汉邦高科:高清与智能技术在金融安防行业的应用

2011-11-08 16:28:00 来源:安防知识网
安全自动化杂志征稿

[摘要] 金融营业网点是一个进出人员频繁、流动量大的公共场所,传统的摄像机技术由于清晰度的限制,每当事件发生时,录像画面只能勉强看清人的轮廓,人脸和细节都模糊不清,起不到提供重要线索的关键作用...

  金融营业网点是一个进出人员频繁、流动量大的公共场所,传统的摄像机技术由于清晰度的限制,每当事件发生时,录像画面只能勉强看清人的轮廓,人脸和细节都模糊不清,起不到提供重要线索的关键作用。同时报警处理的智能化程度还停留在靠人眼去发现报警和处理报警的阶段,系统不能去判别或者筛选视频,更不能在核实报警信息后有效的与资源结合去触发预案处理报警。在行业发展的大环境下,越来越多的新技术、新产品被应用到安防行业当中来,并与银行业务高度契合。在这个趋势中,高清摄像机产品和智能分析产品扮演着重要的角色。通过高清技术的应用,可以使图像更加清晰、场景更加广阔、细节更加明了;通过应用智能视频分析技术,可以在日常管理中帮助安保部门实现主动、实时的监控,避免或处理有威胁的或突发性事件,同时减少监控中心值班人员由于疲劳而漏报的情况。

  金融营业网点的视频监控现状

  目前金融营业网点还是以模拟摄像机、DVR为设备核心的监控体系,监控点主要包括出入口、大厅、柜员;视频的压缩分辨率以D1为主,各营业网点的设备联网接入到上级管理平台软件,实现集中管理与分布存储。

  各个监控中心所接入的视频路数成百上千,视频处理的智能化程度还停留在靠人眼去发现报警和处理报警的阶段,系统不能去判别或者筛选视频,更不能在核实报警信息后有效的与其它如门禁、消防等资源结合去触发预案处理报警。视频事件的处理费时、费力,关键是很可能遗漏重要的视频信息,无法做到及时响应。

  在清晰度方面,由于模拟摄像机技术上对清晰度的限制,绝大多数的模拟摄像设备已经不能满足使用环境的需要。目前的情况是可以看的清,但看不细。每当事件发生时,录像画面只能勉强看清人的轮廓,人脸和细节都模糊不清,起不到提供重要线索的关键作用。虽然有各种优化的解决方案提出,但也只是在一定程度上缓解需求,清晰度的问题只能靠高清摄像机来解决。

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  智能技术的应用

  智能视频技术的两大支柱学科分别是计算机视觉和人工智能。其发展目标在于将图像与事件描述之间建立一种映射关系,使计算机从纷繁的视频图像中分辩、识别出关键目标物体,并进而对目标的行为进行分析与预测。从而使传统的监控系统中的摄像机不但成为人的眼睛,也使“智能视频分析”计算机成为人的大脑,并具有更为“聪明”的学习思考方式。

  智能视频分析技术就是自动实时地对视频图像中的内容进行分析与处理,自动识别出当前出现的异常行为,并在第一时间发出报警信号,从而能在异常情况发生的时候及时做出反应,做到早期的侦测和防范。

  汉邦高科经过多年潜心研发,成功地建立起一套面向安防监控行业的智能视频技术框架。这套框架,用人工智能领域的术语描述,就是智能体框架。

  在此技术框架下,一台智能分析设备,实际上就是一个基于模型的反射型智能体。这是因为这些智能设备只是分析和处理视频数据中信息,并把相应的结论或决策以报警的形式通知人。相反,智能设备几乎不会、也不需要与所分析的环境进行实时互动。

  我们的智能框架是以计算机视觉和人工智能两个学科领域的研究成果为基础的,这两部分相辅相成。计算机视觉作为智能体从环境感知信息的感知器,主要实现了移动目标检测和目标跟踪两个功能。另外,由于学术界的历史原因,这里目标识别也是由计算机视觉模块完成的。而人工智能模块则是对多个视频帧中的目标位置、尺度、运动速度等信息进行综合,实现了目标行为分析和数量统计两个应用。

  以此框架为基础,我们在多个理论和应用问题中都取得了丰硕的成果:

  自适应场景建模算法

  由混合高斯统计模型和贝叶斯最优估计理论出发,导出一个基于在线学习(online learning)的自适应场景估计算法。这个算法能有效消除视频中光照、噪声、移动目标等造成的随机扰动,为运动目标检测提供一个理想的背景参考图像。对每一帧图像,我们将其中与背景参考图像相差较大的部分认为是移动目标,而相差较小的部分则会被很快合并入背景参考图像。

  先进的人脸检测算法

  以弱可学习型理论为基础,选取多种人脸描述特征选取,以机器学习的方法建立了一个在人脸尺度、姿态、光照变化等影响都可以工作的人脸检测分类器。在实际应用中取得了很好的效果。我们的方法相对于模板匹配具有非常明显的优势。

  多目标运动跟踪算法

  利用了贝叶斯最优估计理论、基于特征的快速模式匹配、目标检测等多种信息实现了高速的单目标跟踪,进而在此基础上利用一种有效的区域描述机制建立多个跟踪与目标之间的关联关系。

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  极低误报、漏报率的行为分析算法

  从目前国内市场情况分析,现有产品的漏报率普遍都是可接受的,我们的优势在于极低的误报率。这是因为,我们在设计算法时充分考虑到了一系列产生误报的情况。整个算法的核心思想是:利用概率论中两个事件同时发生的概率为0的情况,最大限度地消除误报。

  金融行业通过应用智能视频分析设备,可以在日常管理中帮助安保部门实现主动、实时的监控,尽量避免或处理有威胁的或突发性事件,打击犯罪行为,保护客户的财产安全,维护银行自身利益。同时,通过采用智能分析设备说明系统发现或者筛选报警,减少监控中心值班人员由于疲劳而漏报的情况。银行因其特殊的业务性质,在具体应用中形成了一些行业性的环境,例如:营业厅、离行式ATM、金库值守、网点押运交接等。

  离行式ATM智能监控:

  银行ATM机数量的不断增多和使用范围的扩大,不断有各种针对ATM机的犯罪行为发生,特别是近年在北京、上海、深圳、广州、福州等地相继出现了利用ATM机盗取客户钱款的犯罪活动,并在全国其它城区也陆续出现了类似的破坏ATM机的恶性事件,各种犯罪活动大有蔓延之势。如何保护银行ATM机的安全使用、减少银行与客户的纠纷、保护客户及银行的利益、防范各种针对ATM机的犯罪行为已成为ATM机亟待解决的问题。

  目前利用ATM机进行犯罪主要有以下几种形式:

  · 戴面具到ATM机前恶意破坏;

  · 在插卡口非法安装读卡器;

  · 待客户取钱后进行抢劫;

  · 无法辨认取款人面貌特征;

  · 出钞口是否出钞、持卡人是否取钞;

  · 出钞口有无被恶意改造;

  · 对ATM机恶意破坏、敲打、整机挖掘;

  · 利用ATM机进行非法存款、取款、转帐等;

  · 取款人用假卡、盗用卡取款

  智能技术的应用可以在每台ATM上安装4台摄像机,从正面和侧面不同角度进行监控,可在客户交易时对人脸正面、加钞口、出钞处和周边环境进行监视、录像,在回放图像时能清晰地辨认出客户面貌特征(但看不到密码),能够记录下交易过程的完整图像数据,人脸正面和出钞口摄像可采用触发方式来记录图像数据。

  ATM智能监控的主要功能有:

  l 对ATM机正面的多张人脸进行检测、抓拍、跟踪

  l 对ATM机面板的关键部分(读卡器、键盘等)进行监控,防止人为破坏与改装

  l 对ATM机面板进行物品遗留分析,防止张贴小广告等行为

  l 对ATM机周边部署的各路摄像头进行视频丢失报警和遮挡报警

  l 对ATM机周边环境进行监控,防止人员非法聚集、徘徊等

  l 对ATM机加钞间进行监控,防止任何人员非法进入

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  金库值守:

  金库防范级别通常极高,目前很难看到对金库直接实施暴力抢劫的犯罪,通常为有权进入金库的内部人员进行盗窃或出库后实施抢劫。针对这两种犯罪形式可使用“物品遗留、取走”分析功能,当无提取业务发生而库内物品减少时,上传报警信号。而对于金库的周界,“越界保护”功能则是必不可少的,当有人进入防范区域,触发报警,对监控中心人员实时控制和事后追查都提供了更多的帮助。

  网点押运交接 :

