智慧城市建设中大数据安防的升级应用

□文/王景彬

作者单位：天地伟业技术有限公司

随着平安城市项目及智慧城市天网工程建设的推进，视频监控系统的规模和范围不断扩大，应用日益广泛和深入，智慧城市视频监控系统已经进入了联网监控和业务融合的时代。但绝大多数的高清监控数据仅停留在“看”和“存”的层面，且随着数据的爆发式增长，会带来存储的成倍增长。另外，各地市的视频监控联网、共享等相关项目已开展多年，现已基本实现高清数据的共享。随着人工智能、云计算、大数据技术的发展，各地平安城市应用正逐步向警务云、大数据应用等方向转变。

十三五规划中明确提出，运用数据挖掘、人像比对、车牌识别、智能预警、无线射频、地理信息、北斗导航等现代技术，在充分考虑技术成熟度的基础上，加大在公共安全视频监控系统中的集成应用力度，提高视频图像信息的综合应用水平。逐步建立国家级和省级公共安全视频图像数据处理分析中心，深化视频图像信息预测预警、实时监控、轨迹追踪、快速检索等应用。推动视频监控系统与综治视联网系统对接。同时加强视频图像领域的关键技术攻关，实现核心芯片、关键算法等技术瓶颈的突破，为公共安全视频监控联网应用提供技术支撑。在视频图像领域建立和完善视频图像大数据分析挖掘应用等若干创新平台，以国家科技发展战略为指导，以全面发展视频图像综合应用技术为目标，解决重大关键技术及应用难题，深化科技储备、集成创新和产业化能力，提升公共安全领域的技术支撑能力。

因此，以高清监控为基础的视频结构化和大数据应用是未来智慧城市发展建设的一个重要方向。

视频图像数据是智慧城市数据的重要来源。视频监控系统可视化管理的手段在智慧城市的多个领域得到了应用，其运行过程中产生了的海量数据，随着视频监控摄像机及物联感知设备覆盖广度、密度增大，视频图像及其他物联网数据量呈指数上升。然而，当前阶段面对快速增长的海量大数据并没有相应的应急机制，人工操作无法及时获取有价值的信息，缺乏有针对性的智能技术做支撑。

现有的视频监控应用模式除了案件发生事后倒查，就是坐在屏幕前看画面，和各部门、警种的业务工作无法紧密的结合。当发生案件后，民警需要逐家逐户的走访，到处寻找摄像机，寻找视频图像信息，结果是费时费力。这种方法在案件侦办过程中需要协调调集各个部门、各个时间段的视频数据，并要对相关视频数据花费大量的人力来处理和分析。随着视频监控的越来越多，这种处理方案明显已经无法满足公安从视频中高效获取有价值信息并开展综合应用的需求。这种海量数据查找不仅给安防监控管理人员带来了生理与心理的双重挑战，同时存在错看、漏看的问题。使得巨大的图像资源潜力未得到充分挖掘利用，严重降低了公安机关的核心战斗力。

因此，建设视频结构化系统，能够提升图像信息服务警务实战的能力，使图像信息在打击与预防违法犯罪行为的过程中发挥出更大的作用。

天地伟业以城市视频监控资源为基础，密切联系公安实战的应用需求，采用先进的深度学习、高性能运算及大数据技术，打造了一套集视频结构化分析、数据存储、数据应用于一体的数据支撑系统，该系统具备并发能力强、分析识别准、运算速度快、检索效率高等优势，同时为后续大数据工作的展开提供基础的数据支撑。力求解决对人、车、非机动车等目标的特征识别和快速检索，以实现预警、布控、研判等多种应用，提高办案效率。主要功能包括目标检测、跟踪、分类、车辆特征识别、非机动车特征识别、人体特征识别、以图搜图等。

系统依靠智能化技术，密切贴合办案民警的实际工作需求，为案件图像分析业务提供一整套“系统化、网络化、智能化、标准化”的应用。同时引导案件图像分析从分散化、差异化向系统化、规范化的方向发展，以视频处理智能化算法为技术基础，最大程度地优化处理结果、缩短图像分析时间、减少警力消耗，为案件的破获提供重要的方法和依据。

