視頻識別在智能建筑中的應(yīng)用

摘 ?要：文章主要是通過對視頻識別的應(yīng)用闡述，與實際功能相結(jié)合，明確視頻識別在智能建筑中的應(yīng)用。文章從視頻識別系統(tǒng)的AI云架構(gòu)、系統(tǒng)拓?fù)浜鸵曨l識別系統(tǒng)最終達(dá)到的效果等方面進(jìn)行了較為全面的描述，其主要實現(xiàn)客流量統(tǒng)計、車輛管理、周界防范等功能。最后將視頻識別應(yīng)用在具體的案例項目中，證明視頻識別在智能建筑中的可用性。

關(guān)鍵詞：智能化建筑;視頻識別;AI

中圖分類號：TP391.41;TU243 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）15-0108-03

Abstract：This paper is mainly through the application of video recognition，combined with the actual function，clear the application of video recognition in intelligent buildings. This paper describes the AI cloud architecture，system topology and the final effect of the video recognition system. It mainly realizes the functions of passenger flow statistics，vehicle management and perimeter prevention. Finally，video recognition is applied to a specific case project to prove the usability of video recognition in intelligent buildings.

Keywords：intelligent building;video recognition;AI

0 ?引 ?言

工業(yè)和信息化部印發(fā)的《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018—2020年）》中提出目標(biāo)，到2020年，我國視頻圖像識別、智能語音、智能翻譯等產(chǎn)品要達(dá)到國際先進(jìn)水平。視頻識別系統(tǒng)，主要是將生物特征識別、視頻內(nèi)容理解與其他檢測技術(shù)相融合、創(chuàng)新，實現(xiàn)視頻監(jiān)控、圖像搜索等典型應(yīng)用，拓展其在智能建筑中的應(yīng)用范圍，有效地提高社會智能化程度。

杭州元年科技有限公司的經(jīng)營范圍：電子與智能化工程、智慧城市系統(tǒng)工程、計算機(jī)信息系統(tǒng)集成工程、信息通信工程、消防工程、施工（憑資質(zhì)證書經(jīng)營）;計算機(jī)軟硬件、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、信息技術(shù)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)。監(jiān)控系統(tǒng)為經(jīng)營范圍中智能化工程和信息工程的主要組成部分;隨著社會需求的變化，視頻監(jiān)控慢慢地向視頻識別AI轉(zhuǎn)化。

杭州元年科技有限公司在多個工程項目中都實現(xiàn)了視頻識別功能，比如在“杭州市西岸花園小區(qū)”“德清縣新市旅游集散中心”等項目中，公司都不同程度地采用了一種或者多種視頻識別方案。

1 ?視頻識別AI云架構(gòu)

近年來，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)被越來越多地提及。利用視頻識別挖掘出海量物聯(lián)數(shù)據(jù)的價值，以實現(xiàn)物聯(lián)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的融合并孵化出更豐富的智能應(yīng)用，因此，杭州元年科技有限公司搭建了公司特有的AI云?；凇霸七吶诤稀崩砟顬榛A(chǔ)的AI云，即通過對圖片的學(xué)習(xí)，加上深度算法，可以實現(xiàn)對圖片進(jìn)行識別的云端服務(wù)器。架構(gòu)提出了“聚邊到域、域為中場、數(shù)據(jù)入云”新主線，通過邊緣節(jié)點(diǎn)、邊緣域和云中心來實現(xiàn)智能建筑的彼此互聯(lián)以及演化。

AI云架構(gòu)由邊緣節(jié)點(diǎn)（攝像頭）、邊緣域和云中心組成，系統(tǒng)如圖1所示。

邊緣節(jié)點(diǎn)：實現(xiàn)精準(zhǔn)的感知，并完成實時響應(yīng)，通過對視頻、圖片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化及對其他物聯(lián)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)感知，完成數(shù)據(jù)采集。

邊緣域：通過對業(yè)務(wù)的局部感知，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)的局部認(rèn)知，同時完成對域內(nèi)數(shù)據(jù)的自治處理和及時響應(yīng)。

云中心：完成跨域數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、整合和處理，通過大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)全局感知，通過對跨域數(shù)據(jù)的碰撞和多維數(shù)據(jù)的分析，進(jìn)行全局把控和態(tài)勢分析。

2 ?視頻識別在智慧建筑中的應(yīng)用

基于“AI云”理念，將整合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人臉識別系統(tǒng)、客流分析統(tǒng)計系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、防區(qū)監(jiān)管系統(tǒng)等，結(jié)合GIS地圖發(fā)揮邊緣計算的優(yōu)勢，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合管理和分析應(yīng)用。通過智能化建設(shè)，實現(xiàn)全節(jié)點(diǎn)、全地域的數(shù)字化;并在數(shù)字化的基礎(chǔ)上，融合多種系統(tǒng)應(yīng)用實現(xiàn)統(tǒng)一管理，不但使管理的粒度更精細(xì)，也使管理更全面、更方便、更可靠、更簡單。

