业的应用

智能交通，是将物联网技术有效地整合并运用于整个城市交通管理，就像智能家庭一样，机动车、非机动车、行人生物信息都连接在物联网中，它们通过收集、储存和分享有效信息来提高交通环境效率。当整个城市的交通相关设备全都在线，这些信息汇集在一起，智慧交通利用这些大数据来了解城市交通模式及现状，以便提高城市交通效率，从而建立一种大范围、全方位、即时、准确、高效的综合交通运输管理系统。智能交通系统的建立可以有效地利用现有的交通设施资源、减轻交通负担和城市环境污染，在一定程度上保障交通安全、提高运转效率。智能交通系统主要应用于车辆管控系统、出入口系统、旅行信息系统等。

智能交通还能够降低汽车的能源消耗。通过智能交通控制，可以有效地控制车辆行驶速度在保障用户使用正常的情况下维持最高效的运行，比如整体的车辆车速提高了，就可以减少燃料的消耗和废气的排出，预估年度可节约上亿吨汽油的消耗。另外，智慧交通系统的不断完善，也能有效缓解交通堵塞的情况，减少汽车的停滞时间，从而减少尾气的排放，改善空气质量和城市生活环境，从而拉动其他相关产业的能源节约。

在公安行业的应用

公安行业用户的迫切需求是在海量的视频信息中，发现犯罪嫌疑人的线索。人工智能在视频内容的特征提取、内容理解方面有着天然的优势。安防摄像机内置人工智能芯片以及人脸识别技术，可实时分析视频内容，检测运动对象，识别人、车属性信息，并通过网络传递到后端人工智能的中心数据库进行存储。汇总的海量城市级信息，再利用强大的计算能力及智能分析能力，人工智能可对嫌疑人的信息进行实时分析，给出最可能的线索建议，将犯罪嫌疑人的轨迹锁定由原来的几天，缩短到几分钟，为案件的侦破节约宝贵的时间。其强大的交互能力，还能与办案民警进行自然语言方式的沟通，真正成为办案人员的专家助手。

在平安校园的应用

在平安校园领域，人工智能是整个校园的大脑，综合控制着校园的安防、能耗，对于进出学校的人、车、物实现实时的跟踪定位，区分在读学生与外来人员。平安校园的人工智能核心，汇总整个校园的监控信息、刷卡记录，室内摄像机能清晰捕捉人员信息，在门禁刷卡时实时比对通行卡信息及刷卡人脸部信息，检测出盗刷卡行为。与布控库进行匹配。一旦发现有嫌疑人员（如：小偷惯犯、在逃人员等）就会立刻报警，提示安保人员前去处理。还能区分外来人员在校园中的运动轨迹和逗留时间，及时发现违规访问等行为，确保校园重点区域的安全。

在家用安防的应用

在家用安防领域，每个用户都是独立的个体，利用人工智能强大的计算能力及服务能力，为每个用户提供差异化的服务，提升个用户体验,并给用户带来足够的安全感。以家庭安防为例，当检测到家庭中没有人员时，家庭安防摄像机可自动进入布防模式，有异常时，给予闯入人员声音警告，并远程通知家庭主人。而当家庭成员回家后，又能自动撤防，保护用户隐私。通过一定时间的学习，掌握家庭成员的生活作息规律，并制定出一套合理的布防计划，避免了人工设置带来的复杂操作，真正实现安防人性化。

结束语

天地伟业认为人工智能在安防领域的应用有着非常好的前景，但目前国内的基础还较薄弱，在应用过程中还有较多问题需要完善和解决。比如，视频成像质量受环境影响较大，存在光照不足、图像模糊、目标尺寸过小或相互遮挡等问题，不利于人工智能对视频内容的辨识，对此天地伟业将星光技术和人工智能相结合，在2017年安博会上推出星光级人脸识别摄像机，在0.0008Lux照度下实现人脸识别，解决了人工智能深度应用中的实战问题。人工智能是安防领域的未来，在通往未来的道路上，还有许许多多障碍和困难需要跨越和克服，但总体趋势是乐观的，我们坚信只有具备自主、个性化、不断进化完善的人工智能大脑，才能解决安防领域日益增加的需求，相信在人类共同的努力下，有型物体与人，虚拟与现实的深度融合指日可待，从智慧行业、智慧城市到智慧国家、智慧世界，越来越开阔和广袤的天地，正等着我们去发掘、探索。