CN102510478A - 一种用于“平安城市”工程的智能布控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用视频监控进行智能布控的系统及方法，特别是涉及一种用于“平安城市”工程进行街头实时智能布控的系统和方法。所述系统包括前端录像设备及监控中心，所述前端录像设备进行实时的视频监控；所述监控中心包括：数据服务器，所述数据服务器安装一图库管理单元；流媒体服务器获取前端录像设备的视频流并转发给对比服务器；对比服务器进行视频分析，提取图像特征值与图库管理单元中的预存图片进行比对；客户端管理系统，所述客户端管理系统接收对比服务器的对比结果并根据结果发出报警信息。本发明相对于现有技术，更为智能化，识别功能更强大，具很强的威慑力及实用性，大大节省了成本而极大的提高了功能和效率。

Description

一种用于“平安城市”工程的智能布控系统及方法

 

技术领域

本发明涉及一种利用视频监控进行智能布控的系统及方法，特别是涉及一种用于“平安城市”工程进行街头实时智能布控的系统和方法。

 

背景技术

“平安城市”工程，也叫3111工程，是一个超大型、综合性非常强的管理系统，不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求，同时还要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动。

平安城市的建设，最早在北京宣武区、山东济南、浙江杭州和江苏苏州四个城市开始做试点。2004年6月，为了全面推进科技强警战略的实施，公安部、科技部在北京、上海、廊坊、大连、南京、苏州、南通、杭州、宁波、温州、台州、芜湖、福州、青岛、淄博、威海、郑州、广州、深圳、佛山、成都等21个城市启动了第一批科技强警示范城市创建工作。2005年8月，为了以点带面，公安部进一步提出了建设“3111试点工程”，选择22个省，在省、市、县三级开展报警与监控系统建设试点工程，即每个省确定一个市，有条件的市确定一个县，有条件的县确定一个社区或街区为报警与监控系统建设的试点。此举有力地推动了平安城市的建设步伐。

城市报警与监控系统建设既是“平安城市”工程的核心系统，也是社会治安防控体系的重要组成部分。从最初第一批由北京、杭州、苏州、济南等四个城市开始做试点，到第二批包括中西部地区15城市在内的数十个示范城市加入，据统计，到2008年，示范城市总量已达到180多个。数据显示，近年来，以北京为例，现已安装摄像机26万多个；在中国信息技术的前沿——深圳市，将部署以30万部摄像机构成的安全监控网络，中国最大的城市广州，监控规模将为深圳的两倍。而随着示范工程的整体推进、北京奥运会、上海世博会的举办以及国民经济水平的持续提升，安防监控技术也将迎来一个个新的高峰成长期。

而在监控系统中，摄像机的覆盖面主要包括：主要街道、主要办公场所、展览场所、网吧、酒店、娱乐场所、公园、火车站、汽车站乃至长途及所有公交车辆。城市监控网络建成后，再将原有的银行、海关、乃至各小区的自由监控网络纳进来，此时，监控网络将成为由数十万甚至百万的摄像机组成的大型监控与报警系统。

但在目前城市治安管理中，由于城市地方扩大、人口增加等原因，公安警力的增加远远不能满足实际需求的速度，因而需要利用现有的城市安防监控系统，将科技手段转化为直接战斗力。由此，需将城市重点区域监控、交通干道监控、卡口监控、娱乐场所监控、监狱监控、审问室与法院远程监控等系统与城市中各派出所及上级公安分局到市局进行多级联网。从而至少保证事件发生时，公安机关相应部门能第一时间把握现场画面情况，并协助上级指挥现场，以提高管理者的管理效率。

目前，在一些大型的安防视频监控系统中，监控系统几乎沦为一种提供事后取证录像的工具。如城市监控，一般有上千甚至上万个监控点，仅依靠工作人员，根本无力管理和监视。显然，这样的安防监控系统，也丧失了原来拥有的预防能力。

现在，各地正在酝酿的城市治安监控系统，多是以视频监控与报警联动为代表的城市治安防控体系。在这种安防监控系统中，一般采用传统的系统配置模式：即集中式地建设监控中心，将视频数据上传至集中式设置的视频服务器，并在该集中节点进行数据存储；在视频采集点上，一般采用视频采集器，控制多路视频摄像头。该视频采集器采用宽带线路，或是采用无线网卡，在带宽不足的情况下，可能会采用多路无线线路捆绑的方式连接公众互联网，与同样连接在互联网上的视频监控中心进行数据传输。

