探析公安信息化与视频识别技术

　
　　随着公安工作信息化建设的不断引向深入，公安工作就是信息第一，谁先掌握各类信息，谁就先取得工作的主动权，工作才能与时俱进、才能实现跨跃式发展、才能保一方社会和谐平安，长治才能久安，笔者结合剖析当前公安工作信息化应用现状，就提如何升公安基础工作信息化建设水平谈几点粗浅的看法。

　　当前公安工作信息化应用现状

　　缺乏长期系统的信息化建设规划

　　信息化建设不是一朝一夕一蹴而就的事情，而是一个长期积累循序渐进、逐步完善的过程，想把信息化建设搞好就要树立长期作战持之以恒的思想。公安机关的领导几年一调换，对信息化建设的认识和重视程度不尽相同，如果没有一个长期的信息化建设规划来保证各任领导的接力运作的连续性，就难以保证信息化建设的持久发展。

　　基层领导干部和广大民警缺乏对信息化建设的足够重视

　　对于公安工作领域来讲，应用包括信息技术在内的技术改造，是实现结构优化升级、提高整体素质的重要途径。但是，有些领导和同志对此并未给予足够的重视，认为信息化工作可有可无，是“讲起来重要、做起来次要”的软任务，排不上议事日程，更没有把信息化作为提升管理水平、提高工作效率、改进公安工作的重要手段来抓。只有当广大的基层领导和民警真正从思想上和行动上引起高度的重视，才能实现真正意义上的信息化应用，才能把广大民警从传统落后的工作模式中解放出来，提高工作效率，产生巨大的政治效益和经济效益。

　　基础信息获取的准确性和有效性急待加强

　　目前基础工作信息化建设很多基础数据都是通过下级部门向上级部门上报，基层单位每年要向上级机关上报各类报表，各类数据，其中多数内容重复且可以通过其他渠道获取。往往上级部门收到的同一时期的数据，在不同时间上报数据又有所不同。这种职能部门向下要、基层单位向上报的单向信息采集手段，极易使基层干部在繁重的基础工作中疲于应付，重量轻质、重内轻外，造成信息采集的死角、漏洞较多。

　　各类系统资源没有得到充分的挖掘和利用

　　由于没有统一建设一个信息化平台，造成了公安机关各部门的信息资源不能得到充分的利用，也不能为领导的决策提供及时、准确、详细的可靠依据。各级各部门的信息化建设目前基本处在各自应用的水平，没有达到各警种各部门之间的信息共享，各类信息的应用资源没有得到充分的挖掘和合理有效的综合利用，还不能为领导决策提供科学及时的服务，也不能为一线民警提供全天候、全方位、全过程的综合信息支持。

　　信息化系统如何提升公安基层基础工作的困境

　　目前，在公安信息系统应用上，仍为上级决策、了解情况而用，到了基层则是查询应用多而分析应用少、操作应用多而实战应用少、表层应用多而深层应用少。究其原因，不是技术问题，而是需求分析没有做好，不下基层作需求调研而盲目进行、不结合实战需求而搞“花架子”，造成许多工作不能贴合公安基层基础工作。

　　突破信息化发展瓶颈，开创公安管理新局面

　　构建信息化建设平台，实现信息资源综合利用

　　公安机关需坚持“取之于基层、用之于基层”，以“给谁用、方不方便用、用的实际效果好不好”为原则，以“解决基层基础信息来源、归类、应用”为目的，搭建了由信息采集、整合、应用三层结构组成的基础工作综合信息平台。平台就是基础，只有正确运用良好的基础信息平台，才会取得良好的使用效果，只有综合利用才能达到预期的目的。

　　丰富信息来源基础，夯实信息化建设支撑公安信息研判

　　 在信息建设中，信息来源应该采取自采和调采两种方式采集，可以大大拓展信息来源，有效缓解了基层的采集任务。所谓自采，就是广大民警把以往的“头脑信息”、“口袋信息”、“纸片信息”、“档案信息”以及每天实际操作工作中了解、采集到的鲜活信息及时输入信息平台。所谓调取，就是通过一定的途径和技术手段，挖掘、整合、利用专业系统、职能部门以及社会化资源共享的信息。把调取的信息经过技术处理，极大地丰富了信息平台的内容，而且确保了基础数据的完整性和权威性，最终达到研判效果。

　　以“绩效考核”力推信息化应用，形成全警参与的整体合力

　　充分发挥利用好信息化建设的优势，最根本的就是要坚持“以人为本”的工作理念。牢固树立先进典型，广泛开展宣传教育，引导民警深刻认识信息化建设的重要作用；同时坚持建立信息考核制度，充分调动基层民警做好基础工作信息化建设的积极性和主动性，为公安信息化建设献计献策。

