視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程及趨勢淺析

浙江省慈溪市慈溪高中 洪翌滔

一、視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展史

從上世紀九十年代開始，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正式進入中國，并在國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)得到了快速發(fā)展，從以矩陣為核心代表的模擬系統(tǒng)，發(fā)展到了以硬盤錄像機為代表的半數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，再到如今以網(wǎng)絡(luò)攝像機為代表的全數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，視頻監(jiān)控已存在于社會公共安全的每一個角落。視頻監(jiān)控的發(fā)展歷程主要分為三個階段：

第一階段為模擬監(jiān)控時代，主要由模擬攝像機、專用同軸電纜、視頻矩陣、顯示器、模擬錄像設(shè)備及錄音帶等組成。系統(tǒng)定位為解決小范圍區(qū)域內(nèi)、短距離的視頻監(jiān)控需求。

第二階段是以硬盤錄像機為核心的半數(shù)字化監(jiān)控時代，主要由模擬攝像機、專用同軸電纜、硬盤錄像機、顯示器等組成。系統(tǒng)優(yōu)勢在于充分發(fā)揮了計算機技術(shù)的功能，能為用戶提供相對人性化的預(yù)覽、視頻管理方式，在一定程度上解決了模擬矩陣技術(shù)無法解決的難題。

第三階段則是以網(wǎng)絡(luò)視頻為核心的全數(shù)字視頻監(jiān)控時代，也是網(wǎng)絡(luò)時代，視頻從前端視頻圖像采集、傳輸就是數(shù)字信號，同時以網(wǎng)絡(luò)為傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)視頻圖像的傳輸，并通過部署在相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的控制主機來實現(xiàn)系統(tǒng)的顯示、控制、存儲、應(yīng)用。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程示意圖如圖1所示：

圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程示意圖

二、國內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展背景

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是保障城市安全和維護社會穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施，也是“平安城市”的核心組成部件，更是未來“城市大腦”的眼睛，是“智慧城市”發(fā)展的重要載體。視頻監(jiān)控不僅可以滿足城市管理、反恐維穩(wěn)、應(yīng)急指揮等需求，也可以啟到治安防控、預(yù)防打擊違法犯罪行為，提供破案所需的視頻圖像信息線索等作用，能作為人防、物防之外的另一大防控手段——技防。同時，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)能構(gòu)筑城市的立體化防控網(wǎng)絡(luò)，提升城市可視化管理水平和政府應(yīng)急處置能力，對于維護城市公共安全具有重大的意義。

國內(nèi)的平安城市建設(shè)起源于“科技強警”戰(zhàn)略和城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)（“3111”試點工程）兩大項目，從最初的前端點位建設(shè)到近幾年的聯(lián)網(wǎng)整合，視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)成為政府部門可視化管理的技術(shù)支撐點。近年來，隨著人民生活水平的提高、國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們的生活、學習和工作條件均有了很大的改善，越來越多的人成為了有車一族；私家車保有量的增多無疑給人們出行帶來了很大的便利，但與此同時，私家車發(fā)展所帶來的問題，也日益嚴重。從近年的公安刑事案件規(guī)律來看，車輛成為了犯罪分子作案、生活中必不可少的工具。同時，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，各地城市的人口流動頻率越來越大，人口組成也變得越發(fā)復(fù)雜，城市公共安全領(lǐng)域的人員安全防范與管理面臨著巨大的挑戰(zhàn)，而現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)雖能解決視頻采集、預(yù)覽、控制等應(yīng)用需求，但面對越來越多的視頻資源，以及信息化、智能化的管理需求，筆者認為亟需引入人工智能（Artificial Intelligence，即AI）來自動消化海量監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，將網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級為以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為核心，以精確數(shù)據(jù)生產(chǎn)為目標的智慧監(jiān)控系統(tǒng)。

