趙耀

人工智能（Artificial Intelligence），也就是常說的AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它試圖理解智能的本質(zhì)是什么，并在此基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出一種模擬人的智慧思考的一種智能機(jī)器。這個(gè)方向的研究包括很多不同的領(lǐng)域，如機(jī)器人技術(shù)、圖像語音識(shí)別、自然語言處理（NLP）以及無人駕駛等。人工智能技術(shù)已經(jīng)提出很久，因?yàn)榇髷?shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)的蓬勃發(fā)展，使得理論和技術(shù)越來越成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷進(jìn)行拓展。能夠想象得到，未來人工智將給人類帶來更多的便利，相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品也必將成為人類智慧的“容器”。

傳統(tǒng)意義上的人工智能主要是指“人工智能之父”McMcarthy以及一些其他不同學(xué)科的專家在1956年Dartmouth大學(xué)召開會(huì)議時(shí)提出的一種概念，現(xiàn)在已經(jīng)成為一門計(jì)算機(jī)學(xué)科。

當(dāng)前人工智能己在如下一些領(lǐng)域和方向取得了深入的應(yīng)用和發(fā)展：機(jī)器人，金融，零售，無人駕駛，智能醫(yī)療等。但是隨著國(guó)內(nèi)國(guó)外恐怖主義抬頭，傳統(tǒng)的監(jiān)控已經(jīng)不能滿足目前的需求，本文主要從以下幾個(gè)方案來闡述AI智能分析特別是人臉識(shí)別和動(dòng)作識(shí)別在校園市場(chǎng)的使用。

一、傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控的特點(diǎn)與痛點(diǎn)

傳統(tǒng)視頻監(jiān)控雖然已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)回放，并將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)一段時(shí)間，甚至能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，但是依然不能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別，無法對(duì)一些目標(biāo)信息進(jìn)行主動(dòng)判斷，如智能識(shí)別盜賊與路人?，F(xiàn)階段，要想實(shí)現(xiàn)目標(biāo)信息的全方位監(jiān)控，依然需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行檢索查證，這樣就需要大量的工作人員時(shí)刻關(guān)注監(jiān)控視頻的動(dòng)向，來完成對(duì)實(shí)況目標(biāo)的監(jiān)測(cè)。對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的事故，需要對(duì)監(jiān)控視頻回放，查找相關(guān)可疑人員、目標(biāo)線索等。這種傳統(tǒng)的監(jiān)控方式顯然會(huì)造成人力資源的大量消耗。而且人為操作的一個(gè)缺點(diǎn)就是，可能會(huì)因?yàn)椴僮魅藛T疏忽而錯(cuò)過重要的信息，導(dǎo)致一些本可以避免的悲劇發(fā)生。

所以由于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺乏智能，在很大程度上依賴于人的判斷。然而，人類有著自身難以克服的弱點(diǎn)，比如：（1）人力有限，由于人類自身一些弱點(diǎn)，使得反應(yīng)速度與處理速度可能在某些時(shí)候有局限，就會(huì)導(dǎo)致有些時(shí)候不能時(shí)刻監(jiān)控目標(biāo)信息。（2）人的主觀能動(dòng)性，由于人類具有主觀思考的能力，所以有的時(shí)候人類做出的決定可能是不正確的，甚至有的時(shí)候不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)威脅，從而錯(cuò)過最佳處理時(shí)間。

綜上所述，在一些較大規(guī)模的視頻監(jiān)控的情形下，AI智能分析變得快速高效，當(dāng)系統(tǒng)具備一定的分析能力之后，就有可能成為輔助人類工作的一種不可或缺的技術(shù)。有時(shí)候巨大的人力物力資源的投資，并不能改善人類自身存在的一些弱點(diǎn)，這樣就有可能造成資源浪費(fèi)。以學(xué)校為例，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控智能被動(dòng)防御，即記錄發(fā)生的事情，而不能在事故發(fā)生之前主動(dòng)介入，有時(shí)會(huì)發(fā)生一些不必要的悲劇與糾紛。

二、人工智能在視屏監(jiān)控的表現(xiàn)

