視頻圖像信息綜合應用解決方案
2019-10-17

 1.產品概述

近年來,黨中央、國務院以及各相關國家部委針對深化推動視頻圖像信息應用工作,先后密集下發了一系列更具明確政策導向、更加針對發展難題的重大部署,為視頻圖像信息應用工作的開展提供了強有力的政策依據:

《關于加強公共安全視頻監控建設聯網應用工作的若干意見》(發改高技〔2015〕996號)要求,“推動集成應用。在充分考慮技術成熟度的基礎上,加大在公共安全視頻監控系統中的集成應用力度,提高視頻圖像信息的綜合應用水平。逐步建立國家級和省級公共安全視頻圖像數據處理分析中心,深化視頻圖像信息預測預警、實時監控、軌跡追蹤、快速檢索等應用。”

《關于規范推進公安視頻圖像智能化應用建設的通知》(公科信〔2019〕36號)要求,按照《GA/T1400-2017公安視頻圖像信息應用系統》及相關標準規范,建設視頻圖像信息綜合應用平臺。整合各類視頻圖像信息應用系統,為用戶提供統一的應用入口,開展檢索查詢、解析處理、研判分析以及各類專題應用,為大數據平臺、警種業務系統開發視頻應用提供組件式服務。

東方網力視頻圖像信息綜合應用解決方案依據以上政策指導文件,深化頂層設計、統籌整體建設,打造視頻圖像信息大數據綜合實戰應用體系,為公安各警種提供視頻基礎類、數據檢索查詢類、視圖解析處理類、視圖研判類、業務專題類等各類應用功能,并通過統一門戶,滿足刑偵、治安、指揮中心、禁毒、科信等各警種的差異化實戰應用需求,從而提升視頻圖像在情報研判、應急指揮、治安防控、偵查破案、反恐防暴、維穩處突、社會管理、群眾服務等公安工作中的應用效能。

2. 總體設計

2.1 物理架構

如上圖所示,東方網力公安視頻圖像信息綜合應用解決方案采用省、市、縣三級級聯、視頻專網公安網雙網雙平臺的網絡架構,實現各級數據的統一匯聚、統一處理和融合應用。

2.2 邏輯架構

 

 資源采集層:

在資源采集層通過多維數據采集服務體系實現視頻資源數據、感知設備數據、業務系統數據的統一采集和整合,包括視頻數據、卡口圖片半結構化數據、MAC地址/IMEI/GPS物聯網數據、人口數據、公安八大庫數據等;

計算層:

通過視頻圖像解析系統,對視頻資源中的目標進行檢測與特征提取、目標數據分析、目標識別和行為分析等;通過視頻圖像信息庫,提供視頻圖像信息資源的快速檢索及智能分析應用,為公安各警種實戰業務應用提供數據支撐。

服務層:

通過API、restful等標準接口為上層應用提供視頻基礎服務、智能應用服務、業務應用服務、系統基礎服務等;

應用層:

采用微服務架構,面向公安各警種提供各類實戰應用,包括基礎視頻應用、視頻圖像智能分析應用、數據倉庫、時空作戰應用、人員大數據應用、車輛大數據應用、多維連環技戰法應用、應用商店、運維管理等。

3. 系統設計

3.1 資源接入設計

視頻資源接入

依據GB/T 28181標準,實現對公安、政務、小區多方的視頻監控設備的統一接入,支持以統一技術架構對視頻數據進行全連接整合,按照高效接入、跨網傳輸、全域共享、穩定存儲、精細管理的要求,為用戶提供統一的視頻共享服務以及簡潔明快的應用體驗;同時,支持通過私有協議SDK的方式接入多種廠家型號的前端設備。

感知數據接入

依據GA/T 1399、GA/T 1400標準,實現各類感知設備數據,包括車輛數據、人像數據、電子圍欄數據、RFID數據等的統一采集接入、清洗治理。

業務系統數據資源接入

業務系統數據主要包含常口、暫口數據、警綜數據、六合一平臺數據,以及治安、刑偵、禁毒、國保等各警種的業務數據等。通過對公安業務系統數據的接入、清洗和整合,實現視圖數據和公安業務系統數據的有機融合,更好服務于公安各警種業務實戰應用。

3.2 視頻圖像解析系統設計

通過機器視覺技術實現對人體、機動車、非機動車、人臉等全目標的特征識別和快速檢索,以實現預警、布控、研判等多種應用,提高公安研判效率。主要功能包括目標檢測、跟蹤、特征提取、分類、聚合、以圖搜圖、軌跡分析、綜合布控、違法分析等應用。

