主頁（http://www.130131.com）：智能視頻監(jiān)控技術(shù)在智慧城市的應(yīng)用探索

智能視頻監(jiān)控技術(shù)源自于人工智能的一個分支領(lǐng)域——計算機視覺技術(shù)。其概念主要是指“由機器自動分析視頻圖像源，從中識別并提取出有用的關(guān)鍵信息，并自動控制機器進行相應(yīng)動作”的監(jiān)控方式，由于處理過程基于視頻圖像源，也可稱為智能視頻分析（智能分析）。

一、智能視頻監(jiān)控技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與特點

近年來，在國家政策的大力支持下，我國智慧城市、平安城市、智能交通等項目建設(shè)得到持續(xù)有效的推進，政府、企業(yè)、機關(guān)、社區(qū)在安全領(lǐng)域紛紛發(fā)力，使得中國安防產(chǎn)業(yè)始終保持高增長態(tài)勢，2016年國內(nèi)安防市場規(guī)模達到5400億元，視頻監(jiān)控市場規(guī)模近5年來始終保持在兩位數(shù)的高位增長。隨著人工智能、計算機視覺技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)的成熟，視頻監(jiān)控的智能化已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也成為視頻監(jiān)控產(chǎn)品市場規(guī)模增長的主要推動力量。

監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的三個主要階段

視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展至今，經(jīng)歷了三個主要階段，智能視頻分析技術(shù)能得到快速有效應(yīng)用的很大一個原因在于，智能視頻監(jiān)控技術(shù)能從視頻中快速提取目標的各類信息并進行分析，將視頻變?yōu)橛杏玫男畔�，與大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)相結(jié)合能形成巨大的資源信息庫，為智慧城市建設(shè)提供有力的信息支撐和輔助決策支持。智能視頻監(jiān)控技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與特點主要表現(xiàn)有以下幾個方面：

1、使得平安城市應(yīng)用范圍得到進一步拓寬。安防應(yīng)用領(lǐng)域從傳統(tǒng)的重點部門、金融、樓宇應(yīng)用發(fā)展到諸如平安城市、天網(wǎng)工程、雪亮工程的城市共享聯(lián)網(wǎng)甚至全國性聯(lián)網(wǎng)階段，己經(jīng)發(fā)生了產(chǎn)業(yè)從量變到質(zhì)變的變化。平安城市、雪亮工程已經(jīng)遠遠不只是普遍意義上視頻監(jiān)控的范疇，越來越多地涉及到智能交通、應(yīng)急指揮、環(huán)境保護、城市管理等多個方面，涉及的領(lǐng)域與智慧城市建設(shè)產(chǎn)生的交集也越來越多。安防行業(yè)由此在一定程度上得到了產(chǎn)業(yè)范圍的升級。年前首次被寫入2018中央一號文的“雪亮工程”，其顯著特征之一就是由原來的公安監(jiān)控視頻轉(zhuǎn)向大政府視頻，涉及如城鄉(xiāng)社會治理、服務(wù)民生、生態(tài)建設(shè)與保護等領(lǐng)域，甚至將視頻監(jiān)控的應(yīng)用向基層和群眾延伸。城市視頻監(jiān)控建設(shè)作為城市信息化建設(shè)的基礎(chǔ)之一，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，無論是平安城市還是雪亮工程都會朝著以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的數(shù)字城市、智慧城市發(fā)展。未來，智能視頻監(jiān)控技術(shù)將在城市應(yīng)急、水體與氣體檢測、垃圾處理、數(shù)字城管、智能建筑等各個方面得到更為廣泛的應(yīng)用和覆蓋。

2、由被動監(jiān)控向主動監(jiān)控轉(zhuǎn)變，由“看得見”、“看得清”、“看得明”向“提前看”發(fā)展。隨著智能分析技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控以其直觀、準確、及時的信息內(nèi)容而被廣泛應(yīng)用于智慧城市的眾多業(yè)務(wù)場景之中。隨著高清視頻監(jiān)控的逐步推廣和普及，視頻監(jiān)控市場已經(jīng)實現(xiàn)“看得見”、“看得清”、“看得明”。隨著政府和企業(yè)對平安城市建設(shè)、社會監(jiān)控建設(shè)的持續(xù)投入，視頻監(jiān)控探頭成千上萬，進而也推動安防邁入大數(shù)據(jù)時代，而在大數(shù)據(jù)時代，智能視頻分析技術(shù)就顯得尤為重要。智能視頻分析技術(shù)通過視頻算法對視頻內(nèi)容進行分析，通過提取視頻中關(guān)鍵信息，進行標記或者相關(guān)處理，并形成相應(yīng)事件和告警的監(jiān)控方式，使用者可以通過各種屬性描述進行快速檢索，形成畫像。同時智能視頻技術(shù)借助處理器的強大計算功能，對獲得到的海量數(shù)據(jù)進行高速分析，得出人們所需的信息。智能視頻分析技術(shù)將助于力視頻監(jiān)控向“提前看”方向發(fā)展。借助于智能視頻監(jiān)控技術(shù)，平安城市系統(tǒng)各點位視頻不僅被動監(jiān)控，還可以因地制宜運行安全檢測算法，并在事件發(fā)生時即主動報警，由原來的“事前震懾，事后追蹤”變?yōu)橹鲃颖O(jiān)測；而在民用市場上，通過在攝像頭基礎(chǔ)上附加的客流統(tǒng)計、人臉識別等功能，進一步拓展了視頻監(jiān)控的民用市場應(yīng)用場景。得益于智能分析技術(shù)，安防系統(tǒng)也由過去單一的系統(tǒng)布防逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦虼髷?shù)據(jù)應(yīng)用分析的綜合智能系統(tǒng)，成為輔助決策、綜合研判、應(yīng)急處突、反恐維穩(wěn)的重要數(shù)據(jù)支撐，智能視頻監(jiān)控技術(shù)在社會公共安全中發(fā)揮著越來越重要的作用。通過構(gòu)建城市綜合預(yù)警系統(tǒng)和應(yīng)急指揮體系，達到指揮統(tǒng)一、反應(yīng)及時、作戰(zhàn)有效的目的，實現(xiàn)對城市的有效管理和打擊違法犯罪，加強城市安全防范能力，加快城市安全系統(tǒng)建設(shè)，建設(shè)平安城市和諧社會。

