實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo),自然要涉及云計(jì)算笋途、大數(shù)據(jù)在缆、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等新一代信息技術(shù)的支撐,特別是人工智能的應(yīng)用隅凡。
人工智能(AI-ArtificialIntelligence)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支茫失,是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬绵捡、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論真王、方法、技術(shù)及應(yīng)用的一門邊緣和交叉學(xué)科“泊В現(xiàn)已發(fā)展成具有完整的學(xué)科體系街立;獨(dú)特的研究方法和非常廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的獨(dú)立的學(xué)科。
由于深度學(xué)習(xí)優(yōu)異的特征學(xué)習(xí)能力;對(duì)數(shù)據(jù)更本質(zhì)的刻畫赎离;快速的知識(shí)積累逛犹,拓展了人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域,使得機(jī)器學(xué)習(xí)能夠完成更多的任務(wù)梁剔,實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用虽画;勢(shì)如破竹地攻克了一些長(zhǎng)期未能解決的難題,使得人們企盼的智能機(jī)器變?yōu)榭赡苋俨。斯ぶ悄懿辉偈侨藗兊钠谕胱墙谘矍埃踔良磳?shí)現(xiàn)个盆。如灸拍、無(wú)人駕駛汽車、預(yù)防性醫(yī)療與健康管理等砾省。
可以說(shuō)鸡岗,人工智能界終于找對(duì)了方向,實(shí)現(xiàn)了大爆發(fā)编兄。人類第一次如此接近了人工智能的夢(mèng)想咕烟;真正、真實(shí)的看到了人工智能輝煌的未來(lái)淀祟。
人工智能是支撐自動(dòng)(智能)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)憎对。也是安防(視頻監(jiān)控)系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù),或者說(shuō):安防是人工智能研究(應(yīng)用)的重要領(lǐng)域酌铺。雪亮工程應(yīng)時(shí)而出散岩,自然成為人工智能新的研究和應(yīng)用領(lǐng)域。具體應(yīng)用主要有:
一辕洗、實(shí)施功能的自主化
視頻監(jiān)控系統(tǒng)包含許多遙控和編程控制功能和子系統(tǒng)萌圣,如、攝像機(jī)的目標(biāo)跟蹤趋亡;多個(gè)攝像機(jī)低海,或攝像機(jī)與系統(tǒng)其它設(shè)備的多機(jī)聯(lián)動(dòng)、功能聯(lián)動(dòng)等遙控和編程控制功能或子系統(tǒng)挪其。這些功能是由人的操縱或預(yù)先設(shè)定的程序控制來(lái)完成顿蝇。采用人工智能,可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自主動(dòng)作什猖,如票彪、攝像機(jī)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo),然后自主地進(jìn)行跟蹤不狮;根據(jù)目標(biāo)的行為降铸,自主地與相關(guān)攝像機(jī)和其它設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)锉屈。
機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等是人工智能的重要研究領(lǐng)域垮耳,涉及人工視覺(jué)颈渊、人工觸覺(jué)等技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用于安防領(lǐng)域的這些設(shè)備基本上還是遙控裝置终佛。采用人工智能技術(shù)俊嗽,可以逐漸實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的自主動(dòng)性,如通過(guò)人工視覺(jué)铃彰,感知目標(biāo)的特征绍豁、形態(tài)、距離和速度等牙捉,自主地跟蹤目標(biāo)竹揍、避障、制動(dòng)和發(fā)動(dòng)攻擊等橘凿;通過(guò)人工觸覺(jué)棱悄,感知物體的重量、虛實(shí)寡络、光滑度等鬼壹,自主地抓物或采用相應(yīng)的失能處置。
通常述搀,自動(dòng)化系統(tǒng)分為三個(gè)層次:遙控寥药、編程控制和自主動(dòng)作。顯然恰避、后者技術(shù)難度最高颅蟹,是自動(dòng)化的最高境界——智能化。但并不是所有系統(tǒng)和設(shè)備都需要智能化获殉,各層次的產(chǎn)品適應(yīng)不同的應(yīng)用令消,并非都要實(shí)現(xiàn)自主動(dòng)作。