　　信息化建设专业性强，建立民警的信息技术人才刻不容缓

　　一是增加人才；二是加强对现有民警的专业技术培训，让他们有一定的技术基础，且熟悉公安业务，但应该为他们提供系统的专业技术培训以提高其技术水平。三是建立一支相对固定的技术队伍。利用这支技术队伍，逐步渗透项目开发的各个领域，系统规划、功能设计及推广培训等应以公安自身的技术力量为主导，以利技术人员掌握核心技术，为进行自主开发或者自行修改创造条件。

　　智能视频分析识别技术与公安信息化

　　城市治安视频监控系统的现状

　　城市治安视频监控系统作为平安城市建设、公安“科技强警”和公安信息化建设的一项重要内容，得到了国务院、公安部、各级地方政府和公安机关的高度重视，在短短的几年时间，已经建成了全世界规模最大、覆盖面最广的视频监控系统，为快速扭转城市治安状况、加强城市管理、提高公安机关的战斗力、创造和谐安定的社会环境、塑造良好的城市形起到了较大的作用。当前城市治安视频监控系统正处在大规模建设阶段的后期，有些系统已经集成相当规模并投入运行，有些还在建设当中，有些在原来的基础上扩大规模。而系统建成后如何应用，发挥其应有的效益则还没有得到应有的重视。当前应用的现状是仅仅各级监控中心走马观花的看看各监控点的视频，和在发生案件后刑侦部门为查找线索翻翻录像资料。这种低层次的应用对于几千万甚至几个亿的建设投资，或每年成百上千万租赁费用来讲，显然是远远不够的。同时在大规模视频监控系统中，因其缺乏对视频的智能分析，对治安事件无法实时记录和预警；长期观察监控视频也突显了人员疲劳的局限性；而且海量的录像数据难以管理和有效查看 。具体来说主要体现在以下几个方面：

　　1、缺少视频信息情报的标准化生成方法，进而缺少利用视频信息情报指导侦查、破案的新型警务工作模式。现在视频监控的应用已融入民警的日常办案工作当中，但采用的仍然是人工的方式去浏览、排查，费时费力。

　　2、视频信息的跨域、跨警种共享以及与其他信息系统的互联互通问题突出，跨系统的语言不统一造成信息成为一个个的孤岛，限制了大情报、大信息系统的建设及应用。

　　3、存储传输的问题，由于要节省大量的存储空间及传输带宽的限制，不得不对视频数据进行大量压缩，不仅造成图像模糊的问题，而且视频压缩时固定压缩比的方式不够灵活，不得不占用大量的存储空间及传输带宽。

　　4、高效计算的问题，由于视频监控要求计算的多功能性和实时性，而视频数据的特殊性，带来计算成本的增加，需要构建统一的用于视频监控的视频计算理论和框架。

　　5、视频信息化情报化警务应用各环节缺乏统一的标准和规范。所有这些问题的根本在于对视频内容的不理解，没有一个高效的、标准化的视频数据交换和视频情报提取的方法。解决这些实际问题，需要对视频结构化描述及以此技术为核心的新型视频监控系统构建进行重点研究。

　　视频智能分析技术在城市治安动态监控系统中的应用

　　智能视频分析技术属于模式识别技术的一种，它是通过设计一定的计算机算法，从视频中分析、提取和识别个体运动行为的特征，令计算机判断出这些个体进行了一些什么行为，进而可以判断这些行为是否符合某些规则，是否属于“某一类型”的行为，而这些类型的行为是应该提醒监控人员注意的“可疑行为”，这样当计算机发现了这些“可疑行为”时就可以进行即时的报警，摆脱了人工的干预和判断，实现令计算机“代替”人进行监控，也即实现了“自动监控”或是“智能监控”。从更形象一点的角度来解释，监控系统中摄像头和视频传输技术解决了“眼睛”的问题，使监控人员能够在不身处现场的情况下通过摄像头看到现场的情景，而这一现场还由于传输技术的进步摆脱了地域的限制，甚至于可以在千里之外(通过数字网络传输视频)；而智能视频分析监控技术则给监控系统加上了“大脑”，使机器能够代替人(至少在一定程度上)来随时监看这些视频，无须再由人工随时去监看这些视频。

　　智能视频分析技术的广义类别

　　从广义上来说，除了以上的描述被定性为智能视频分析外，我们也可以把智能视频分析定性为所有运算功能，起到对视频画面进行分类，比对或识别的作用。另一方面，它可以对画面进行分析，对画质进行某些优化，提供更好的画质以供监控人员观看。其中具体包括：视频分析类、视频识别类、视频改良类。

　　视频分析类

　　主要功能是在监控画面中找出物件，并检测物件的运动特征属性，例如：物件相对的像素点位置，物件的移动方向及相对像素点移动速度，物件本身在画面中的形状及其改变。根据以上的基本功能，视频分析可分为以下几个功能模块：

　　（a）周界入侵检测、物件移动方向检测；

　　（b）物件运动、停止状态改变检测；

　　（c）物件出现与消失检测；

　　（d）流量统计包括（人流量、车流量统计）；

　　（e）PTZ自动追踪系统；

　　（f）摄像机智能自检功能。

　　视频识别类

　　视频识别类包括人脸识别及车牌识别，其主要的技术在于在视频画面中找出局部中一些画面的共性。例如：人脸必然有两个眼睛，如果我们可以找到双目的位置，那么就可以定性人脸的位置及尺寸。不过，以现有的技术来说，人脸识别系统必须在双目可视的情况下，才可进行人脸比对。其主要包括：