三、視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢分析

在中國的平安城市建設(shè)中，會部署大量的攝像機，這些攝像機每天將采集海量的視頻數(shù)據(jù)。我們以首都北京舉例，據(jù)不完全統(tǒng)計，屬于政府和社會公共機構(gòu)的建設(shè)攝像機，體量已超過200萬個，這些攝像機與我們的手機不一樣，它每分每秒都在進行視頻采集，北京200多萬個攝像機一天將會產(chǎn)生200多萬天的錄像，折合成年，也就是5000多年的視頻。所以在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，從前端攝像機到存儲都是一個擁有海量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。那么這些數(shù)據(jù)最終由誰消費呢？唯一的消費者就是監(jiān)控中心的工作人員，簡單來說就是政府工作人員（例如民警），他們在日常工作的中需要去瀏覽很多實時視頻/錄像，但是目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的速度，已經(jīng)遠遠超過了數(shù)據(jù)消化的速度，這也就導(dǎo)致了當今視頻監(jiān)控行業(yè)的一個主要矛盾：我們采集了太多的視頻，但這些視頻的價值卻沒有辦法得已最大的發(fā)揮。

在《碟中諜》里面有一個場景，任務(wù)情報署的特工盧瑟，通過天眼視頻，應(yīng)用人臉檢索、人臉識別技術(shù)，完成了對目標伊莎的位置鎖定。該電影片段中呈現(xiàn)了幾個核心技術(shù)，例如人臉檢測、人臉識別、步態(tài)識別等，這些技術(shù)在三到五年以前，識別的精確度并不足以支撐廣泛應(yīng)用。但隨著人工智能技術(shù)，尤其是深度學習的成熟，現(xiàn)在車輛識別、人臉識別這些基礎(chǔ)模塊的性能、精度已大大提升。綜上所述，筆者認為，將人工智能引入視頻監(jiān)控領(lǐng)域，自動對視頻數(shù)據(jù)里面的內(nèi)容和目標進行結(jié)構(gòu)化分析，提取有價值的屬性、身份信息等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并通過計算機進行海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的檢索、分析、統(tǒng)計應(yīng)用，是未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的必要趨勢。這中間的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是如何充分挖掘數(shù)據(jù)背后隱藏的價值，因為當人工智能將視頻類非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，解析成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)后，將會產(chǎn)生一個新的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)池，這些數(shù)據(jù)如果沒有經(jīng)過關(guān)系的挖掘，那么就無法形成真正有意義的情報。

目前，在視頻監(jiān)控領(lǐng)域會應(yīng)用一些相對成熟且簡單的挖掘手段，例如在醫(yī)院里經(jīng)常會有一些醫(yī)鬧人員，我們可以嘗試將這些人員的信息錄入到“醫(yī)鬧庫”中，也就是俗稱的黑名單，一丹這些人來到醫(yī)院，則系統(tǒng)就會進行自動預(yù)警，醫(yī)院的保安能第一時間得到預(yù)警信息，及時將不穩(wěn)定的因素扼殺在搖籃里。事實上，還有很多更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系的分析挖掘手段，例如醫(yī)院會有很多號販子，這些人的存在會饒侖醫(yī)院正常的掛號服務(wù)秩序，那么如何通過人工智能技術(shù)將這些號販子找出來呢？怎么樣能夠區(qū)分號販子與普通掛號病人的差別呢？這就需要對掛號人的行為進行分析，從海量的人臉數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)中，自動將經(jīng)常在醫(yī)院掛號，但又不看病的人員篩選出來，然后納入特殊人群管控起來。未來，以人工智能+數(shù)據(jù)挖掘模式構(gòu)建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將幫助各行業(yè)更好的實現(xiàn)視頻增值服務(wù)。

四、結(jié)論

通過本文的分析，筆者提出了人工智能+數(shù)據(jù)挖掘的新一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建模式，建議對海量視頻類結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行解析，結(jié)合業(yè)務(wù)需求挖掘數(shù)據(jù)價值，催生數(shù)據(jù)應(yīng)用，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)增值效益。