但这种监控系统，都具有一些固有的局限性：

1、由于人类自身的弱点，易导致漏报

一般，在很多情况下，人类并非一个可以完全信赖的观察者，他们在观察实时的视频流或观察录像回放的时候，由于监控人员个体条件的不同以及自身生理上的弱点，经常无法察觉到安全威胁，从而可能导致漏报（False Negatives）现象的发生。

2、各个监控点不能每时每刻都处于监控

除了一些规模较小的电视监控应用之外，很少有电视监控系统会按照1:1的比例为监控摄像机配置监视器。因此，对于平安城市等大型的电视监控系统，各个监控点并非每时每刻都处于监控当中。

3、易引起误报和漏报

误报（False-Positive）和漏报是视频监视系统中最常见的两大问题。漏报指的是在监控点发生安全威胁时，该威胁没有被监控系统或安全人员发现。误报指的是位于监控点的安全活动被误认为是安全威胁，从而产生错误的报警。

4、由于缺乏智能因素，使数据分析困难

报警发生后对录像数据进行分析通常是安全人员必须要做的工作之一，而误报和漏报现象则进一步加剧了对数据分析的需求。安全人员经常被要求找出与报警事件相关的录像资料，找到肇事者、确定事故责任或评估该事件的安全威胁。

由于传统视频监控系统缺乏智能因素，录像数据无法被有效的分类存储，最多只能打上时间标签，因此数据分析工作变得及其耗时，并且很难获得全部的相关信息，而经常发生的误报现象使无用数据进一步增加，从而给数据分析工作带来更大的难度。

5、追查的无力感

得到事件的关键数据后，虽然满城都是摄像头，却无力去追查疑似人员的位置或者疑似车辆的位置。

如何才能真正保证城市的平安？从美国的9.11到英国的爆炸事件，给世界敲响了警钟。可我们现有的安防视频监控仅仅是事后的取证，但事前的预警/报警却更为重要，因为它可以把一些重大事件隐患抑制于萌芽之中，并避免亡羊补牢。因此，城市安防监控必须能事前预警，并能事后进行布控，这样才能保证城市的安全。

城市安防监控系统要有这种事前预/报警，事后布控的功能，除要数字化、网络化外，还必须要智能化，即将监控工作交给计算机。也就是说，安防监控系统要实现让计算机代替人去监看视频图像。这种技术要内嵌智能化软件平台，通过预先设定的视频比对平台，将系统监控到的情况与保安管理方案作对比，从而自动分析检测出存在的隐患并及时预/报警。

由此可见，数字城市安防监控系统必须要智能化。只有智能化，才能真正发挥“防患于未然”的作用，才能真正保城市平安。

智能视频监控（简称为智能监控）技术源自于人工智能的一个分支领域——计算机视觉技术。视频监控的概念主要是指“由机器自动分析视频图像源，从中识别并提取出有用的关键信息，并自动控制机器进行相应动作”的监控方式，由于处理过程基于视频图像源，因此也可称为智能视频分析。本方案中应用的人脸识别技术、车牌识别技术也是智能视频的一种应用。

发明内容

本发明的目的，是提供一种集成了人脸识别比对、车牌识别比对等智能功能，把传统的被动监控转变成主动监控的系统和方法。

本发明的技术方案如下：一种用于“平安城市”工程的智能布控系统，所述系统包括前端录像设备及监控中心，所述前端录像设备连接监控中心进行数据通信； 

所述前端录像设备进行实时的视频监控；

所述监控中心包括：

数据服务器，所述数据服务器安装一图库管理单元，所述图库管理单元存储有布控对象的图片；

流媒体服务器，所述流媒体服务器获取前端录像设备的视频流，并将视频转发给对比服务器；

对比服务器，所述对比服务器通过流媒体视频进行视频分析，提取图像特征值与图库管理单元中的预存图片进行比对，并设定一阈值，将设定阀值以上的结果发送给客户端管理系统；

客户端管理系统，所述客户端管理系统接收对比服务器的对比结果并根据结果发出报警信息。

上述技术方案可以进一步改进为：所述图库管理单元中存储有人物图片及车辆图片；所述对比服务器提取流媒体视频中的人脸特征及车牌特征与数据服务器中的预存图片进行比对。本申请改变了现有技术中仅仅能对人物进行布控的缺陷，增强了布控功能。

上述技术方案可以进一步改进为：所述前端录像设备采用IP网络摄像机或硬盘录像机，并且具有可调焦距有预置位功能的球机或带预置位功能的可调焦距的云台枪机，与流媒体服务器连接，流媒体服务器自动向前端录像设备发送转送到合理采集预置位的指令。该附件技术特征使得本申请实施过程中，能及时的调整前端录像设备的采集位置，使得视频的采集更为准确，对比结果也更为精准。