3、視頻智能分析技術(shù)與大數(shù)據(jù)的融合發(fā)展。大數(shù)據(jù)與視頻監(jiān)控具有天然的聯(lián)系。據(jù)統(tǒng)計，每天全國新產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)達PB級別(PB=1024T)，占全部大數(shù)據(jù)份額的50%以上，因此視頻資源成為大數(shù)據(jù)的重要組成。在安防領(lǐng)域，主要的數(shù)據(jù)來源就是視頻。與其他行業(yè)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)不一樣，視頻本身就是一種非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，不能直接被計算機進行處理或分析。因此，安防要進行大數(shù)據(jù)應(yīng)用，首先就要采用智能分析技術(shù)將非結(jié)構(gòu)化的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計算機能夠識別和處理的結(jié)構(gòu)化信息，即將視頻中包含的各種信息(主要是運動目標及其特征)提取出來轉(zhuǎn)成文字描述并與視頻幀建立索引關(guān)聯(lián)，這樣才能通過計算機來對這些視頻進行快速搜索、比對、分析等。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會因為視頻智能分析技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，逐步向智能大數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用方向發(fā)展。

二、智能視頻監(jiān)控技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用難點與瓶頸

1、部門間信息共享程度低。隨著公共安全的重視程度越來越高，視頻監(jiān)控越來越多，涉及到的相關(guān)部門及下屬單位數(shù)量也越多。各個監(jiān)控系統(tǒng)在不同時期由不同的設(shè)備廠商提供，系統(tǒng)間各自獨立，各類安全數(shù)據(jù)之間缺乏統(tǒng)一的標準，現(xiàn)有組織、部門、制度間的分割以及信息管理理念的滯后往往導(dǎo)致“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象的出現(xiàn)。各部門間缺乏有效的信息溝通和共享機制和方法，導(dǎo)致信息呈現(xiàn)碎片化分布、信息利用率低、融合度差。

2、海量視頻數(shù)據(jù)難以得到充分利用。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，視頻數(shù)據(jù)量正在以指數(shù)級增加。由于各個建設(shè)部門的數(shù)據(jù)標準和格式各不相同，雖然有海量視頻資源和數(shù)據(jù)卻無法共享運用，數(shù)據(jù)潛在價值沒有得到有效挖掘和沒有發(fā)揮出其應(yīng)有的價值，在視頻偵查、交通監(jiān)控、重點案件偵破、應(yīng)急處置等功能中不能充分發(fā)揮事前預(yù)測、事中管理和事后評估的智慧化決策支持的作用。

3、視頻圖像信息缺乏深層次挖掘。隨著智慧城市建設(shè)的不斷推進，視頻圖像信息深度應(yīng)用的問題也逐步顯現(xiàn)，視頻圖像信息深層次挖掘的缺乏使得不同用戶的差異化應(yīng)用需求難以得到滿足。視頻監(jiān)控應(yīng)用場景愈發(fā)多樣化，對視頻圖像信息深度挖掘的要求也越來越高，視頻分析不僅需要將視頻圖像結(jié)構(gòu)化，更要通過海量結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)分析出更多的價值信息。

三、智能視頻監(jiān)控技術(shù)在智慧城市中的深入應(yīng)用案例解析

1、智能視頻技術(shù)對渣土車的查控

新型智慧城市建設(shè)浪潮下，全國各個城市的工地管理成為城市管理的難題，特別的建筑工地渣土車運輸過程中各種亂象叢生。如何有效規(guī)范渣土車安全運營、渣土的合法傾倒已經(jīng)成為了政府相關(guān)管理部門必須嚴肅應(yīng)對的問題。目前各大城市已基本形成覆蓋全市主要干道及關(guān)鍵路口的城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。我們所采用的做法就是利用已建成的視頻監(jiān)控智能前端采集視頻數(shù)據(jù)作為分析應(yīng)用的基礎(chǔ)，通過渣土車的特征和關(guān)鍵信息，從眾多的視頻數(shù)據(jù)中識別出渣土車，并判斷所識別車輛的行為是否合法，如箱蓋是否蓋好、車輛是否超載和灑漏等，利用分析的結(jié)果與監(jiān)管清單進行比對分析，從而確認車輛的合法性和合規(guī)性。

