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视频图像结构化决定安防大数据应用

引言

2015年两会,李克强总理在政府工作报告中明确提出大数据建设行动计划,大数据已经成为国家基础性战略资源。2015年6月,国务院办公厅印发《关于运用大数据加强对市场主体服务和监管的若干意见》(国办发[2015]51号),要求提高大数据运用能力,以社会信用体系建设和政府信息公开、数据开放为抓手,充分运用大数据、云计算等现代信息技术,提高政府服务水平,加强事中事后监管能力。同年8月,国务院印发《促进大数据发展行动纲要》(国发[2015]50号),这是指导我国大数据发展的国家顶层设计和总体部署,明确提出将全面推进我国大数据发展和应用在未来5-10年逐步实现的目标,打造多方协作的社会治理新模式,加快建设数据强国之路。

2016年十二届全国人大四次会议,“国家大数据战略”被写进了“十三五”规划纲要(草案),提出要实施国家大数据战略,把大数据作为基础性战略资源,全面实施促进大数据发展行动,加快推动数据资源共享开放和开发应用,助力产业转型升级和社会治理创新。

综上可见,国家政府对大数据的重视程度非常之高。另外,公安部发布的《关于进一步加强公安机关视频监控应用工作的意见》,也提出了视频监控已经成为各项公安工作的重要基础资源,充分运用物联网、云计算等技术,利用大数据优势,进一步加强公安机关视频监控应用工作,最大限度发挥视频监控应用效能,对于构建立体化社会治安防控体系,提升公安工作能力与水平具有重要意义。

然而,平安城市视频监控系统作为公安业务应用的重要数据来源之一,大量的视频仍属于非结构化数据,不利于开展多类数据的融合处理、分析、预测。最近几年兴起的视频结构化描述技术,采用目标检测、特征提取、对象识别、深度学习等分析手段,将视频图像组织成可被计算机和人识别、理解、检索的文本信息的技术,将是支撑未来平安城市安防大数据应用的核心技术之一。

解密安防视图

大数据是以容量大、类型多、存取速度快、应用价值高为主要特征的数据集合,正快速发展为对数量巨大、来源分散、格式多样的数据进行采集、存储和关联分析,从中发现新知识、创造新价值、提升新能力的新一代信息技术和服务业态。对于警务信息化应用来说,大数据的应用价值在于对多类型数据寻找传统手段不易发现的客观规律,形成预测分析结果,将公安被动工作模式改变为主动工作模式,发挥“情报主导警务”的作用。

如何解密视图中的“内涵”?

平安城市视频监控系统产生的海量的视频或图片均为非结构化或半结构化数据,这类数据均不能有效地被计算机应用于公安基于数据开展的实战业务中,因此,如何将视频或图片中的内容进行结构化提取,将是新时期下平安城市顶层设计的核心重点。

将海量视频或图片由计算机完成有价值内容信息的识别与读取,通常采用的技术是视频结构化描述技术。关于视频结构化描述技术,业界内比较容易让人理解的定义是:视频结构化描述,是对视频内容采用目标检测、特征提取、对象识别、深度学习等分析手段,组织成可被计算机和人识别、理解、检索的文本信息的技术。

视频图像结构化决定安防大数据应用

图1.视频结构化描述对象模型

海康威视结构化分析系统,利用专业的图形处理器(GPU),采用目标检测、特征提取、对象识别、深度学习等分析手段,实现了视频或图片内容的智能化信息分析,让视频或图片内容从人工识别,进步到由计算机提取,为视频监控领域带来的业务变革,实现视频监控网络情报化、智慧化,让人从观看视频图片的劳动中解脱出来,从而有精力进行高效、准确的研判与决策。

如何从海量数据中快速检索目标?

经过结构化分析系统描述处理后,势必会得到海量的结构化信息,因此,采用大数据检索技术从海量结构化数据中快速检索需要查找的目标。

大数据检索是针对大数据搜索业务需求而打造的一套搜索引擎,具有专业精准、高扩展性和高通用性的特点。全文检索作为大数据检索技术的实现与应用,能够快速生成海量文件对应的索引数据,同时对搜索引擎配置管理进行了人性化的定制,使全文检索集群的管理、监控与扩展都变得十分简单,极大提高了系统的维护性与可用性。

海康威视大数据检索技术,运用特定的运算方式,整合了Solr、ZooKeeper、ActiveMQ技术,满足用户对结构化数据实时、快速、准确的查询,关键性能主要体现在Solr集群上,全文检索提供Solr节点的动态横向扩展能力,以提高信息的索引及检索性能。

视频图像结构化决定安防大数据应用

图2.大数据检索技术示意图

通过关键字全文检索可以有效的帮助用户快速定位到需要的信息,支持颜色检索、车牌检索、车型检索、及组合对象属性等条件进行搜索。除了本地检索,系统还支持对下级平台的全文检索,实现平台数据的共享。