1.从视频中提取目标关键特征

视频是基础资源，提供了大量的图像信息，但存在如下问题：1）民警主要关注的是视频中的机动车、非机动车、行人这些基础的情报信息，而实际上众多的监控图像资源中包含大量冗余的数据信息。目前缺少自动提取与挖掘关键信息的手段。2）视频图像占存储空间大，一般的监控视频数据存储一个月即删除，关键信息无法得到长时间保存。视频结构化提供基于机动车、非机动车、行人目标的情报信息的提取，基于事件的定位、信息挖掘等，让监控图像从以往图像传送器变成主动的、智能的，可对图像进行分析的识别工具，有效的将图像信息转换成有价值的数据，从而协助民警快速办案。

2.长久保存结构化数据和图像信息

通过对视频存储录像及实时视频的视频结构化，抽取各部门、警种关注的图像信息，对图像信息中的重要的情报信息进行汇聚与存储，同时方便后期的统计、管理，为各公安部门业务应用包括数据交换共享、数据查询检索、比对分析、统一研判等服务提供数据支撑。

3.基于特征比对的海量图像检索

利用特征提取，在结构化数据库中检索相似目标特征，有效协助民警完成案情的分析研判。通过以图搜图，民警可快速在海量信息中定位到关键点，从而有效的减少人工查看的时间，减少人力投入和侦查时间，实现不同情况下案情的快速研判比对分析。

智慧城市除了满足城市治安管理、应急指挥等需求，往往还需满足对灾难预警、交通预警等方面对图像监控的需求，并考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动。所以，智慧城市注定是一个大的数据集合体，对数据的精准分析和高效利用也就至关重要。

天地伟业视频结构化系统集调度管理、任务管理、人车物特征提取、数据存储、数据分析于一体，实现高清实时监控视频、高清录像以及离线视频的结构化处理。支持标清和高清视频、不同厂家视频格式等，满足视频监控各类应用场合和应用模式的视频内容处理需求。结构化处理后的数据统一存储于结构化视图库和结构化数据库中。整个系统主要由视频结构化分析服务器、集群调度服务器、结构化数据服务器、结构化视图库服务器、GIS地图服务器等服务器及对应模块组成。

系统支持多类目标的检测、识别，包括：车辆特征识别，支持车牌、车型、车身颜色、标志物等十余种细分特征；人体特征识别，支持性别、民族、年龄段、衣服颜色、款式等十余种细分特征；非机动车特征识别，支持非机动车分类、非机动车颜色、姿态、头部特征等十余种细分特征；目标（人/车/非）特征提取（以图搜图）。在细分结构化特征的识别和以图搜图指标方面处于领先地位。单机可同时支持实时视频、历史录像资源的接入，支持视频、图片资源的同时处理；提供标准二次开发接口，供应用集成。部署灵活，支持集群扩展和运算存储资源弹性扩展；智能负载均衡，方便统一资源管理。操作灵活高效，基于地图进行视频资源查看和执行结构化任务；可对图像中感兴趣区域进行结构化处理。

尤其在平安城市的建设中，事后查看到事前预警已成为公安、交通等各重点行业用户的迫切需求，但长期以来，视频的清晰度以及各项基础、分析技术的发展都无法满足现实的需求。这时以视频结构化为导向，依靠智能化科技，密切贴合办案民警的实际工作需求，为案件图像分析业务提供一整套“系统化、网络化、智能化、标准化”的应用系统显得尤为重要。同时引导案件图像分析从分散化、差异化向系统化、规范化的方向发展，以图像影像处理智能化算法为技术基础，最大程度地优化处理结果、缩短视频分析时间、减少警力消耗，以智能化技术推动案件视频分析更快发展，为案件的破获提供有效的方法和依据，使事前预警成为现实，使得城市管理者得以提前做好防范准备工作。

提及智慧城市，大部分人都会想到基础网络、云计算设备、共享平台、基础信息等技术层面的内容，过去的智慧城市建设也确实如此，但随着新型智慧城市概念的提出，智慧城市建设更为注重的是城市各类信息的共享、城市大数据的挖掘和利用以及城市安全的构建和保障。

而新型智慧城市建设的关键在于通过标准化和规范化的建设，在系统联网与信息共享等方面实现视频系统提高异构系统的兼容性，消除平安城市建设中的信息壁垒和信息孤岛的问题，还将提供多种类型的信息服务接口，实现视频系统与智慧城市不同功能间的无缝对接，促进信息资源共享，实现综合执法、应急指挥和公共安全管理等方面协同发展，从而实现治理更现代、运行更智慧、发展更安全、人民更幸福的目标。