上述技术方案可以进一步改进为：布控对象的详细信息管理模块；增加布控对象及详细信息管理模块；删除布控对象及详细信息管理模块；根据一张图片在图库中查找相似度高于设定阈值的布控对象及详细信息管理模块。该附件技术特征使得本系统的功能更为强大和智能化。

上述技术方案可以进一步改进为：所述客户端管理系统安装有电子地图单元，所述电子地图单元与系统前端录像设备相关联，系统报警时自动切换并显示引起报警的系统前端录像设备的实时图像，并在电子地图单元中显示出位置及布控对象详细信息。电子地图单元对前端录像设备的位置都有精确的标示，从而使得在产生警报时能及时显示其位置，采取及时的措施。

上述技术方案可以进一步改进为：所述客户端管理系统进一步安装有信息联动单元，所述信息联动单元将相关人员手机进行关联，自动把报警信息文字发送至相关人员的手机上。该附件技术特征可以及时通知附近的相关人员可以随时掌握情况，及时采取措施。相对于现有的技术，本申请具有很强的威慑力及实用性。

上述技术方案可以进一步改进为：所述客户端管理系统安装有一大屏电视墙系统，所述大屏电视墙系统具有1280×720高分辨率，并实时显示最近四对报警结果及比对声音提示。进一步扩展了客户端的系统功能，布控更为智能，更为高效。

本发明进行智能布控的方法，所述方法包括如下步骤：

（1）前端录像设备进行实时的视频监控，监控视频通过发送给监控中心的流媒体服务器；

（2）流媒体服务器获取前端录像设备的视频流，并将视频转发给对比服务器；

（3）对比服务器通过流媒体视频进行视频分析，提取图像特征值与数据服务器中图库管理单元预存的图片进行比对，并设定一阈值，将设定阀值以上的结果发送给客户端管理系统；

（4）客户端管理系统接收对比服务器的对比结果并根据结果发出报警，并进一步在电子地图单元中显示出位置及布控对象详细信息，自动把报警信息文字发送至相关人员的手机上。

所述方法可以进一步的改进为：所述流媒体服务器自动向前端录像设备发送转送到合理采集预置位的指令。

所述方法可以进一步的改进为：所述对比服务器提取流媒体视频中的人脸特征及车牌特征与数据服务器中的预存图片进行比对。

本发明的有益效果如下：

1、智能化，改变了传统的人工、被动监控，转变为高效的计算机主动监控，大大提高了效率和准确性。

2、识别功能更强大。识别对象由过去单一的人脸识别转变为人脸及车牌双重识别方法，提高了识别的精确性。

3、系统与电子地图整合并集合了多种报警方式，使得在发现目标对象时能及时采取有效措施，具很强的威慑力及实用性。

4、充分利用了现有的“平安城市”工程资源，与现有设备具有很好的兼容性，无需进行大规模的设备更换，大大节省了成本而极大的提高了功能和效率。

 

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

 

具体实施方式

本发明智能布防系统具体实施技术方案如下：

1、系统构成

本发明一种用于“平安城市”工程的智能布控系统由前端录像设备及监控中心组成，其中监控中心包括：数据服务器，流媒体服务器，对比服务器，客户端管理系统组成。

数据服务器安装有图库管理模块，负责系统的配置信息保存，用户注册，验证，图库信息保存，车牌信息保存，同时负责将数据发送给需要的各个平台其他模块。

流媒体服务器负责从前端录像设备获取实时视频，并将视频转发给对比服务器，客户端管理系统等需要视频的模块，同时可根据需要进行视频录像存储。

对比服务器负责将视频进行分析提取人脸及人脸特征值，并与图库中的信息进行比对，将符合用户设定相似度的报警信息，发送给客户端及大屏等用户显示终端。

客户端管理系统是主要负责实时图像的显示，当接收到对比服务器发出的报警时，切换到实时图像，在电子地图中显示出位置，在右边明显地带显示出报警信息，其中包括疑似人员目前所在地点，图库中疑似人员因什么原因被布控，两个图片的显示对比等。同时如果用户需要联动手机短信，可以自动把信息文字发送给相关人员的手机上。

客户端管理系统还可以进一步包括一大屏电视墙系统，在大屏上形象直观的展示重点监控的一路实时视频，及实时人脸抓拍，以及实时比对信息等。

数据服务器中安装有图库管理模块，用户将需要布控的图片输入到本系统的图库中，其包含：增加布控人员的图片或布控车辆及相关信息，删除现布控信息，根据一张图片在图库中查找相似度高于设定值的布控图片信息等。