二歹朵、提高動(dòng)作的精準(zhǔn)性和效率
視頻監(jiān)控系統(tǒng)中許多功能和子系統(tǒng)已采用了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)黎人,根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論,進(jìn)行價(jià)值判斷挠说,提高性能與能力。若采用深度學(xué)習(xí)愿题,就可以進(jìn)一步提高它們的學(xué)習(xí)能力损俭。如圖像系統(tǒng)的生物特征識(shí)別(人臉、指紋等)潘酗、圖像內(nèi)容分析及搜圖等系統(tǒng)杆兵,通過(guò)深度學(xué)習(xí)可提高識(shí)別雁仲、判斷、搜索的精準(zhǔn)性和效率琐脏;同時(shí)可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力攒砖、環(huán)境適應(yīng)性,提高其實(shí)用性日裙,擴(kuò)展其應(yīng)用的范圍吹艇。
攝像機(jī)圖像調(diào)節(jié)(光、焦昂拂、抖動(dòng))受神、寬動(dòng)態(tài)、數(shù)字降噪及透霧等功能都是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的逻富。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練副呆,可以不斷的優(yōu)化算法,獲得更佳的圖像效果拳刚。在此基礎(chǔ)上朋井,產(chǎn)生了軟件定義攝像機(jī)的概念。
改進(jìn)圖像內(nèi)容分析及搜圖等系統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法楷首,提高目標(biāo)分類捞蹈、行為判斷、搜索的精準(zhǔn)性和效率围杉。特別是通過(guò)深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練钧鸳,提高圖像分類特征表示的精細(xì)(粒)度,提高圖像標(biāo)識(shí)的精準(zhǔn)性乖粘。為系統(tǒng)學(xué)習(xí)提供高質(zhì)量的搓睦、深層次的數(shù)據(jù),逐步實(shí)現(xiàn)圖像信息的(半)結(jié)構(gòu)化處理砌熬。在通常的監(jiān)控環(huán)境下傍念,實(shí)現(xiàn)圖像中事件的標(biāo)識(shí);人臉識(shí)別的應(yīng)用葛闷;以及步態(tài)識(shí)別憋槐、聲紋識(shí)別等關(guān)鍵技術(shù)的突破和初步應(yīng)用。在進(jìn)行圖像內(nèi)容標(biāo)識(shí)時(shí)淑趾,數(shù)據(jù)融合對(duì)提高標(biāo)識(shí)的精準(zhǔn)性和深度有很大的幫助阳仔。數(shù)據(jù)融合也有助于感知前端的完善和云邊結(jié)構(gòu)的構(gòu)成。
三扣泊、提高系統(tǒng)的決策水平
安防和視頻監(jiān)控系統(tǒng)中存在著各種各樣的決策系統(tǒng)近范,大如風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警系統(tǒng)和預(yù)案(專家)系統(tǒng)延蟹;小如圖像調(diào)節(jié)的算法评矩、目標(biāo)跟蹤的方案叶堆。采用深度學(xué)習(xí)技術(shù),提高預(yù)警斥杜、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估虱颗,預(yù)案等專家系統(tǒng)的決策水平;圖像搜索的策略等蔗喂,這些決策水平的高低墙滋,決定系統(tǒng)的應(yīng)用水平和功能滿足業(yè)務(wù)需求的能力。
通過(guò)人工智能的應(yīng)用咖雀,深化圖像信息的應(yīng)用擎势;破解公共安全難題;構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系亮购,安全預(yù)警體系楚携,促進(jìn)和加快現(xiàn)代安全體系的建立,是中央對(duì)公共安全的要求岔爹,也是雪亮工程建設(shè)的重要目標(biāo)茅囱。
上述應(yīng)用本質(zhì)是大數(shù)據(jù)處理,我們通過(guò)從新的旧伺、更多的角度(維度)和深度浆英,觀察世界(事務(wù)),來(lái)提高洞察君祸、決策批型、程序優(yōu)化的能力;通過(guò)數(shù)據(jù)融合含滴,挖掘圖像的深層次的信息诱渤,真正發(fā)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的價(jià)值。
四谈况、人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景
