访谈

视频智能感知与理解:让机场每个角落装上智慧的眼睛

——中国机场安防网专访公安部第三研究所所长胡传平

众所周知,视频监控向来是安防行业的“娇宠”,在机场安防领域亦是如此。如今,当以高清化网络化集成化为特色的智能视频监控正以各种形式闯入人们的生活,“让摄像机会思考”这个想法显然已不再是南柯一梦。

然而,作为一项新兴的安防技术,视频智能感知与理解技术在机场领域的应用却差强人意,目前仅有部分新建、扩建的机场开始尝试应用,较高的误报率使得该技术难讨机场用户之喜。未来几年是民航事业的黄金周期,在此背景之下,一方面是新、改、建机场对引进新技术的渴求,另一方面是视频智能感知与理解技术亟需深入行业应用为自身发展走向成熟的平台需求。如何把握新契机推进视频智能感知与理解技术在机场安防领域的应用,响应智慧机场的号召,已成为机场建设各参与方迫切的需求。

2011年底,公安部第三研究所(下称”公安部三所“)联合上海交通大学、复旦大学、中科院自动化所等著名高校院所以及海康威视、博康智能等数十家知名企业,牵头成立了“新一代视频监控产业技术创新战略联盟”,致力于建立以视频结构化描述为核心支撑技术的新一代视频监控技术体系,努力推动国内视频监控产业的整体发展。近日,中国机场安防网就“视频智能感知与理解技术与机场智慧安保”这一话题采访了公安部三所所长胡传平研究员。

(图:公安部第三研究所所长胡传平)

“视频智能感知与理解技术在机场智慧安保中扮演的角色就是让机场的每个角落遍布‘智慧’的眼睛。”面对中国机场安防网记者关于的提问,胡传平所长以这个生动形象的比喻作概括。

在胡传平看来,视频智能感知与理解技术犹如给摄像机安装上大脑,化被动为主动地采集分析有价值的视频图像信息,这不仅能提高机场安防的层次,为提高监控质量带来革命性的转变,还能通过充分挖掘数据信息,为旅客提供便民服务。推进视频智能感知与理解技术在机场领域的应用,需要科研机构、机场用户、项目工程商等各有关方面共同营造一个适合其发展的行业应用环境。

助力提高机场安防的层次,掌握安全主动权

面对日益严峻的国际防恐形势,提高安防系统的事前预警能力是机场用户迫切的需求,视频智能感知与理解技术的应用将使机场工作人员在日常安防工作中掌握更大的主动权,这正是它提高机场安防水平的一大体现。

视频智能感知与理解技术源自计算机视觉技术,是人工智能研究的分支之一,它能借助计算机强大的数据处理能力来过滤掉图像中无用或干扰信息、自动分析、抽取视频源中的关键有用信息,从而使监控摄像机成为人的眼睛,使计算机成为人的大脑,并进化出更为“聪明”的学习和思考方式。在安防行业应用较多的是它的视频摘要、视频检索、图像视频增强、车牌识别、人脸识别、行为理解等功能。

”机场安防领域,视频智能感知与理解技术在常规性突发事件的提前预警、事中对事件发生做形势判断及下达处理命令、事后取证及寻找证据链,每一个环节都能发挥功效。”胡传平以其多年公安刑侦技术研究实战经验为惯常思路,向记者解释视频智能感知与理解技术将在机场安防领域的应用场景,“应该说,视频智能感知与理解技术的应用将使机场安防的层次迈上一个台阶。”他随后说道。

传统机场安防系统的信号以X光、电波、红外射线等被动感知方式为主,视频监控也处在“监”而不“控”的状态,信息采集上的被动使得安防工作的开展也相对落后,不仅无法做到事前预警杜绝威胁,在事后取证上也存在一定的困难。而具有视频分析、人脸识别、行为理解等视频智能感知与理解功能的视频监控设备,具备了以视频为主的主动感知采集与分析信息的能力,不仅具有了明察秋毫的“眼睛”,又有了英明睿智的“大脑”。由此,不但可大幅减轻监控人员的工作强度,而且革命性地提升了监控视频的深度应用能力,将机场安防的整体水平领入一个崭新的时代。