 

2、              主要模块功能及特点

数据服务器

数据服务器需要连续工作，建议采用高稳定服务器，要求较高的场合建议采用双硬件冗余；WINDOWS2000以上操作系统，SQL数据库。

一)功能

设备的登录注册。设备冷启动、热启动或注销后，用设备唯一的ID号登录，合法设备（在配置管理服务器中配置）注册成功后，获取设备的硬件配置和工作参数，进入正常工作状态，非法用户拒绝登录。

用户的登录注册。用户采用用户名、密码和唯一的软件ID号登录，合法用户（在配置管理服务器中配置）注册成功后，获取用户可管理的前端对象，及操作权限，用户的级别。

认证服务器在收到用户布防请求后，进行权限判别，若请求合法，命令设备执行，否则拒绝，并给出相应的提示信息。

二)特点

集中权限管理。任何用户的权限改变能够即时反映到任何一个用户对任何系统的操作。

身份认证采用双因子认证，即口令与ID认证。

网络信息采用了SSL认证体系，保证了网络信令的安全。

用户的帐号支持一次性认证，即用户在访问不同子系统时，无需反复进行帐号认证。

所有认证操作（包括成功的和失败的）都被日志系统记录并安全地保留，以备查阅。

用户的角色具有流动性。即用户操作的设备，权限只与用户名和密码有关，与具体的设备无关。

一) 功能

1、流媒体转发。设置流媒体转发服务器的目的在于缓解网络带宽紧张的区域，对该区域内的视频访问全部通过流媒体转发服务器软件模块来进行转发，使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。

2、流媒体网关。主要是实现异构设备和嵌入式设备接入，把不同设备的信

令转化为统一的信令；把不同编码格式的流媒体数据转化为统一的流媒体格式；把不同的硬件控制协议转化为统一的控制协议从而实现异构设备的互连互通。

流媒体路由。支持双网卡或多网卡，实现跨网段联网监控系统。

对比服务器

(一)功能

通过流媒体视频进行视频分析；提取图像特征值与数据库中的预存进行比对；将设定阀值以上的结果发送给需要的各个客户端；将比对结果存入数据服务中心。

(二)特点

比对速度快，一台服务器支持百路视频小于等于1秒；采用国际先进人脸比对算法，比对结果准确。独有的人像搜索、跟踪、定位、捕捉技术，人脸抓拍率在98%以上，角度能达到35度的偏移不会影响抓拍效果。针对有多个人像张的照片，系统会自动检测人像并分割出多张独立的照片，识别准确度高识别准确度高，1:1识别准确率97%；1:N识别准确率95%以上。独有的图像三维建模技术，每张人脸图像预处理后的特征值大小只有2K左右，识别速度能达每秒10万张以上。采用国内领先的车牌比对算法，号牌识别准确率：白天≥97 %；夜晚≥92 %。

采用独有的组播技术，在节约最少带宽情况下，把比对结果发送给各个客户端模块。

客户端管理系统

(一)功能

可实现电子地图与视频联动，报警自动地图定位，具有缩略图功能；可回放前端设备录像分为硬盘录像机本地存储、流媒体/集中存储服务器录像；支持报警提示, 系统中一旦有报警产生，界面上有明显提示；支持报警联动, 报警后可联动地图，联动报警声音，联动视频录像，联动视频显示，联动分组及轮巡，联动手机短信，可以联动外围IO设备；可查看历史报警记录并进行人工确认赛选；具有用户注销锁定功能，安全方便。

可选择任意一路主要视频的实时视频，并形象显示人脸截图；实时显示比对结果；支持1280×720高分辨率；实时显示最近四对报警结果；支持比对声音提示。

 