2.1 ?系統(tǒng)拓?fù)?/p>

系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D2所示。

在設(shè)計方案時，要充分考慮邊緣計算分布式部署、靈活化處理和敏捷響應(yīng)的優(yōu)勢，邊緣域具備局部感知、局部認(rèn)知、及時響應(yīng)的能力，基于物聯(lián)數(shù)據(jù)池、物聯(lián)計算存儲資源池、智能算法倉庫、物聯(lián)智能綜合平臺，來構(gòu)建物聯(lián)智能視頻識別應(yīng)用。在系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計時，采用全網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，各個子系統(tǒng)最終通過網(wǎng)絡(luò)連接到中心，通過綜合管理平臺進(jìn)行統(tǒng)一集成與管理。

系統(tǒng)包括總控中心、分控中心和監(jiān)控前端，總控中心是指服務(wù)器（包含中心存儲、中心管理服務(wù)器、監(jiān)控管理終端、核心交換機(jī)），分控中心是連接總控中心和監(jiān)控前端的橋梁，包括包括NVR、交換機(jī)、客戶端，監(jiān)控前端就是各種攝像頭監(jiān)控。

2.2 ?人臉識別系統(tǒng)

在場地開闊、人員復(fù)雜的環(huán)境下，兒童和老人走失、走散事件經(jīng)常發(fā)生，因此人臉識別技術(shù)被提出并應(yīng)用到實際社會生活中。人臉識別可以通過采集走失人員的人臉照片，檢測照片中的人臉，并利用人臉面部特征對人臉照片進(jìn)行建模。將完成的建模提供到智能建筑群中內(nèi)各點(diǎn)位人臉抓拍相機(jī)進(jìn)行行人檢測，人臉抓拍相機(jī)抓拍清晰的人臉圖像，將形成的圖片庫與建模進(jìn)行人臉檢索、比對，實時識別人員身份，快速地確定走失人員，并提取走失人員的人臉特征、衣著顏色、背包配件、身高體型等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和識別信息，及時尋找出走失人員最后出現(xiàn)的地點(diǎn)，并實時通知附近的巡邏人員。視頻識別技術(shù)可全自動地實現(xiàn)人臉識別、檢索及找人，提升巡邏人員的工作效率。

視頻監(jiān)控人臉識別技術(shù)，還可以與公安機(jī)構(gòu)聯(lián)動，將數(shù)據(jù)信息與公安信息相關(guān)聯(lián)，有效地識別出可疑人員，特別是在一些人員密度比較大的區(qū)域，可以有效地提高區(qū)域安全性。

2.3 ?客流分析統(tǒng)計系統(tǒng)

客流分析統(tǒng)計系統(tǒng)主要由人臉抓拍機(jī)、雙目客流攝像機(jī)、密度分析相機(jī)等組成，其通過網(wǎng)絡(luò)連接各設(shè)備，將數(shù)據(jù)及信號上傳到監(jiān)控中心進(jìn)行存儲及管理。

客流高峰期往往存在人員聚集的情況，容易發(fā)生安全事故。實時監(jiān)測重點(diǎn)區(qū)域的人群密度是實現(xiàn)安全管理的重要保障。系統(tǒng)需實現(xiàn)出入口客流實時統(tǒng)計分析，統(tǒng)計進(jìn)入量、離開量和保有量，確保人員的快速分流，做好流控管理，實現(xiàn)自行分流和安全疏散?？土髅芏确治鼋缑嫒鐖D3所示。

景區(qū)流控管理密度分析主要采用密度分析相機(jī)對景區(qū)重要出入口和人員密集區(qū)域?qū)嵤θ藛T密度情況的檢測。

游客興趣點(diǎn)分析是通過對各個出入口實時抓拍的游客人臉照片，記錄游客游玩時長。根據(jù)兩次抓拍時間計算出游客在景區(qū)和各個景點(diǎn)內(nèi)的駐留時間并分析其興趣。

2.4 ?車輛管理系統(tǒng)

對車輛車位的管理主要針對出入口、停車場實現(xiàn)智能化管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計。車位管理監(jiān)控畫面如圖4所示，白線區(qū)塊為一個車位，如果在紅色區(qū)塊內(nèi)識別有車輛，并認(rèn)為車位被占用。

其中對出入口車輛的管理主要是通過門禁攝像頭實現(xiàn)對車輛車牌信息的自動識別、開閘閉閘、自助繳費(fèi)以及車輛分析統(tǒng)計。對于停車場車位的管理主要通過車位相機(jī)實現(xiàn)固定車停臨時車位報警、訪客車預(yù)約車位、車位信息實時同步等功能。

2.5 ?防區(qū)監(jiān)管系統(tǒng)

