主頁（http://www.by236.com）：智能視頻監控技術在智慧城市的應用探索

智能視頻監控技術源自于人工智能的一個分支領域——計算機視覺技術。其概念主要是指“由機器自動分析視頻圖像源，從中識別并提取出有用的關鍵信息，并自動控制機器進行相應動作”的監控方式，由于處理過程基于視頻圖像源，也可稱為智能視頻分析（智能分析）。

一、智能視頻監控技術在智慧城市建設中的應用現狀與特點

近年來，在國家政策的大力支持下，我國智慧城市、平安城市、智能交通等項目建設得到持續有效的推進，政府、企業、機關、社區在安全領域紛紛發力，使得中國安防產業始終保持高增長態勢，2016年國內安防市場規模達到5400億元，視頻監控市場規模近5年來始終保持在兩位數的高位增長。隨著人工智能、計算機視覺技術、深度學習技術的成熟，視頻監控的智能化已成為行業發展的必然趨勢，也成為視頻監控產品市場規模增長的主要推動力量。

監控技術發展的三個主要階段

視頻監控技術發展至今，經歷了三個主要階段，智能視頻分析技術能得到快速有效應用的很大一個原因在于，智能視頻監控技術能從視頻中快速提取目標的各類信息并進行分析，將視頻變為有用的信息，與大數據、云計算技術相結合能形成巨大的資源信息庫，為智慧城市建設提供有力的信息支撐和輔助決策支持。智能視頻監控技術在智慧城市建設中的應用現狀與特點主要表現有以下幾個方面：

1、使得平安城市應用范圍得到進一步拓寬。安防應用領域從傳統的重點部門、金融、樓宇應用發展到諸如平安城市、天網工程、雪亮工程的城市共享聯網甚至全國性聯網階段，己經發生了產業從量變到質變的變化。平安城市、雪亮工程已經遠遠不只是普遍意義上視頻監控的范疇，越來越多地涉及到智能交通、應急指揮、環境保護、城市管理等多個方面，涉及的領域與智慧城市建設產生的交集也越來越多。安防行業由此在一定程度上得到了產業范圍的升級。年前首次被寫入2018中央一號文的“雪亮工程”，其顯著特征之一就是由原來的公安監控視頻轉向大政府視頻，涉及如城鄉社會治理、服務民生、生態建設與保護等領域，甚至將視頻監控的應用向基層和群眾延伸。城市視頻監控建設作為城市信息化建設的基礎之一，隨著物聯網技術的發展，無論是平安城市還是雪亮工程都會朝著以物聯網為基礎的數字城市、智慧城市發展。未來，智能視頻監控技術將在城市應急、水體與氣體檢測、垃圾處理、數字城管、智能建筑等各個方面得到更為廣泛的應用和覆蓋。

2、由被動監控向主動監控轉變，由“看得見”、“看得清”、“看得明”向“提前看”發展。隨著智能分析技術的不斷發展，視頻監控以其直觀、準確、及時的信息內容而被廣泛應用于智慧城市的眾多業務場景之中。隨著高清視頻監控的逐步推廣和普及，視頻監控市場已經實現“看得見”、“看得清”、“看得明”。隨著政府和企業對平安城市建設、社會監控建設的持續投入，視頻監控探頭成千上萬，進而也推動安防邁入大數據時代，而在大數據時代，智能視頻分析技術就顯得尤為重要。智能視頻分析技術通過視頻算法對視頻內容進行分析，通過提取視頻中關鍵信息，進行標記或者相關處理，并形成相應事件和告警的監控方式，使用者可以通過各種屬性描述進行快速檢索，形成畫像。同時智能視頻技術借助處理器的強大計算功能，對獲得到的海量數據進行高速分析，得出人們所需的信息。智能視頻分析技術將助于力視頻監控向“提前看”方向發展。借助于智能視頻監控技術，平安城市系統各點位視頻不僅被動監控，還可以因地制宜運行安全檢測算法，并在事件發生時即主動報警，由原來的“事前震懾，事后追蹤”變為主動監測；而在民用市場上，通過在攝像頭基礎上附加的客流統計、人臉識別等功能，進一步拓展了視頻監控的民用市場應用場景。得益于智能分析技術，安防系統也由過去單一的系統布防逐漸轉變為面向大數據應用分析的綜合智能系統，成為輔助決策、綜合研判、應急處突、反恐維穩的重要數據支撐，智能視頻監控技術在社會公共安全中發揮著越來越重要的作用。通過構建城市綜合預警系統和應急指揮體系，達到指揮統一、反應及時、作戰有效的目的，實現對城市的有效管理和打擊違法犯罪，加強城市安全防范能力，加快城市安全系統建設，建設平安城市和諧社會。