2、基于智能視頻技術(shù)的城市綜合管理

城市管理發(fā)展至今，已從原來的信息化管理轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑�管理，隨著大部制改革，管理的范圍也變得越來越大，包括市容、環(huán)境、園林和廣告等很多方面。技術(shù)手段也越來越先進，原來很多的人工工作都可以由機器來完成。特別是基于智能視頻分析技術(shù)的應(yīng)用，城市管理愈發(fā)智能化，如廣州，在城市監(jiān)控指揮中心，設(shè)置了專門的視頻巡查崗位，利用視頻發(fā)現(xiàn)問題、核查問題以及考核評價。但巡查崗位靠人一路一路地巡查，效率低下，難以達到應(yīng)用效果。如何利用先進技術(shù)，替代視頻巡查崗位繁雜重復(fù)的勞動、提高工作效率，這是一個重要的研究方向。

基于此業(yè)務(wù)場景，基于智能視頻分析技術(shù)和深度學(xué)習(xí)算法的城市綜合管理應(yīng)用方案應(yīng)運而生。針對城市管理中經(jīng)常出現(xiàn)的城管難問題，如亂堆物料、占道經(jīng)營、流攤小販等現(xiàn)象，通過應(yīng)用智能視頻分析技術(shù)，采用高性能的專用GPU服務(wù)器，對城市管理的違法行為進行智能分析，利用現(xiàn)有的視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)化的視圖庫，形成上層的業(yè)務(wù)應(yīng)用，如實進告警等，從而實現(xiàn)城市管理的占道經(jīng)營、出店經(jīng)營、游攤小販、垃圾堆放四種違法行為類型的智能分析和識別，并對發(fā)現(xiàn)的違法情況進行自動報警。

四、智能視頻監(jiān)控技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用趨勢

1、智能視頻監(jiān)控攝像頭將會越來越普遍

2015年5月，國家發(fā)展改革委、公安部等九個部委聯(lián)合推出《關(guān)于加強公共安全視頻監(jiān)控建設(shè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工作的若干意見》，提出公共安全視頻監(jiān)控建設(shè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工作主要目標，預(yù)計未來五年行業(yè)年均復(fù)合增長率約為 12%-15%，2021年中國視頻監(jiān)控市場規(guī)模將達到3000億元。當前，視頻監(jiān)控在社會公共安全中發(fā)揮著越來越重要的作用，視頻技術(shù)已經(jīng)成為繼刑事科學(xué)技術(shù)、行動技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)偵查技術(shù)之后的第四大偵查技術(shù)領(lǐng)域。隨著“平安城市”建設(shè)的持續(xù)向縱深推進，系統(tǒng)建設(shè)從一線城市向二三線城市拓展，由大、中城市向區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)推廣。同時，由于算法準確率和環(huán)境適應(yīng)性不斷提高，特別是機器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)的不斷進步，促使智能分析應(yīng)用的大規(guī)模部署，智能視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用將越來越普遍。

2、向數(shù)據(jù)融合與協(xié)同應(yīng)用發(fā)展

目前智能視頻分析技術(shù)主要針對實時的視頻圖像進行分析，起到提前預(yù)警的作用，這方面的應(yīng)用已日趨成熟。由此產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)存儲，如何才能更好地被挖掘、利用、分析這些數(shù)據(jù)是我們需要重點思考的方向。借助智能視頻分析的技術(shù)手段可以深入進行視頻數(shù)據(jù)挖掘，對海量的視頻數(shù)據(jù)進行分析和管理，有效提高人們對視頻數(shù)據(jù)的利用。同時當視頻數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)資源，將與更多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和部門應(yīng)用實現(xiàn)協(xié)同，實現(xiàn)多種關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的分析，挖掘出更有價值的應(yīng)用，例如刑偵線索分析、案件規(guī)律分析、社會輿情分析等。

五、結(jié)語

可以預(yù)見的是，現(xiàn)有的各項智能分析技術(shù)在不斷的融合，并擴展到各種產(chǎn)品形態(tài)中，應(yīng)用到視頻監(jiān)控的各個環(huán)節(jié)，進而變化為更多的智能化產(chǎn)品類型，更豐富的業(yè)務(wù)應(yīng)用，更靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。未來，基于深度學(xué)習(xí)的智能視頻分析技術(shù)，物聯(lián)感知技術(shù)將不斷融合，可視化管理、可視化運用將成為發(fā)展趨勢，視頻數(shù)據(jù)的應(yīng)用將實現(xiàn)從安防向更多行業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)變，推動智能視頻技術(shù)更深入的與行業(yè)用戶的業(yè)務(wù)需求相結(jié)合，為視頻監(jiān)控領(lǐng)域開拓出更大的行業(yè)市場。