場(chǎng)景勺美,是指技術(shù)應(yīng)用的(外界)環(huán)境。是充分發(fā)揮技術(shù)本質(zhì)能力的外部條件碑韵,或技術(shù)可以適應(yīng)的外部條件赡茸。通常智能系統(tǒng)要求建立稍加限制的應(yīng)用環(huán)境(場(chǎng)景),以保證技術(shù)本質(zhì)能力的發(fā)揮祝闻。因此占卧、場(chǎng)景(環(huán)境因素)也成了限制技術(shù)應(yīng)用和影響應(yīng)用效果的重要因素。顯然治筒、外部條件的限制越少(低)屉栓,技術(shù)的環(huán)境適用性越好。
人工智能的出現(xiàn)耸袜,特別是深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用友多,正逐漸突破環(huán)境因素的限度。使智能系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境(場(chǎng)景)日益自然妨宪、自由锥约。如在通常的監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境保護(hù)下,實(shí)現(xiàn)許多智能化技術(shù)的應(yīng)用之灼。我們也把解決視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)存問(wèn)題和不足侮搭,寄望予人工智能。
從應(yīng)用場(chǎng)景的角度比紫,分析人工智能智能在雪亮工程中的應(yīng)用闭凡,還可以更直觀和清晰地表現(xiàn)出人工智能技術(shù)的切入點(diǎn)、可以解決的具體問(wèn)題和可能實(shí)現(xiàn)的效果蕾捣。
雪亮工程中人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景主要有:
圖像標(biāo)識(shí)
標(biāo)識(shí)圖像是圖像信息結(jié)構(gòu)化的一個(gè)途徑秩菩。人工智能將是實(shí)現(xiàn)圖像標(biāo)識(shí)的主要的技術(shù)方法。這里暫且稱之為半結(jié)構(gòu)化齐寻。圖像標(biāo)識(shí)包括:
標(biāo)識(shí)圖像中的目標(biāo)粉簇,它需要截取一(幾)幀圖像。目前大多系統(tǒng)都可完成這個(gè)功能刨吸。如標(biāo)識(shí)視頻圖像中的人或車蛀膊。人工智能化應(yīng)用于該場(chǎng)景,有助于目標(biāo)的標(biāo)識(shí)更精準(zhǔn)底挫、更精細(xì)恒傻。
標(biāo)識(shí)圖像中的事件,需要分析一段視頻圖像(一個(gè)圖像序列)建邓,屬視頻語(yǔ)義解釋盈厘。目前,很多應(yīng)用離業(yè)務(wù)需求尚有差距涝缝。深度學(xué)習(xí)將為解決這一問(wèn)題提供一個(gè)新思路和方法扑庞。
人臉識(shí)別
深度學(xué)習(xí)很可能實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別的突破,而且解決問(wèn)題的速度之快會(huì)令人驚訝拒逮。
模式識(shí)別罐氨,是傳統(tǒng)人臉識(shí)別的基本方法。要求系統(tǒng)定義人臉滩援、建立特征庫(kù)和稍加限制的環(huán)境栅隐。在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)后,一直沒(méi)有實(shí)質(zhì)性進(jìn)步玩徊,距實(shí)用化尚有很大距離租悄,特別是在通常的視頻監(jiān)控環(huán)境下。
深度學(xué)習(xí)写寄,通過(guò)模仿人的思維過(guò)程诲操,產(chǎn)生大量的烟瞳、深層的數(shù)據(jù)分布式特征的表示,經(jīng)大數(shù)據(jù)的訓(xùn)練帮伙,使圖像的分類表示越來(lái)越精細(xì)航娩,知識(shí)積累愈加豐富,很快就產(chǎn)生許多實(shí)用性的成果鹰党§徘眩基于深度學(xué)習(xí),將會(huì)導(dǎo)致生物特征識(shí)別方法和模式的創(chuàng)新钓藏。使人臉識(shí)別在通常的監(jiān)控環(huán)境下状奴,得以實(shí)現(xiàn)。
同樣精臭,深度學(xué)習(xí)也將支持步態(tài)識(shí)別耗憨、聲紋識(shí)別等新技術(shù)得到初步的應(yīng)用。
構(gòu)建城市空間狀態(tài)圖像
把系統(tǒng)前端設(shè)備(攝像機(jī)等)感知的信息悲组,通過(guò)深度學(xué)習(xí)检痰,生成反映城市狀態(tài)的原始、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的可視化表示锨推。是觀察城市實(shí)時(shí)狀態(tài)铅歼、動(dòng)態(tài)變化的最佳、最直觀方式换可。
視頻信息對(duì)構(gòu)建城市空間狀態(tài)圖像具有最大的價(jià)值椎椰,前提是實(shí)現(xiàn)視頻語(yǔ)義的理解。
視頻信息可直接生成空間狀態(tài)圖像沾鳄。如人流密度慨飘、分布,車輛密度等译荞。