人工智能可以智能分析監(jiān)控屏幕中感興趣的目標(biāo)視頻，提取可疑的人物、車輛、物體等目標(biāo)信息，生成結(jié)構(gòu)化語義描述，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定目標(biāo)的快速定位、查找和檢索。人工智能在視頻內(nèi)容的特征提取和內(nèi)容理解方面具有天然優(yōu)勢(shì)。前端攝像頭內(nèi)置人工智能芯片，就可以對(duì)視頻內(nèi)容、移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與檢測(cè)，識(shí)別人和車輛屬性信息，并將信息傳輸?shù)胶蠖巳斯ぶ悄茉品?wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。將大量的城市信息收集聚合之后，可以利用云服務(wù)器強(qiáng)大的計(jì)算能力進(jìn)行智能分析。人工智能可以對(duì)可疑人物的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與判定，因此可以給出最有可能的建議，及時(shí)鎖定嫌疑目標(biāo)的動(dòng)向，節(jié)約事故處理時(shí)間。其強(qiáng)大的交互能力也可以用自然語言與人交流，真正成為學(xué)校管理方面的專家助理。

AI智能視頻技術(shù)可以在很多地方得到應(yīng)用。主要應(yīng)用在以下幾個(gè)：

1.高級(jí)視頻移動(dòng)檢測(cè)：在復(fù)雜天氣條件（如雨、雪、霧、大風(fēng)等）下，準(zhǔn)確檢測(cè)和識(shí)別單個(gè)或多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，包括運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)特性。

2.對(duì)象跟蹤：檢測(cè)到移動(dòng)的對(duì)象后，根據(jù)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況自動(dòng)發(fā)送PTZ控制命令，使攝像機(jī)能夠自動(dòng)跟蹤對(duì)象。當(dāng)該物體超過攝像機(jī)的監(jiān)視范圍時(shí)，會(huì)發(fā)送信息給臨近區(qū)域的攝像機(jī)進(jìn)行繼續(xù)監(jiān)視。

3.人臉識(shí)別：自動(dòng)識(shí)別人臉特征，通過與數(shù)據(jù)庫(kù)人臉信息進(jìn)行比對(duì)，能夠驗(yàn)證出目標(biāo)人臉信息。這種類型的應(yīng)用程序可以分為兩類：“合作類型”和“非合作類型”。“合作類型”應(yīng)用程序要求監(jiān)視器在攝像機(jī)前停留一段時(shí)間，通常使用訪問控制系統(tǒng)?！安缓献黝愋汀敝傅氖侨巳褐械奶囟▊€(gè)體。這些應(yīng)用程序可以在機(jī)場(chǎng)、火車站和體育場(chǎng)等安全應(yīng)用程序中發(fā)揮重要作用。

4.車輛識(shí)別：識(shí)別車輛的形狀、顏色、車牌號(hào)碼等特征，并將其反饋給監(jiān)視器。這種類型的應(yīng)用程序可以用于諸如被盜車輛跟蹤之類的場(chǎng)景。

5.非法停留：當(dāng)物品（如盒子、包裹、車輛、人員等）在敏感區(qū)域停留過長(zhǎng)或超過預(yù)定時(shí)間時(shí)，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。典型應(yīng)用場(chǎng)景包括機(jī)場(chǎng)、火車站、地鐵站等。

6.交通流控制：用于監(jiān)測(cè)道路交通狀況，如車輛通過次數(shù)、平均車速、違規(guī)停車、故障車輛等數(shù)據(jù)。

人工智能AI可以通過收集的信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，得到管理者所需要的信息。

三、AI監(jiān)控在學(xué)校監(jiān)控的應(yīng)用模式

進(jìn)校，在學(xué)校門口安裝道閘機(jī)，進(jìn)行人臉識(shí)別，由于智能監(jiān)控能夠通過人臉來識(shí)別學(xué)生，同時(shí)可以通過學(xué)生行為，衣著的識(shí)別，可以快速地檢查學(xué)生行為衣著是否合規(guī)，如果不合規(guī)迅速記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，為學(xué)校對(duì)學(xué)生考核打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，不需要值周老師進(jìn)行一對(duì)一統(tǒng)計(jì)，減輕學(xué)校老師的負(fù)擔(dān)

1.行為管理，通過教室里安放行為和人臉識(shí)別設(shè)備，通過分析，可以對(duì)學(xué)生的坐姿、聽課程度、自習(xí)課紀(jì)律、書寫進(jìn)行分析，對(duì)不符合行為規(guī)范的學(xué)生進(jìn)行記錄，然后把學(xué)生的圖片直接發(fā)送到老師的手機(jī)上，減少中間環(huán)節(jié)，直接提高班級(jí)管理效率。