3、視頻智能分析技術與大數據的融合發展。大數據與視頻監控具有天然的聯系。據統計，每天全國新產生的視頻數據達PB級別(PB=1024T)，占全部大數據份額的50%以上，因此視頻資源成為大數據的重要組成。在安防領域，主要的數據來源就是視頻。與其他行業結構化的數據不一樣，視頻本身就是一種非結構化的數據，不能直接被計算機進行處理或分析。因此，安防要進行大數據應用，首先就要采用智能分析技術將非結構化的視頻數據轉換成計算機能夠識別和處理的結構化信息，即將視頻中包含的各種信息(主要是運動目標及其特征)提取出來轉成文字描述并與視頻幀建立索引關聯，這樣才能通過計算機來對這些視頻進行快速搜索、比對、分析等。傳統的視頻監控系統將會因為視頻智能分析技術的大規模應用，逐步向智能大數據綜合應用方向發展。

二、智能視頻監控技術在智慧城市建設中的應用難點與瓶頸

1、部門間信息共享程度低。隨著公共安全的重視程度越來越高，視頻監控越來越多，涉及到的相關部門及下屬單位數量也越多。各個監控系統在不同時期由不同的設備廠商提供，系統間各自獨立，各類安全數據之間缺乏統一的標準，現有組織、部門、制度間的分割以及信息管理理念的滯后往往導致“數據孤島”現象的出現。各部門間缺乏有效的信息溝通和共享機制和方法，導致信息呈現碎片化分布、信息利用率低、融合度差。

2、海量視頻數據難以得到充分利用。隨著移動互聯網和物聯網的快速發展，視頻數據量正在以指數級增加。由于各個建設部門的數據標準和格式各不相同，雖然有海量視頻資源和數據卻無法共享運用，數據潛在價值沒有得到有效挖掘和沒有發揮出其應有的價值，在視頻偵查、交通監控、重點案件偵破、應急處置等功能中不能充分發揮事前預測、事中管理和事后評估的智慧化決策支持的作用。

3、視頻圖像信息缺乏深層次挖掘。隨著智慧城市建設的不斷推進，視頻圖像信息深度應用的問題也逐步顯現，視頻圖像信息深層次挖掘的缺乏使得不同用戶的差異化應用需求難以得到滿足。視頻監控應用場景愈發多樣化，對視頻圖像信息深度挖掘的要求也越來越高，視頻分析不僅需要將視頻圖像結構化，更要通過海量結構化的數據分析出更多的價值信息。

三、智能視頻監控技術在智慧城市中的深入應用案例解析

1、智能視頻技術對渣土車的查控

新型智慧城市建設浪潮下，全國各個城市的工地管理成為城市管理的難題，特別的建筑工地渣土車運輸過程中各種亂象叢生。如何有效規范渣土車安全運營、渣土的合法傾倒已經成為了政府相關管理部門必須嚴肅應對的問題。目前各大城市已基本形成覆蓋全市主要干道及關鍵路口的城市視頻監控系統網絡。我們所采用的做法就是利用已建成的視頻監控智能前端采集視頻數據作為分析應用的基礎，通過渣土車的特征和關鍵信息，從眾多的視頻數據中識別出渣土車，并判斷所識別車輛的行為是否合法，如箱蓋是否蓋好、車輛是否超載和灑漏等，利用分析的結果與監管清單進行比對分析，從而確認車輛的合法性和合規性。