本发明的布控方法技术方案如下：本发明只需在现有的“平安城市”系统基础上加以改造，即可实现智能布控。首先前端录像设备进行视频监控，本方法中的前端录像设备可以是IP网络摄像机，也可以硬盘录像机，并且具有可调焦距有预置位功能的球机或带预置位功能的可调焦距的云台枪机，以满足布控中的需要，可以随时转到合理的位置进行视频的采集。前端录像设备采集的视频发送至监控中心的流媒体服务器。流媒体服务器获取该视频流，并将其进行转发给其他需要视频流数据的设备。同时，流媒体服务器可以根据需要，对前端录像设备进行控制，发送指令以完成前端录像设备位置的调整，使其随时处于最合适的采集位置。对比服务器在接收流媒体视频后，进行视频分析，提取图像特征值与数据服务器中图库管理单元预存的图片进行比对，并设定一阈值，将设定阀值以上的结果发送给客户端管理系统。本发明的客户端管理系统具有多种报警模式，根据对比结果发出报警。同时客户端管理系统安装的电子地图单元与前端录像设备进行关联，每一个前端录像设备均在电子地图中有标示，从而在接收到警报后，客户端管理系统能及时在电子地图单元中显示出位置及布控对象详细信息。其信息联动单元则自动把报警信息文字发送至相关人员的手机上。在附近的相关人员可以随时掌握情况，及时采取措施。相对于现有的技术，本申请具有很强的威慑力及实用性。

本申请的监控对象除了现有技术中常用的人脸识别外，还可以进行车别的识别及布控，识别功能更强大。

客户端管理系统还可以根据需求进行进一步的扩展应用，如安装大屏幕电视系统，或其他外围设备，使得布控报警更为智能，更为高效。

Claims (10)

1.一种用于“平安城市”工程的智能布控系统，其特征在于：所述系统包括前端录像设备及监控中心，所述前端录像设备连接监控中心进行数据通信； 

所述前端录像设备进行实时的视频监控；

所述监控中心包括：

数据服务器，所述数据服务器安装一图库管理单元，所述图库管理单元存储有布控对象的图片；

流媒体服务器，所述流媒体服务器获取前端录像设备的视频流，并将视频转发给对比服务器；

对比服务器，所述对比服务器通过流媒体视频进行视频分析，提取图像特征值与图库管理单元中的预存图片进行比对，并设定一阈值，将设定阀值以上的结果发送给客户端管理系统；

客户端管理系统，所述客户端管理系统接收对比服务器的对比结果并根据结果发出报警信息。

2.根据权利要求1所述的一种利用视频监控进行智能布控的系统，其特征在于：所述图库管理单元中存储有人物图片及车辆图片；所述对比服务器提取流媒体视频中的人脸特征及车牌特征与数据服务器中的预存图片进行比对。

3.根据权利要求1所述的一种利用视频监控进行智能布控的系统，其特征在于：所述前端录像设备采用IP网络摄像机或硬盘录像机，并且具有可调焦距有预置位功能的球机或带预置位功能的可调焦距的云台枪机，与流媒体服务器连接，流媒体服务器自动向前端录像设备发送转送到合理采集预置位的指令。

4.根据权利要求2所述的一种利用视频监控进行智能布控的系统，其特征在于，所述图库管理单元进一步包括：布控对象的详细信息管理模块；增加布控对象及详细信息管理模块；删除布控对象及详细信息管理模块；根据一张图片在图库中查找相似度高于设定阈值的布控对象及详细信息管理模块。

5.根据权利要求1所述的一种利用视频监控进行智能布控的系统，其特征在于：所述客户端管理系统安装有电子地图单元，所述电子地图单元与系统前端录像设备相关联，系统报警时自动切换并显示引起报警的系统前端录像设备的实时图像，并在电子地图单元中显示出位置及布控对象详细信息。

6.根据权利要求4所述的一种利用视频监控进行智能布控的系统，其特征在于：所述客户端管理系统进一步安装有信息联动单元，所述信息联动单元将相关人员手机进行关联，自动把报警信息文字发送至相关人员的手机上。

7.根据权利要求1所述的一种利用视频监控进行智能布控的系统，其特征在于：所述客户端管理系统安装有一大屏电视墙系统，所述大屏电视墙系统具有1280×720高分辨率，并实时显示最近四对报警结果及比对声音提示。

8.利用权利要求1所述的系统进行智能布控的方法，所述方法包括如下步骤：

8.1前端录像设备进行实时的视频监控，监控视频通过发送给监控中心的流媒体服务器；

8.2流媒体服务器获取前端录像设备的视频流，并将视频转发给对比服务器；

8.3对比服务器通过流媒体视频进行视频分析，提取图像特征值与数据服务器中图库管理单元预存的图片进行比对，并设定一阈值，将设定阀值以上的结果发送给客户端管理系统；

8.4客户端管理系统接收对比服务器的对比结果并根据结果发出报警，并进一步在电子地图单元中显示出位置及布控对象详细信息，自动把报警信息文字发送至相关人员的手机上。

9.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述流媒体服务器自动向前端录像设备发送转送到合理采集预置位的指令。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述对比服务器提取流媒体视频中的人脸特征及车牌特征与数据服务器中的预存图片进行比对。

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