通過(guò)深度學(xué)習(xí)瓤的,從視頻信息中產(chǎn)生城市狀態(tài)深層數(shù)據(jù)的可視化表示。如道路擁堵指數(shù)吞歼、人流踩踏風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)等圈膏。
非視頻信息經(jīng)大數(shù)據(jù)處理,也可生成空間狀態(tài)圖像篙骡。如高危人稽坤、物、活動(dòng)的分布掺昵,城市人口狀態(tài)等土嚼。
而且,多種數(shù)據(jù)的融合是構(gòu)建空間狀態(tài)圖像的最有效方法,可以提高狀態(tài)圖像的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性缓缝。
風(fēng)險(xiǎn)管控
風(fēng)險(xiǎn)管控是現(xiàn)代安全的基本功能(要素)钳葬。
傳統(tǒng)安全,風(fēng)險(xiǎn)分析的目的是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的脆弱性栈眉。通過(guò)系統(tǒng)加固(建設(shè))趣闹,降低風(fēng)險(xiǎn)到可接受的程度豁惨。風(fēng)險(xiǎn)分析是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)(方法)榛架。
現(xiàn)代安全,風(fēng)險(xiǎn)管控的目的是發(fā)現(xiàn)安全環(huán)境可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)烂辟。采用適當(dāng)?shù)拇胧┗谨ⅲ乐刮kU(xiǎn)事件的發(fā)生。風(fēng)險(xiǎn)分析是系統(tǒng)功能(要素)哨叙。
風(fēng)險(xiǎn)分析恕刘,通過(guò)對(duì)影響安全的諸多因素(政、經(jīng)抒倚、社)的大數(shù)據(jù)處理褐着。洞察和判斷宏觀的安全狀態(tài)及可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn);通過(guò)對(duì)敏感人托呕、物含蓉、時(shí)、地项郊、突發(fā)馅扣、形勢(shì)等的大數(shù)據(jù)處理,判斷各類事件發(fā)生的可能性(風(fēng)險(xiǎn)高低)着降。
空間狀態(tài)圖像反映安全環(huán)境的實(shí)時(shí)狀態(tài)差油,狀態(tài)的變化是趨勢(shì),良性的保持任洞;不良的就是風(fēng)險(xiǎn)蓄喇,采取適當(dāng)方式改善。就是風(fēng)險(xiǎn)管控和預(yù)警交掏。
風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)具有自主成長(zhǎng)性偷真,在大數(shù)據(jù)的支持下、通過(guò)迭代式的訓(xùn)練庇讥,可不斷的提高系統(tǒng)的洞察尚技、判斷的能力和風(fēng)險(xiǎn)分析的準(zhǔn)確性。
空間狀態(tài)預(yù)測(cè)調(diào)節(jié)
交通管理系統(tǒng)是典型案例润沸,傳統(tǒng)系統(tǒng)以交通信號(hào)的實(shí)時(shí)控制為核心潭耙,希望能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、面的控制及最佳綠信比都宅。但實(shí)踐證明列汽,傳統(tǒng)控制方法(信號(hào)的實(shí)時(shí)控制)實(shí)現(xiàn)不了這些目標(biāo);現(xiàn)代(城市)交通管理系統(tǒng)必須采用現(xiàn)代控制理論愧橄,通過(guò)多變量的空間狀態(tài)分析喳律,進(jìn)行區(qū)域性(整體空間)的預(yù)測(cè)調(diào)節(jié),來(lái)實(shí)現(xiàn)道路資源與車流狀態(tài)的匹配瘪期。
風(fēng)險(xiǎn)管控更是典型的現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)赤朽。所謂發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn),采用適當(dāng)?shù)拇胧├ヂ耄乐刮kU(xiǎn)事件的發(fā)生气忠,實(shí)質(zhì)上、是空間狀態(tài)的預(yù)測(cè)和多方位赋咽、立體化的安全體系的調(diào)節(jié)旧噪。
概括的講,雪亮工程是人工智能最適配的應(yīng)用場(chǎng)景脓匿,除上述幾個(gè)方面外淘钟,還有許多可為人工智能大展身手的場(chǎng)景∨阏保總之米母,雪亮工程為智能監(jiān)控提供了新的舞臺(tái),通過(guò)人工智能的應(yīng)用缤骨,極大地提升視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平爱咬,解決傳統(tǒng)系統(tǒng)的缺欠和不足。真正使視頻監(jiān)控的眼睛更加雪亮绊起。同時(shí)精拟,也成為行(企)業(yè)轉(zhuǎn)型、升級(jí)的切入點(diǎn)箩晦。將安防行業(yè)的改革引入新的階段甫蹄。
李仲男,公安部第一研究所研究員淀甘,長(zhǎng)期從事安防技術(shù)研究工作缚粮。