智慧视频监控和人脸识别在监狱安防中的应用研究
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作者:吴蓉波
摘 要：根据智慧视频监控技术的原理，并结合在监狱安防实际建设及应用过程中的经验和教训，对智慧视频监控在安防中的应用进行了研究，归纳出了表层及深层两方面的应用并给出了相应实例。
关键词：智慧;视频监控;人脸识别
监狱的安全防范工作关系着社会的稳定、国家的安宁，随着监狱信息化建设的不断深入及应用的不断探索和拓展，研究作为整个安防系统重要内容的智慧视频监控系统和人脸识别系统的应用就显得尤为重要。根据在实际建设及应用中的经验，结合其运行原理，从表层和深层两方面来进行分类应用研究。
一、智慧视频监控表层应用
表层应用的定义：直接使用视频监控固有的功能及能力，或者根据其功能及能力的特点，结合在其本身或第三方软硬件系统中制定的不同规则，通过对这些规则的识别、分析、判断来发挥其效果或功能。
运行原理：对前端视频监控采取的图像，抽取关键特征与既定的规则进行对比、分析。有两种形式，第一种是依据前端的视频监控，加后端的视频分析和数据库，可用普通视频监控+后端视频分析服务器及视频数据库。第二种是前端为智能视频监控+后端视频数据库。
表层应用主要包括：
（1）消失及出现识别。出现识别与进入识别都是针对画面中的虚拟区域产生的分析识别，两者的区别在于进入识别強调的是物体从外部进入到区域;而出现识别强调物体突然出现在特定区域。出现识别应用场景：劳动收班后，各监区服刑人员必须在规定的时间内出现在规定的区域内列队集合。消失识别应用场景：在生产现场，服刑人员擅自离开规定的劳动区域，系统就发出报警通知值班民警。
（2）异常运动识别。在监控画面突然出现异常运动，比如原匀速行走的人突然加速，或原向一个方向行走的人群，忽然有人不按原方向行走，这时会产生一个异常运动识别。系统会提醒民警注意是否有服刑人员突然逃跑，追逐打架等事件。
（3）滞留徘徊识别。检测是否有人、车辆在特定区域内长时间停留，当滞留或者徘徊时间超过预设值，智慧视频监控系统则会报警。指挥中心民警即调取画面放大查看，若属可疑情况，则呼叫特警队前往处置，防止有人勘察监狱地形。
（4）打架斗殴识别。监狱画面中忽然出现人群聚集或人与人之间有持续的激烈肢体动作，智慧视频监控系统将对该类行为产生报警。报警处附近的监控画面马上在指挥中心大屏弹出，提醒值班民警及时查看及通知附近民警前往处置。
（5）攀高检测。当罪犯在监室攀高，越过警戒线时，智慧视频监控系统产生报警通知值班民警，于此同时报警视频画面自动弹出进行甄别处置，将可能出现的异常情况消灭在萌芽状态，确保监狱安全、犯人安全。应用场景如防止服刑人员将绳索挂在窗户高处上吊。
（6）智能跟踪。在监狱生产生活场所，当主摄像机检测到有可疑情况发生的时候，如监狱服刑人员跨越警戒线，进入离开警戒区域，徘徊等，主摄像机发送指令控制从摄像机进行云台旋转和镜头缩放，锁定触发报警的目标并对其进行自动跟踪，使目标持续放大以显示在画面中央，这样监狱监控中心可以看到更清晰的目标特征，以利于实时的判断和事后对照取证。
（7）人数统计。智慧视频监控系统可以自动精确统计进出通道的人数，有效辅助民警的日常管理工作。重庆市YD监狱在每个建筑物的出入口安装人脸识别系统，将系统接入后端的视频监控管理平台及服刑人员数据库，进行图像识别、提取、对比、分析及处理。动态掌握全狱服刑人员的区域分布情况，克服了射频系统虽然定位人员数量位置精确，但部署较复杂，存在与安防平台兼容性，成本较高等缺点。
除以上功能应用外，还包括物品丢失识别、尾随识别、人群聚集识别、车辆识别等应用。
二、智慧视频监控深层应用
智慧视频监控深层应用的定义：利用模式识别技术，对场景画面中特定的物体进行建模，通过大量样本进行训练，利用各种不同的算法计算，将大量视频数据中不同属性的事物进行检索、标注、识别等，从而达到对视频画面中的特定物体行为进行识别、分析和理解。
原理：通过构建场景中某种目标（人、动物、运行的物体等）的行为运动分析模型和及姿态分析模型，并与大数据库中先期的数据反复对比、分析、关联等，让视频监控系统不断对过程结果学习、修正，模拟人不断成长学习的过程。
（一）准确识别服刑人员规范性行为
相对于表层应用的行为识别，此应用主要用于精确识别服刑人员复杂姿态行为。典型应用如监测服刑人员规范就寝行为。大多数监狱对于这种行为的监测，都利用视频摄像机的高度或区域划线功能（即表层应用）、红外线入侵，检测是否起床或进入厕所区，若有则立即报警。但实践应用效果却不理想。冬天服刑人员夜尿繁多造成晚上产生的报警特别频繁，有时报警堆积造成平台卡顿。通过智慧视频监控深层应用，让视频监控系统不断学习、分析人起夜的姿态，对正常起床上厕所行为不予报警。
（二）动态精准控制AB门等重点区域人员进出
多起越狱事件中，服刑人员都是从安装了人脸识别、视频监控、门禁等一系列安防设备的AB门脱逃。造成这种现象是由于服刑人员利用尾随或劫持出门的民警、盗用门禁卡、民警责任心不强，让这些只有常规应用的设备形同虚设了。通过智慧视频监控和人脸识别技术结合，将某时间允许进出的人设为白名单。只要AB门场景中出现人，系统立即锁定场景中人脸，与数据库中经不断学习后存储的人脸特征对比，若有不识别的，则立即报警。
（三）实现重点人员的全方位精准自动监控
通过智慧视频监控和人脸识别系统，将民警和带入的外协人员进行编组“绑定”。沿途监控采集图像，与库里的照片进行匹配、分析，监控同组人员是否按规定时间、路线共同运动，防止外协人员单独行动。同样，还可以根据某个人像的某项细节特征，如上衣的颜色、眼镜，甚至有没有背包、戴眼镜等细节，来精准地搜索确定重点人员的位置及运行轨迹。
类似的应用还包括用于监测互监小组互监情况、配合心理测试来监测服刑人员是否撒谎、紧急报警、监区移动巡逻（黑名单布控）、围墙周界等。
三、结语
如何深入进行视频数据挖掘，对海量的视频数据进行分析和管理，有效提高人们对视频数据的利用，并将视频数据转化为数据资源，与更多的业务系统和部门实现应用协同，实现多种关联数据的分析，挖掘出更有价值的应用，将是以后智慧视频监控应用的重点。
参考文献：
[1]智慧监狱技术规范.司法部.
[2]智能视频监控技术在智慧城市的应用探索.中国安防，2018（07）.
[3]“十三五”全国司法行政信息化发展规划.司法部.
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