2、基于智能視頻技術的城市綜合管理

城市管理發展至今，已從原來的信息化管理轉變為智能化管理，隨著大部制改革，管理的范圍也變得越來越大，包括市容、環境、園林和廣告等很多方面。技術手段也越來越先進，原來很多的人工工作都可以由機器來完成。特別是基于智能視頻分析技術的應用，城市管理愈發智能化，如廣州，在城市監控指揮中心，設置了專門的視頻巡查崗位，利用視頻發現問題、核查問題以及考核評價。但巡查崗位靠人一路一路地巡查，效率低下，難以達到應用效果。如何利用先進技術，替代視頻巡查崗位繁雜重復的勞動、提高工作效率，這是一個重要的研究方向。

基于此業務場景，基于智能視頻分析技術和深度學習算法的城市綜合管理應用方案應運而生。針對城市管理中經常出現的城管難問題，如亂堆物料、占道經營、流攤小販等現象，通過應用智能視頻分析技術，采用高性能的專用GPU服務器，對城市管理的違法行為進行智能分析，利用現有的視頻數據，經過數據分析和深度學習，形成結構化的視圖庫，形成上層的業務應用，如實進告警等，從而實現城市管理的占道經營、出店經營、游攤小販、垃圾堆放四種違法行為類型的智能分析和識別，并對發現的違法情況進行自動報警。

四、智能視頻監控技術在智慧城市建設中的應用趨勢

1、智能視頻監控攝像頭將會越來越普遍

2015年5月，國家發展改革委、公安部等九個部委聯合推出《關于加強公共安全視頻監控建設聯網應用工作的若干意見》，提出公共安全視頻監控建設聯網應用工作主要目標，預計未來五年行業年均復合增長率約為 12%-15%，2021年中國視頻監控市場規模將達到3000億元。當前，視頻監控在社會公共安全中發揮著越來越重要的作用，視頻技術已經成為繼刑事科學技術、行動技術、網絡偵查技術之后的第四大偵查技術領域。隨著“平安城市”建設的持續向縱深推進，系統建設從一線城市向二三線城市拓展，由大、中城市向區縣、鄉鎮推廣。同時，由于算法準確率和環境適應性不斷提高，特別是機器學習、人工智能等技術的不斷進步，促使智能分析應用的大規模部署，智能視頻監控技術的應用將越來越普遍。

2、向數據融合與協同應用發展

目前智能視頻分析技術主要針對實時的視頻圖像進行分析，起到提前預警的作用，這方面的應用已日趨成熟。由此產生的海量數據存儲，如何才能更好地被挖掘、利用、分析這些數據是我們需要重點思考的方向。借助智能視頻分析的技術手段可以深入進行視頻數據挖掘，對海量的視頻數據進行分析和管理，有效提高人們對視頻數據的利用。同時當視頻數據將轉化為數據資源，將與更多的業務系統和部門應用實現協同，實現多種關聯數據的分析，挖掘出更有價值的應用，例如刑偵線索分析、案件規律分析、社會輿情分析等。

五、結語

可以預見的是，現有的各項智能分析技術在不斷的融合，并擴展到各種產品形態中，應用到視頻監控的各個環節，進而變化為更多的智能化產品類型，更豐富的業務應用，更靈活的系統結構。未來，基于深度學習的智能視頻分析技術，物聯感知技術將不斷融合，可視化管理、可視化運用將成為發展趨勢，視頻數據的應用將實現從安防向更多行業應用轉變，推動智能視頻技術更深入的與行業用戶的業務需求相結合，為視頻監控領域開拓出更大的行業市場。