2.校園安全，對(duì)于危險(xiǎn)地方，池塘、墻頭、上下樓梯地方可以設(shè)置周界報(bào)警，越線報(bào)警，當(dāng)學(xué)生進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，可以產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，同時(shí)聯(lián)動(dòng)學(xué)校廣播系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的學(xué)生進(jìn)入警報(bào)。學(xué)生放學(xué)時(shí)，如果產(chǎn)生上下樓擁擠，也可以產(chǎn)生警報(bào)。

3.就餐，學(xué)生進(jìn)入食堂直接進(jìn)行人臉識(shí)別，然后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)生的身體狀況，進(jìn)行合理化的菜單推薦，當(dāng)學(xué)生選定菜單以后可以進(jìn)行人臉識(shí)別付款。

4.放學(xué)，學(xué)生放學(xué)離校以后可以進(jìn)行人臉識(shí)別通過門禁。

由以上流程可以看出，人工智能監(jiān)控可以將學(xué)生在學(xué)校的一天的行為習(xí)慣，記錄成數(shù)據(jù)，未來如果和學(xué)生的成績(jī)、作業(yè)等方面結(jié)合起來，必然產(chǎn)生巨大的效果。

四、智能分析面臨的問題及未來發(fā)展趨勢(shì)

1.智能分析技術(shù)的難點(diǎn)

智能分析技術(shù)面臨的難點(diǎn)是：智能分析的準(zhǔn)確率、智能分析對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性及不同場(chǎng)景使用的復(fù)雜性。

（1）檢測(cè)精度未達(dá)到預(yù)期結(jié)果。視頻分析的準(zhǔn)確性在某些地方很難達(dá)到人類識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。

（2）智能分析對(duì)識(shí)別場(chǎng)景具有較高的要求，光的變化會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)顏色和背景顏色的變化，有可能導(dǎo)致錯(cuò)誤檢測(cè)與跟蹤。不同的顏色空間可以減輕光照變化對(duì)算法的影響，但這種影響并不能完全消除。

（3）安裝調(diào)試復(fù)雜。智能分析應(yīng)用程序幾乎都需要為每個(gè)應(yīng)用程序場(chǎng)景執(zhí)行不同的參數(shù)調(diào)試，并涉及大量的專業(yè)參數(shù)調(diào)試。非專業(yè)人員根本無法調(diào)試出最理想的結(jié)果。

2.大數(shù)據(jù)與智能分析的融合

大數(shù)據(jù)與視頻監(jiān)控具有天然的聯(lián)系，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每天全國(guó)新產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)達(dá)PB級(jí)別（PB=1024T），占全部大數(shù)據(jù)份額的50%以上，因此視頻就是大數(shù)據(jù)。在安防領(lǐng)域，主要的數(shù)據(jù)來源是視頻，與其他行業(yè)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)不一樣，視頻本身就是一種非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，不能直接被計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理或分析。因此，安防要進(jìn)行大數(shù)據(jù)應(yīng)用，首先就要采用智能分析技術(shù)將非結(jié)構(gòu)化的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和處理的結(jié)構(gòu)化信息，即將視頻中包含的各種信息（主要是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及其特征）提取出來轉(zhuǎn)成文字描述并與視頻幀建立索引關(guān)聯(lián)，這樣才能通過計(jì)算機(jī)來對(duì)這些視頻進(jìn)行快速搜索、比對(duì)、分析等。

綜上分析，智能分析具有如下發(fā)展趨勢(shì)：

（1）算法準(zhǔn)確率和環(huán)境適應(yīng)性不斷提高，特別是機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)的不斷進(jìn)步，促進(jìn)智能分析應(yīng)用的大規(guī)模部署。

（2）前端智能不斷發(fā)展，各種SMART IPC不斷涌現(xiàn)，包括專注某幾種智能分析算法的專用IPC。

（3）智能分析與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用將越來越多。

五、結(jié)束語

目前，視頻的高清化已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，制約智能分析分辨率的障礙已經(jīng)消除，未來基于智能分析技術(shù)的安防應(yīng)用將會(huì)是安防發(fā)展的一個(gè)大方向。給視頻裝上大腦，實(shí)時(shí)看得懂視頻、快速檢索歷史視頻成為新常態(tài)。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)因?yàn)橹悄芊治黾夹g(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，逐步向智能大數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展。這些發(fā)展必將對(duì)學(xué)校的管理產(chǎn)生巨大的影響。

編輯 劉瑞彬