　　（a）人脸识别系统；

　　（b）车牌识别系统；

　　（c）照片比对系统；

　　（d）工业自动化上的机器视觉系统。

　　视频改良类

　　 视频改良的主要功能是将以前不可视、模糊不清，或者是在振动的画面进行一些优化处理，以增加视频的可监控性能。具体包括：

　　（a）夜视图像增强处理；

　　（b）图像画面稳定系统；

　　（c）车牌识别影像增强系统。

　　智能视频在公安机关的应用范畴

　　由于近年来国内外恐怖袭击经常发生，而且用于恐怖袭击的武器也不断先进，造成公安及无辜平民的死伤也不断上升，反恐形势十分严峻，这导致公安对可应用于安全防范的智能视频系统或功能需求十分紧迫。

　　周界入侵检测、物件移动方向检测

　　周界入侵检测是利用运动目标的智能视频分析原理，在摄像机监视的场景范围内，根据监控需要和目的设置警戒区域。系统可以自动检测入侵到警戒区域内的运动目标及其行为，一旦发现有满足预设警戒条件，则自动产生报警信息，并用告警框标示出进入警戒区的目标，同时标识出其运动轨迹。另外，我们还可以利用周界防范入侵检测系统来代替红外线对射或地感线圈。其主要功能应用于围墙边缘，以防止不相关的人非法闯入警戒区域。它也可以代替故有的移动侦测系统，减少系统总体的误报率，增加系统的可信度。尤其在城市安防项目中，由于摄像机的数目过多，只能采用电子手段来减少系统对监控人员的需求量。

　　物体出现与消失

　　从视频中分析出物品的存在与否是一个非常有意义的智能视频分析功能。物品消失侦测采用区域检测对比算法来实现的。其基本原理是从固定摄像头摄像画面中提取出区域进行保存，物品状态分析服务器根据算法可以设定一定的时间周期，将与这些区域图像数据与原始数据进行比对。其具体方式为：系统根据算法把一个区域分割为多个区域，由于视频流是实时连续的，因此区域的检测和分割需要在每一帧内不停地计算，此外还要对帧间的区域进行跟踪，把不同时间的区域连接起来，从而给出正确的物品类型、状态和物品运动方向。当超过设定好的时间时，在区域物品状态发生变化之际，系统就会对消失或移动的物品进行报警。

　　PTZ自动跟踪

　　在摄像机监视的场景范围内，当移动目标出现后，用户可以手动锁定（例如通过鼠标点击来锁定目标）或预置位自动触发锁定某个运动目标，可触发PTZ摄像机进行自主自动的PTZ跟踪，并且PTZ摄像机可自动控制云台进行全方位旋转。同时，该功能还可以针对被锁定的运动目标进行视觉导向的自动跟踪，以确保跟踪目标持续出现在镜头中央。自动PTZ跟踪模块弥补了固定摄像机监控视野窄的缺点，是完善的安全监控系统所必备的功能。

　　功能实现过程为：主摄像机对视频监控区域的全景范围进行图像抓拍，并将抓拍到的图像传至视频服务器处理：视频服务器处理图像数据以提取目标的位置信息，对各从摄像机进行调度；从摄像机根据目标的位置信息对目标进行锁定跟踪，自动进行镜头缩放，以获得目标的清晰图像，如此一来，系统能对监控区域进行全方位的跟踪，并能对进入监控区域的目标进行自动锁定跟踪，而且相应速度快、精确度高。

　　人脸捕捉、比对及照片

　　比对传统的视频监控系统存在一些很明显的不足之处，如：24小时地不停工作，有太多的现场和摄像机。监控工作本来就是一件无目的性的事情，当需要调用视频的时候，监控人员要查询以往所有的录像将是一件非常繁琐的事。而人脸检测/捕捉技术，能在一个大的背景复杂的摄像机监视场景范围内，准确检测和捕捉到人脸，并将实时存储的人脸照片或视频作为有用信号存储，再配合人脸分析比对数据库资料，这样一来，系统可短时间自动调出该人的信息。 系统再根据人脸捕捉的结果进行人脸自动比对或照片比对。

　　智能视频的应用不足

　　我们不得不承认，现在的智能视频系统只是处于初级阶段，存在不足之处，如：

　　（1）场景环境要求较高，往往需要根据不同的环境以及不同的需求进行不同的参数设置；

　　（2）需专业人员指导安装才可以顺利使用实施。只有熟悉技术的专业人员才能根据经验对现场环境进行判断分析，再指导安装实施使用；

　　（3）用户不懂运用和操作使用。由于用户普遍对智能视频系统的认识有限，导致用户不懂此技术的运用和操作，需要较长时间的引导。