智能視頻監控與人臉識別技術在監獄安防中的應用研究

趙松

摘 要 視頻監控系統是監獄安全防范系統工程的主要組成部分，是提高監獄人防、技防水平的重要工具，它對于監督罪犯的改造、防范監管場所內突發事件的發生都起到了不可替代的作用。文章分析了我國監獄視頻監控系統的現狀以及存在問題，并細述了視頻智能分析技術，提出了一種將動態偵測同視頻智能分析技術相結合的監獄視頻監控智能化解決方案，該方案具有較高的應用價值和較好的現實意義。

關鍵詞 視頻監控系統;人臉識別技術;監獄安防

引言

監獄的安全防范工作關系著社會的穩定、國家的安寧。特別是在“構建和諧社會”的大環境下，構建好監獄的安全防范體系就顯得格外重要。視頻監控和人臉識別是整個安防系統的基礎和重要內容。隨著監獄信息化建設的不斷深入及應用的不斷探索和拓展，視頻監控和人臉識別，若還只是單一、獨立的功能及應用則遠遠不能滿足新時代監獄安全的需要。在智能監獄建設背景下，研究智能視頻監控系統和人臉識別系統的應用顯得尤為重要。

1 智能視頻監控在監獄安防中的應用

1.1 消失出現識別

在監獄中的一些區域比如操場，指當有人、車輛或者物體出現在畫面中的監獄中設定的某個區域中，被認定為出現行為發生。出現識別與進入識別都是針對畫面中的虛擬區域產生的分析識別，兩者的區別在于進入識別強調的是物體從外部進入到區域;而出現識別強調物體突然出現在特定區域。應用場景如勞動收班后，各監區服刑人員必須在規定的時間內出現在規定的區域內列隊集合。消失識別是針對出現識別而言的，當人、車輛或者物體突然從某個特定區域消失，即可產生消失識別。消失識別強調的是物體從特定區域中突然消失了，而離開識別強調的是物體從區域中離開的動作。當出現異常行為，系統就發出報警通知值班民警。應用場景如在生產現場，服刑人員擅自離開規定的勞動區域。

1.2 警戒區闖入檢測報警、逃離監控區檢測報警

智能監控系統自動檢測場景內人、車輛非法進入重要敏感區域。如果有人跨越警戒線或進入了預先設定的禁止區域等異常情況發生，智能分析系統將鎖定框標識別目標在畫面中的具體位置，開始進行物體運動軌跡追蹤，并啟動預先設定的報警機制自動調用實際場景中聲光報警裝置，對可疑人員發出告警，同時提醒值班人員注意，及時制止，這樣就能實現無間斷的自動值守，避免人工值守的傳統方式因疲勞或疏忽而錯失及時發現并制止安全事件的時機。

1.3 鏡頭異常智能報警

系統能通過背景自學習過程適應場景變化，能對視頻進行全天候不間斷智能分析。同時，由非自然因素造成的視頻圖像異常，系統同樣具備強大的保護功能。遇到因為人或極其惡劣的天氣對視頻設備或線路造成致命損壞時，如視頻圖像出現劇烈抖動、無視頻信號等異常狀況時，系統會啟動自保護預報警機制，提示中心管理人員對監控攝像機進行檢修處理。

1.4 人數統計

智能視頻監控系統可以自動精確統計進入及離開出入通道的具體人數，有效輔助民警的日常管理工作。例如重慶市YD監獄就將這個功能應用于區域管控并取得很好的實際效果。一般對人員的定位及管控采用的是射頻系統，這是全國大多數監獄所采用的。射頻系統雖然定位人員數量位置精確，但是也有一些缺點，如部署較復雜，存在與安防平臺的融合，特別是成本較貴。重慶市YD監獄根據只要求掌握人員大致位置及準確數量的實際監管需求，通過人臉識別技術取得很好的實際效果。重慶市YD監獄把每一個建筑物劃為一個區域，建筑物外的公共區域統一劃為一個區域，在每個建筑物的出入口安裝人臉識別系統，將系統接入后端的視頻監控管理平臺及服刑人員數據庫，進行圖像識別、提取、對比、分析及處理。民警在統一的視頻監控管理平臺上就能動態掌握全獄服刑人員動態分布情況[1]。

2人臉識別技術在監獄安防中的應用

2.1 人臉識別系統

智慧視頻系統中，人臉識別系統是關鍵組成部分之一，設計時，要具備人臉比對、告警輸出、告警信息記錄管理、目標庫管理、布控任務管理、實時監控、歷史記錄與視頻源配置管理功能。在性能方面，要滿足如下要求：非監控名單誤報率應控制在5%之內;系統注冊失敗率要控制在1%之內;監控名單對象誤識率控制在10%之內;監控名單對象漏報率控制在5%之內;單幀視頻圖像檢測人臉最大數量要超過30，而識別人臉最大數量要超過20;系統檢測識別報警響應時間控制在2s內;系統平均響應時間控制在3s內。人臉識別系統識別人臉時，流程為動態人臉比對、圖片檢索人臉比對、1：1檢索。在動態人臉比對階段，先進行人臉實時抓拍，一方面，能夠全面的采集、存儲人臉信息，另一方面，使原視頻存儲需求的存儲設備顯著減少，并擇優存儲，促進占用存儲空間的降低;之后進行人臉動態比對。在圖片檢索人臉比對階段，需檢索人臉圖片由平臺客戶端提交后，與服務器中存儲的特征數據做出對比，形成比對結果后，展現在平臺中。在1：1檢索階段，主要是比對兩張模糊圖像，判斷這兩個圖像是否屬于同一人。人臉識別系統在監獄的AB門系統、門禁系統、人臉軌跡系統、點名系統中應用，本文以AB門系統為例，闡述其具體應用。

2.2 與監控中心大屏幕聯動

當報警發生時，智能視頻監控系統在聲光報警的同時，將報警信息，如，報警發生的地點、時間、類型等相關信息顯示在監控中心LED屏幕上，中心管理人員及時了解報警信息，迅速指揮相關執法大隊出警，做到忙而不亂、有條不紊。另外，在報警發生時，不需要人工手動查找、調看報警地點的相關視頻信息，智能監控系統會主動查找，自動將報警地點的相關視頻信息切換到監控中心的大屏幕上，省去了人工查找的煩瑣過程，節約了時間。同時，提高了工作效率及方便中心管理人員立即進行指揮，最大限度提高系統應用效率[2]。

3結束語

如何深入進行視頻數據挖掘，對海量的視頻數據進行分析和管理，有效提高人們對視頻數據的利用，并將視頻數據轉化為數據資源，與更多的業務系統和部門實現應用協同，實現多種關聯數據的分析，挖掘出更有價值的應用，將是以后智能視頻監控與人臉識別技術應用的重點。希望本文的思考和建議能對探索智能視頻監控與人臉識別技術在安防中的應用有所促進。

參考文獻

[1] 武文斌.智能視頻分析的現狀與未來發展趨勢[J].科技情報開發與經濟，2011（31）：168-171.

[2] 余訓鋒，王鳳武.監獄信息化及其在監獄安全管理中的作用[J].通信與信息技術，2014（4）：94-97，106.