人工智能的概念提出已經(jīng)很多年，但最近一次大熱是在“人機(jī)大戰(zhàn)”戰(zhàn)勝世界圍棋高手李世石的AlphaGo。同樣，近幾年安防行業(yè)熱門的深度學(xué)習(xí)和模式識(shí)別的概念也頻頻出現(xiàn)在公眾的視野當(dāng)中，那么它們是如何應(yīng)用在安防領(lǐng)域中？目前最前沿的應(yīng)用又有哪些？以下將為您一一解答。

    安防大數(shù)據(jù)挖掘

平安城市從2010年在全國推廣至今已經(jīng)6年，目前各地平安城市建設(shè)即將進(jìn)入擴(kuò)容改建期，需要更加綜合與智能的整體解決方案。公共安防已不再局限于擴(kuò)張視頻監(jiān)控覆蓋廣度和密度以及清晰度，而是由擴(kuò)密度的傳統(tǒng)安防時(shí)代向注重視頻大數(shù)據(jù)挖掘、使用和管理的智能化安防時(shí)代邁進(jìn)。

    平安城市建設(shè)飛速發(fā)展，各個(gè)街道、十字路口隨處可見各種攝像機(jī)設(shè)備。它們?yōu)楣驳娜粘Ｖ伟埠蛡刹檗k案提供了很大的方便。但隨著設(shè)備數(shù)量的增加，視頻分辨率的提高，公安搜集到的視頻和圖片的數(shù)據(jù)量呈幾何倍增長。再加上視頻分辨率的不斷提高對(duì)服務(wù)器處理能力和使用率提出了更高的要求。這樣，視頻圖像的調(diào)閱、存儲(chǔ)、計(jì)算在技術(shù)上都面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，公安干警如何能快速在日益增長的海量數(shù)據(jù)中獲得有價(jià)值的信息就成為了亟待解決的問題。

模式識(shí)別技術(shù)

中科院自動(dòng)化研究所作為當(dāng)今我國承擔(dān)模式識(shí)別技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)研究同時(shí)也是最頂尖的科研機(jī)構(gòu)之一，下屬的模式識(shí)別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著模式識(shí)別國家級(jí)課題項(xiàng)目，是中國乃至世界模式識(shí)別技術(shù)當(dāng)之無愧的領(lǐng)軍者。

    實(shí)驗(yàn)室張俊格博士的研究方向就是圖像視頻分析，他對(duì)這個(gè)研究方向充滿信心：“模式識(shí)別是大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心，十幾年前看不到太多應(yīng)用，現(xiàn)在應(yīng)用需求非常大?！?/span>

“數(shù)據(jù)本身沒價(jià)值，挖掘數(shù)據(jù)中的模式才有價(jià)值。大數(shù)據(jù)時(shí)代，模式識(shí)別很重要?！敝锌圃涸菏孔T鐵牛表示，幾十年前國家就在這個(gè)方向設(shè)立重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，具有超前的戰(zhàn)略眼光。

深度學(xué)習(xí)技術(shù)

    深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)研究中的一個(gè)新的領(lǐng)域，其動(dòng)機(jī)在于建立、模擬人腦進(jìn)行分析學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它模仿人腦的機(jī)制來解釋數(shù)據(jù)，例如圖像，聲音和文本。

    讓深度學(xué)習(xí)能夠如此大行其道的關(guān)鍵要素是數(shù)據(jù)，而占大數(shù)據(jù)總量60%以上的為視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，與此同時(shí)，視頻監(jiān)控領(lǐng)域的70%以上的數(shù)據(jù)分析是用來進(jìn)行圖像識(shí)別。

目前，深度學(xué)習(xí)在安防行業(yè)的諸多領(lǐng)域都取得了很大進(jìn)展，如：行人檢測(cè)、車輛檢測(cè)、非機(jī)動(dòng)車檢測(cè)等，識(shí)別準(zhǔn)確率甚至超過人類。

前沿應(yīng)用揭秘

中科唯實(shí)作為中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所下屬的一家技術(shù)領(lǐng)先的智能視頻管理平臺(tái)軟件提供商，其核心技術(shù)來源于自動(dòng)化研究所模式識(shí)別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，譚鐵牛院士團(tuán)隊(duì)，其致力于將譚院士團(tuán)隊(duì)全球領(lǐng)先的智能視頻分析技術(shù)應(yīng)用到智能安防領(lǐng)域。

先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)是一家高科技企業(yè)能夠存在并獲得長久發(fā)展的根本，基于譚鐵牛院士團(tuán)隊(duì)相關(guān)“圖像識(shí)別”以及“機(jī)器深度學(xué)習(xí)”的算法，中科唯實(shí)開發(fā)出了一系列的能夠服務(wù)于平安城市的世界頂尖級(jí)應(yīng)用。下面重點(diǎn)介紹其中三種：

一、 行人多特征識(shí)別技術(shù)

在海量視頻數(shù)據(jù)條件下，靠人工想從歷史和即時(shí)的視頻數(shù)據(jù)中篩查犯罪嫌疑人猶如大海撈針。行人多特征識(shí)別技術(shù)則是通過人工智能的方法，讓計(jì)算機(jī)從海量監(jiān)控視頻中自動(dòng)的去識(shí)別出行人，分析行人的特征，然后根據(jù)犯罪嫌疑人的特征自動(dòng)篩選，不僅大大的節(jié)省人力物力，同時(shí)也會(huì)大大縮短犯罪嫌疑人的歸案時(shí)間。