周界入侵檢測可結(jié)合采用多種智能分析以提高預(yù)警的準(zhǔn)確性，如區(qū)域徘徊檢測+絆線檢測。通過區(qū)域徘徊檢測可以在指定布防區(qū)域內(nèi)對長時間在某一區(qū)域逗留徘徊的人員等目標(biāo)實現(xiàn)預(yù)警，起到預(yù)防不良事件的作用。周界防范示意圖如圖5所示，白線設(shè)置為防區(qū)，一旦有人員進(jìn)入防區(qū)就會觸發(fā)警報。

通過視頻監(jiān)控的智能分析功能，可以對景觀湖等危險區(qū)域設(shè)計多級防區(qū)，提前告警，防止人員進(jìn)入危險區(qū)域。系統(tǒng)還可以設(shè)置布防、撤防時間，如白天有人靠近不產(chǎn)生報警，僅有人落入湖里才發(fā)生報警;晚上有人靠近湖岸就報警，提前做好安全防范。景觀湖防落水監(jiān)控畫面如圖6所示，白線設(shè)置為防區(qū)，一旦有人員進(jìn)入防區(qū)就會觸發(fā)警報。

3 ?視頻識別實際應(yīng)用案例

杭州元年科技有限公司針對不同的應(yīng)用場景和不同的客戶需求提供不同的解決方案，利用視頻識別技術(shù)可以提高現(xiàn)場的服務(wù)能力、減少人員的配置，高效可靠地完成安防、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、人員分析等任務(wù)。接下來介紹兩個由杭州元年科技有限公司設(shè)計并已實際投入使用的視頻識別方案。

3.1 ?杭州市西岸花園小區(qū)案例

該項目位于杭州市拱宸橋橋西歷史文化街區(qū)、運(yùn)河西北角，由一千多戶高層、多層及排屋組成，其位置離運(yùn)河碼頭200米，周邊有大型的商場、影院及歷史街區(qū)，出入人員較為復(fù)雜;小區(qū)于2019年底改造并完善了安防監(jiān)控，人臉識別監(jiān)測系統(tǒng)投入運(yùn)行。

該系統(tǒng)實現(xiàn)了對進(jìn)入小區(qū)主出入大門人員的實時人臉圖像的抓拍和留存，基于網(wǎng)絡(luò)傳輸與人臉識別技術(shù)，將前端采集數(shù)據(jù)接入?yún)^(qū)公安系統(tǒng)，提供實時對比布控、歷史數(shù)據(jù)查詢、軌跡分析等服務(wù)，為公安機(jī)關(guān)調(diào)查取證提供有效的數(shù)據(jù)，保障小區(qū)安全。

3.2 ?德清縣新市旅游集散中心案例

本項目位于浙江省德清縣新市鎮(zhèn)，是一座歷史文化名城、千年古鎮(zhèn)，2019年啟動古鎮(zhèn)的修復(fù)重建工程，前期游客中心已建成。為收集旅游數(shù)據(jù)，在景區(qū)外圍三叉出入口處、旅游集散中心廣場入口處等安裝人流量監(jiān)測設(shè)備，實現(xiàn)視頻識別系統(tǒng)對以上區(qū)域的人流數(shù)量的監(jiān)測;通過關(guān)聯(lián)設(shè)備的聯(lián)動算法實現(xiàn)對人流數(shù)量的實時計算以及對出入口客流的實時統(tǒng)計分析，分別統(tǒng)計景區(qū)進(jìn)入量、景區(qū)離開量和景區(qū)保有量，做好流控管理，實現(xiàn)自行分流和安全疏散，針對客流量定制化改善服務(wù)，為景區(qū)管理人員提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。

4 ?結(jié) ?論

隨著視頻識別技術(shù)的發(fā)展，其為智能化建筑提供了越來越多的智能化服務(wù)，與智能化建筑形成了不可分割的整體。杭州元年科技有限公司掌握了最新的視頻識別技術(shù)，并將其應(yīng)用到智能化建筑工程中，在提高公司業(yè)務(wù)水平的同時，也提升了社會的智能化水平，形成了一種良性循環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫巍巍，曾文，呂濤.基于視頻識別的城市智慧停車管理模式—城市智能停車管理、交通管理與互聯(lián)網(wǎng)出行服務(wù)綜合解決方案 [C]//第十一屆中國智能交通年會.第十一屆中國智能交通年會大會論文集.重慶：電子工業(yè)出版社，2016：987-997.

[2] 周慶東.基于智能視頻識別技術(shù)的作業(yè)告警系統(tǒng) [J].電子設(shè)計工程，2020，28（5）：31-35.

[3] 李清霞，魏文紅.基于視頻摘要的智能視頻識別系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [J].電子設(shè)計工程，2013，21（16）：65-68.

作者簡介：周曉青（1975.10—），男，漢族，浙江杭州人，總經(jīng)理，工程師，研究方向：智能建筑設(shè)計與施工。