胡传平举例说,在出发大厅、候机楼等人流较为密集的区域,通过视频智能感知与理解系统可实现遗留物探测、异常奔跑等检测,通过可自定义的异常事件预警触发规则进行动态监测,在异常事件事件发现前即可提前预警,通知安保人员启动相应的应对措施。当突发状况(如打架斗殴、火情等)发生时,视频智能感知与理解系统能够及时对现场进行形势估计,根据应对预案自动产生人群疏散、应急求援等相应警报和处置措施。在事后取证与案件侦破方面,通过视频智能感知与理解系统,将海量异构多源数据经解析生成结构化的描述信息,以便跨域多源对象特征、目标线索等关键信息的实时动态关联分析,有效提升取证和线索发现的综合效能。对X射线安检图像、监控摄像机视频和闸机拍摄图像进行综合视频图像结构化描述与智能理解,可建立起海量多源异构数据为基础的大数据多维校验比对处理体系,在机场实现行李物品、人员身份和生物特征之间的多维映射与数据关联,为事前、事中和事后的安保预警和处置奠定坚实的数据基础。

在机场安防中“无处不在”

“视频智能感知与理解技术在机场的应用是可以无处不在的,事前、事中、事后是其针对突发状况、紧急事件的主动式信息采集与分析能力的应用,在机场的日常运营中,视频智能感知与理解应用领域也极为广阔,通常只会受使用者思维空间的限制而已。”为了进一步说明,胡传平将机场运营区域分为任何人可以出入的通用区域、只有机场工作人员可以出入的专用区域,以及极少人员出入的无人区域。

通用区域:

出发大厅、候机厅、安检口、登机口等人员密度大、流动大、人群繁杂的区域为候机楼里的通用区域,采用视频智能感知与理解系统可进行斗殴检测、异常跑动识别、遗留物探测、人群疏密检测,防止恶性事件的发生,保障正常的候机秩序。尤其在在安检口、登机口只允许旅客单向出入的关键卡口,可进行逆向检测、人数统计,辅助控制人流以防登机秩序的混乱。胡传平指出,针对当前业内共识的登机口安防漏洞(指旅客在通过安检口到登机口的一段区域,旅客身份信息核实存在漏洞),将安检口登机信息与登机口信息系统相关联,在登机口设置“验票闸机+人脸识别”双重校验来对旅客进行二次安检,结合机场大数据校验系统与比对库的支撑,可确保“人、票、证”在上机时的统一匹配。

专用区域:

在配餐、加油、行李运送等机场工作人员专用区域,视频智能感知与理解可配合机场原有的门禁系统进行运作。

首先,一般机场工作人员有制服、工作牌等特征识别,相对固定的工作轨迹,视频智能感知与理解可由此进行尾随检测,人员闯入监测,一经发现可疑人物靠近涉密区系统立即自动报警。

再以行李运送为例,从旅客办理行李托运,到行李过检、到行李房、行李分检、行李传输、行李登机,可结合X射线图像视频结构化分析、异物探测等手段对每个环节中的行李进行实时安检。同时,还应进行全程视频监控,不仅可检测行李运输途中是否错漏,也可监测行李在运输过程中接触过哪些人,掌握行李的运行轨迹,更有效地实现因行李安检漏洞而引发的恶性事件的追踪溯源。胡传平表示,尽管目前的视频智能感知与理解技术已经具备上述功能,可对重要的人、物全程跟踪,然而机场是否必要对每一个人每一件行李的运行轨迹实时监测,却是个值得权衡的问题。

无人区域:

在机场跑道、停机坪、机场周边等人员禁行区域,视频智能感知与理解技术可与周界防范,电子围栏等其他的安防手段进行综合防范,通过、人员徘徊检测、遗留物检测、滞留检测等等来降低这类区域因为覆盖面积大、环境复杂等因素带来的监控难度。在燃料库、供电站、机房等安全防护要求特别高的区域可通过非法闯入与越界检测,以杜绝蓄意破坏等情况的发生。