中科唯實(shí)研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)，克服了光照、天氣等難點(diǎn)因素，能夠快速準(zhǔn)確地識(shí)別行人的各種重要特征，如性別、年齡、是否戴眼鏡、發(fā)型、衣著、體型、是否騎車以及隨身攜帶的物品等。所研發(fā)的行人多特征識(shí)別算法有著靈活的部署方式，可實(shí)現(xiàn)時(shí)間自定義、識(shí)別區(qū)域自定義，快速準(zhǔn)確。利用智能視頻分析服務(wù)器集群，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)平安城市幾百路監(jiān)控視頻進(jìn)行7x24小時(shí)不間斷的行人多特征分析與檢索，實(shí)時(shí)排查可疑人員并及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

行人多特征識(shí)別技術(shù)將極大地提高公安查找犯罪線索的能力、犯罪嫌疑人排查與鎖定的效率，助力平安城市新一代智能視頻監(jiān)控平臺(tái)的建設(shè)。

二、 步態(tài)識(shí)別技術(shù)

步態(tài)是指人們走路的姿勢(shì)，是一種可在遠(yuǎn)距離感知的生物行為特征。和其他生物特征識(shí)別技術(shù)相比，步態(tài)識(shí)別的優(yōu)勢(shì)在于非接觸性、非侵犯性、易于感知、難于隱藏和難于偽裝。步態(tài)分析還可以輕松的區(qū)分出人的不同模式，例如行走、奔跑、負(fù)重等等。基于這些優(yōu)點(diǎn)，步態(tài)識(shí)別在門禁系統(tǒng)、安全監(jiān)控、人機(jī)交互、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

步態(tài)分析的難點(diǎn)在于其特征的穩(wěn)定性問題，一個(gè)人的步態(tài)會(huì)因?yàn)閭?、體重增或減甚至是著裝舒適度等因素影響而改變。中科唯實(shí)研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用深度學(xué)習(xí)方法，用步態(tài)能量圖描述步態(tài)序列，通過深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練匹配模型。利用訓(xùn)練好的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)匹配模型計(jì)算待識(shí)別的步態(tài)視頻和已注冊(cè)的步態(tài)視頻序列每個(gè)步態(tài)能量圖的相似度，依據(jù)相似度大小進(jìn)行身份預(yù)測(cè)。步態(tài)識(shí)別應(yīng)用采用全天候模式，在特定的安防場景可快速的對(duì)遠(yuǎn)距離行人目標(biāo)的身份進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

目前，中科院自動(dòng)化研究所正在建設(shè)全球規(guī)模最大的步態(tài)數(shù)據(jù)庫。步態(tài)識(shí)別技術(shù)將對(duì)有助于解決監(jiān)控視頻中低分辨率行人身份識(shí)別的難點(diǎn)問題，為公安部門提供重要的案件偵破線索。

三、 身高相機(jī)

身高是人體重要的數(shù)據(jù)特征之一，在一些特定的場所，例如景點(diǎn)入口，車站檢票口等對(duì)身高要求都有明確地規(guī)定。傳統(tǒng)的利用尺度工具測(cè)量身高的方法雖然操作簡單，但要求被測(cè)人員配合，不僅速度慢，而且精度較差，超聲波、紅外等方式可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、精度較高，但對(duì)測(cè)量環(huán)境要求苛刻。不適用于公共場所?；谟?jì)算機(jī)視覺技術(shù)的身高相機(jī)可以很好地解決上述問題，提供多場景、非接觸、自動(dòng)化的測(cè)量。

身高相機(jī)是利用深度傳感器獲取現(xiàn)實(shí)場景的深度數(shù)據(jù)和顏色信息，通過坐標(biāo)變換建立深度數(shù)據(jù)與三維坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后通過去噪、配準(zhǔn)等算法去除干擾并減小誤差，最后利用三維重建的方法得到人體的身高以及其他數(shù)據(jù)信息。

身高相機(jī)無需與被測(cè)對(duì)象接觸，當(dāng)對(duì)象進(jìn)入測(cè)量場景后便自動(dòng)采集測(cè)量，可同時(shí)測(cè)量場景中的多個(gè)目標(biāo)，配準(zhǔn)后對(duì)光照具有較強(qiáng)的魯棒性，可適應(yīng)場景光照變化，而且具有較高的精確度和實(shí)時(shí)性，將會(huì)是視頻監(jiān)控領(lǐng)域的重要工具。

技術(shù)引領(lǐng)未來

    人們對(duì)于監(jiān)控視頻中有價(jià)值的信息挖掘不僅只是局限于當(dāng)前車輛、人的基本信息，在智能市場的不斷推動(dòng)下，同時(shí)依靠中科院自動(dòng)化研究所強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，可以不斷對(duì)安防大數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)鍵信息進(jìn)行有效補(bǔ)充，為最終的大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供更有價(jià)值的數(shù)據(jù)入口，更是為深度的行業(yè)應(yīng)用提供源源不斷的動(dòng)力。

從海量視頻中挖掘關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)，再到大數(shù)據(jù)平臺(tái)及其行業(yè)應(yīng)用，中科唯實(shí)在安防大數(shù)據(jù)時(shí)代下高速奔跑著，為引領(lǐng)“智能化”浪潮而不懈努力。

文章來源：中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所