  网点押运交接前一段时间,正对大门的监控图像可进行“人员密度、徘徊、逗留”分析,押运车到来前出现人员在交接区域徘徊逗留时,触发相关报警;当有车辆进入网点押运停车位,正对停车位的一路监控图像可进行“车牌识别”分析,并判断车牌照、到达时间与计划是否一致。同时可以根据门的开启顺序触发实时视频切换,达到跟踪交接的目的。

  智能视频技术难点分析和发展趋势

  在取得可喜进展的同时,我们也必须承认,智能视频分析理论与技术,在很多方面,都不是非常完善。首先,目前在学术界以及应用领域都还存在着不少世界性的难题:

  • 较暗肤色下的人脸检测。
  • 在目标跟踪中如何对遮挡进行处理。
  • 动态、复杂光照条件下的处理和分析。

  另外,随着实际应用的不断丰富和扩展,也对智能视频分析理论与技术提出了新的要求:

  • 寻求除人脸、指纹等之外的,更安全可靠的生物特征;
  • 对行为进行更精细的分析;
  • 多个智能体间的信息共享和协作;
  • 基于智能视频分析的新视频压缩方法;

  高清技术的应用

  通过智能,我们可以及时发现需要处理的视频事件,但面对这些视频事件,我们是否可以有效地发现问题呢?传统所谓的D1,并非高清,720p、1080p才是真正意义上的高清。传统的视频处理包括采集、压缩、存储等几个环节。

  采集:一般依赖前端摄像机的传感器,以CCD、CMOS为核心器件。

  压缩:一般指视频压缩技术,目前以H264为核心。

  存储:一般指硬盘存储容量,目前以2T为主,3T的也已经出现。

  当这些技术不再成为瓶颈后,人们对于高清的需求将得以普及。

  与模拟摄像机比较,相同范围面积的场景,由于高清摄像机带来更多像素点,分辨率提高,图像清晰度自然有大幅度的提升。

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  高清摄像机采用16:9的画面比例,加之像素数又高,所以可以看到更加宽广的区域。 如原先在正对大门、客户休息区、客户业务办理区等区域要各安装一支摄像机,倘若改用高清摄像机,使用广角镜头,一支高清摄像机即可依据营业厅的位置进行合理布局,能大范围地监控整个营业厅,避免了多区监控的死角,而且采用高分辨率压缩带来的图像清晰度足够清楚分辨出营业厅中每个活动的人脸,同时放大后整个过程的细节仍然清晰可辨。

  金融银行监控强制需要安装摄像机的区域包括营业网点、自助银行、金库以及出入口等。要依据这些场所的不同环境特点来选择合适的高清网络摄像机。

  营业网点、自助网点门外:

  这些地方通常都在室外,环境人员比较复杂,要求安装的摄像机不能有盲区,能清楚地显示门外车辆人员的活动情况,出入人员面部的有效画面不应小于整个画面的1/60,(英国等法庭认可的面部识别取证有效像素是两耳之间60像素,我们国家相关规定通常是面部特征不少于屏幕的1/60),且能清楚地显示出入人员的面部特征。这些室外的区域需要24小时不间断的监控,监控范围在50米左右,宜安装两百万像素的1080p日夜型全高清低照度高清摄像机。

  自助网点及ATM:

  要求能清楚地显示金融机构人员加、取款的全过程,并记录客户的正面面部特征和存取款的整个操作过程,同时要监控是否有人尾随,这里监视过程的摄像机可以选择720p的日夜型高清低照度摄像机。

  营业厅客户区域:

  这些区域范围较广,主要监控该区域内所以有人员的活动情况,这里宜根据情况选用多个配有广角镜头的1080p全高清摄像机。

  营业网点内部:

  这里需要监视点钞机或人员点钞的全过程、钞票的数量面额、现金暂存区域内人员的活动,现金清点人员的工作状态、操作过程是否符合业务规范等。现金柜台内现金清点人员的侧后方安装一只720p的高清摄像机,同时监控当前柜台的现金暂存区、现金清点区、柜台及客户,必要时可将客户卡号与点钞机点钞数量叠加在图像上面。这里的摄像机需要连接拾音器同步实时记录与客户交流过程的清晰录音。

  高清视频监控的应用,不仅仅是提供单纯的高清网络摄像机就能解决高清监控的问题,还需要有存储、传输、显示、软件平台等环节的保证,缺少以上任何一个环节,都无法保证高清监控的效果。

  可以预见,智能与高清技术的具体应用将为金融领域的安防监控带来一轮新的革命。

 

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[责任编辑:任贵]

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