揭秘解析中心

视频图像解析中心,是利用视频结构化描述技术、大数据检索技术等技术,实现对视频图像资源的分布式存储,计算能力满足视频图像信息结构化分析、视频图像信息快速检索、大数据比对碰撞等服务需求,构建视频图像信息结构化描述数据库,构筑以人、车、物为重点关注目标的视频图像信息线索、案事件、关联研判等多类专题业务数据库,为公安业务工作提供视频图像信息、特征信息等结构化数据支撑。

建设视频图像解析中心的重要意义

在大数据时代,安防大数据应用建设是提高视频监控投资效能的有效措施,是实现“情报主导警务”模式建设的必然要求,是公安信息化建设的必然发展趋势。安防大数据应用时代即将来临,视频图像解析中心作为基础的结构化数据“生产加工工厂”,利用视频结构化描述技术、智能图像分析技术、大数据检索技术等先进技术,对海量视频或图片中的人、车、活动目标进行结构化数据提取,将海量非结构化视频、半结构化图片转化成有价值的结构化信息,实现“解密安防视频大数据‘基因’”(基因,即视频或图片中目标的描述信息),以提升视频图像解析能力为核心,进一步构建实战应用系统,完善视频监控综合应用体系,将是公安机关实现安防大数据应用建设的重要基础。

视频图像解析中心的联网结构

视频图像解析中心系统,依托于公安机关视频图像信息整合与共享工作,以公安视频专网和公安信息网为承载网,以公安视频图像信息共享平台和联网平台为基础,系统设计以“双网双中心、上下多层级”为核心架构,从“视图内容解析、解析数据存储、解析数据分析、解析中心管理”四个方面进行级联设计。视频图像解析中心系统主要由解析类系统、存储类系统、分析类系统和管理类系统组成,面向用户提供“端到端”的系统级解决方案。

视频图像结构化决定安防大数据应用

图3.视频图像解析中心联网结构图

视图内容解析采用云分析模式,实现安防视频中的人、车、活动目标的信息提取;解析数据存储采用级联架构,实现视频、图像、信息向上传递;解析数据分析采用大数据分析技术,实现视频图像信息的分析、检索、挖掘、比对、碰撞等服务;解析中心管理采用统一标准、统一接口、统一权限、统一服务,为公安业务工作提供视频图像信息、特征信息、碰撞信息等。

视频图像解析中心对用户的价值

建设视频图像解析中心系统,从用户角度来看,可以获得以下收益:

1)满足公安视频业务应用的技术支撑

随着视频资源迅速增长,海量视频资源的低应用效能正在制约视频业务应用的发展,然而视频图像解析中心提供专用监控视频图像解析服务,提取结构化信息,使得公安机关在事件预警、侦破案件等各方面的能力和水平发生质的飞跃。

2)革新视频侦查人海战术的有效手段

视频图像解析中心通过计算机实现基于视频图像资源的快速检索、比对碰撞、战法分析等业务功能,从而大大提高视频侦查的效率以缓解警力资源严重不足的现状。

3)提高视频监控系统投资效益的推手

从投资效益上考虑,构建视频图像解析中心将海量非结构化视频、半结构化图片转化成有价值的结构化信息,提高海量视频资源的应用效能,有利于真正发挥出这些投资的效益。

4)符合国家政策和战略规划发展方向

视频图像解析中心对视频图像进行结构化解析,解析人、地、事、物、组织等要素,将视频结构化内容应用于公安业务,有助于公安机关“情报主导警务”模式的发展,也符合国家政策和战略规划的发展方向。

发展方向

在大数据时代,利用视频结构化描述技术实现“全城”视频图像结构化数据提取,将是公安机关实现安防大数据应用的重要基础建设。

打造全城视图结构化,让视频充满智慧,构建可“结构化”的平安城市,采用“终端提取+云端解析”的系统建设模型,即:对于计算能力要求较低的分析,如车牌识别、行为检测等,通过前端摄像机实现实时采集现场画面时,也对画面中的关注目标的特征进行结构化描述;对于那些需要耗费大量处理和内存资源的分析来说,则将相关的视频、图片和前端描述数据通过后端结构化系统进行集中式的分析处理。

视频图像结构化决定安防大数据应用

图4.这是一座可“结构化”城市的设计模型

视频图像解析中心作为视图结构化数据的“生产加工工厂”,源源不断的为各警种业务系统输出人、车、物等关注目标的结构化数据,完全符合“云端解析”模型的作用,视频图像解析中心必将会是建设可“结构化”的平安城市的核心组成部分。

结束语

在大数据时代,安防大数据应用是必然的发展趋势。“经济基础决定上层建筑”的哲学原理也适用于安防大数据建设,应充分考虑为未来公安机关大数据应用奠定好“经济基础”(“经济基础”,即视频图像结构化数据),充分利用视频图像解析中心“生产”结构化数据的能力实现“上层建筑”(“上层建筑”,即公安机关大数据业务应用)。

视频图像解析中心系统,以“解密安防视图内涵、多种信息分类存储、解析数据级联共享、百亿数据秒级检索、对外标准服务接口”为特点,为视频监控领域带来的业务变革,实现视频监控网络情报化、智慧化,让人从观看视频图片的劳动中解脱出来,从而有精力进行高效、准确的研判与决策。

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题图来自 Unsplash,基于 CC0 协议

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