(图:视频侦查勘查车)

(图:便携式视频侦查机)

(图:视频快速拷贝机)

突破机场应用瓶颈需适合的”土壤“

“一项新技术要成熟发展充分实现其利用价值,不仅需要自身不断突破技术瓶颈,也需要一个适合生长的土壤。”在胡传平看来,视频智能感知与理解技术在机场领域的应用相对平安城市建设、公安刑侦领域而言应用水平较为滞后,在寻求自然环境影响技术突破的同时,还受市场环境的制约。

诚然,视频感知与分析技术经过不断发展,其在克服自然环境影响方面已取得突破性进展。动态背景分析、实时图像增强等算法的不断升级,同时,远红外、透雾、防抖动等技术的相继使用,当前的视频感知与分析技术已经基本具备在机场安保行业应用的条件,只等实际的应用来检验它,通过特定的需求和运用中的问题来助推其不断改进。

胡传平指出,视频感知与分析技术在机场的应用一直不温不火,可能还在于以下几点原因。其一,机场项目工程商对视频智能感知与理解技术的掌握情况直接影响了它的应用水平。其二,机场规划周期较长,高清设备的更换速度相对滞后,前端摄像机、基础设施的性能尚不能为后端视频智能分析处理提供足够的素材,”巧妇难为无米之炊“,当前机场用户对高清设备也存在着旺盛的需求。其三,机场安全防护等级高,安防投入大,机场用户对新技术的稳定性普遍较为谨慎,有些机场用户甚至对自身的需求不明确。“为视频智能感知与理解技术创造适合其生长的土壤,需要机场管理者、项目工程商、科研人员及相关监管部门的多方配合努力。”

另一方面,在机场逐步更换高清监控设备的同时,随之而来的是高清视频信息的“大存储”给图像数据造成的存储、传输、分析”三重压力”,这成了应用视频大数据的又一症结所在。针对这个,公安部三所牵头提出视频结构化描述技术(VSD)体系,可有效解决“存不久、传不起、找太久”的问题。基于VSD技术的系列产品已在公安各警种中得到成功应用。至于这项“把电影变成剧本”的技术及系列产品能给机场用户带来怎样的惊喜,胡所长卖了个关子,将在本届机场安保论坛上做详细阐述,届时请关注中国机场安防网实时更新报道。

  (图:视频结构化描述技术体系

兼顾机场智慧安保与便民服务

如果说,未来几年民航事业发展的黄金周期为机场安防系统建设提供了一个新的契机,那么视频智能感知与理解技术的发展应用将为其缔造一个崭新的转机,这恰好了契合了当下火热的“智慧机场”概念。

“在机场各个角落都装上‘智慧的眼睛’,不仅能看,还能思考,在保证安全的前提下,还能提供便民服务,这就是机场‘智慧安保’的内涵所在。”

胡传平解释道,通过智能分析的高清视频监控系统,犹如在场监控区内布满智慧的摄像机,能主动采集人、车、物和事件的信息,并对视频数据进行挖掘分析。在解决基本的安防需求的之外,分析产生的结构化描述数据可用于诸多便民服务。例如通过人和物的特征检索帮助寻人、寻物;将机场商圈、地图、人流分布等信息进行整合,在机场客户端中为旅客提供购票、购物、住宿、交通等全方位的便利服务。

胡传平坦言,尽管目前视频智能感知与理解技术尚不能完全取代人工,但它具备多项人力不及的功能,是非常良好的辅助监控手段,应该在机场安防这个细分领域得到更深入的应用。“推动视频智能感知与理解技术在机场的应用还是需要多方的配合努力,大家共同发力齐头并进,我们公安部三所作为科研机构,已在技术钻研上做了大量投入,接下来是要将它推入行业应用中,让它接受市场的检验。”

(作者:陈晓玲)

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