 

3.3 視頻圖像信息庫設計

利用智能識別技術,對視頻圖像解析系統數據進行治理歸檔,形成各類人、車、行人、非機動車專題資源庫;通過對接電子圍欄等物聯感知設備,實現對物聯網多維數據的接入清洗,形成MAC、IMSI / IMEI、RFID等物聯網數據專題資源庫。

通過對數據資源的不同要素(例如人、物品、車輛、機構、案事件、地址等信息)進行關聯,面向業務應用,構建相應的各類主題資源庫,如在逃人員庫、吸毒人員庫、渣土車輛庫等。

3.4 視頻圖像信息綜合應用系統

針對各警種基于視圖的業務應用需求,在視圖解析、視頻圖像資源庫的基礎上,利用大數據挖掘手段,結合公安各警種實際業務需求,提供各類實戰應用。

4.系統功能

4.1 總體功能描述

公安視頻圖像信息綜合應用平臺以公安各警種為最終服務對象,構建以“公安視頻圖像信息實戰應用”為核心的實戰應用平臺,具體功能架構如下圖:

4.2 基礎視頻應用

通過從視頻共享平臺獲取視頻資源,開展公安業務所需的視頻監控應用,包括實時預覽、云臺控制、錄像回放、錄像下載、標記管理、解碼上墻等。

4.3 視頻圖像智能分析應用

支持對視頻圖像進行結構化分析,快速提取人像、人體、車輛、非機動車等高價值數據;

支持對實時視頻、歷史錄像、視圖文件進行結構化智能分析;

支持對視頻目標進行智能規則分析,包括區域入侵、絆線檢測、物品丟失、物品遺留、徘徊檢測和人群聚集等;

支持對同一目標的多個維度、多類目標多個維度的綜合化、立體化、多維度的布控檢測與實時預警。

4.4 數據倉庫應用

支持分類查看各類資源,包括車輛信息、人臉信息、人體信息、非機動車信息、RFID信息等。針對每種資源,支持通過全文檢索、以圖搜圖方式進行檢索并查看詳情。

4.5 時空作戰應用

基于電子地圖,綜合展現各類感知設備,提供采集資源的綜合檢索,實現設備快速定位和數據高效檢索。

基于電子地圖,開展各類指揮調度應用,包括GPS監控、警衛路線、警力調度、電子防控圈、路徑規劃、全景追逃等等。

基于電子地圖,實現多維數據快捷檢索和數據研判,可一鍵調用人車各類技戰法,實現圖上大數據研判。

 

4.6 人員大數據應用

通過對海量視頻人臉圖片數據進行人臉識別、特征提取、聚類和歸檔,形成轄區內動態人員檔案,為各警種關注人員管控提供數據支撐、技術支撐、應用支撐。

4.6.1一人一檔

“一人一檔”主要包含視頻身份檔案,當視頻身份關聯到真實身份時,還包含關聯身份檔案部分,每部分均從六個維度的鮮活數據進行人像畫像勾勒,精確刻畫出目標的近期同行人、身份標簽、活動規律軌跡、社會關系和生活軌跡等,形成一份完整人員檔案。實現視頻+信息數據的一站式全軌跡分析,減少跨系統資源檢索,提升數據資源檢索分析效率。

 

綜合統計

根據系統登錄用戶所屬機構信息,動態加載直屬單位范圍內各個預設維度資源綜合統計數據,主要包括轄區人員構成占比,轄區各種類型人員區域分布、數量和占比,轄區一標三實信息等數據的實時可視化圖表展示。

實口分析

按照目標人員的出行活動頻次、出行軌跡的時空關系等對視頻身份數據進行人員身份進一步算法分類,定義出4類人員。

常住人員:在選定區域范圍內,若有一部分人員,在設置分析時段內,其出行活動規律滿足分析條件,則將這部分人員自動劃分到長期居住人員,簡稱“常住人員”。

未登記人員:將人像聚類數據和區域人員信息庫進行關聯分析,對于沒有任何觸網身份登記信息的人像視頻身份數據,自動劃分到“未登記人員”。

長期未出現人員:對于一部分人員,前期一段時間內一直是規律性出沒,但近期沒有任何出行痕跡,系統將自動把這一部分人員自動劃分到“長期未出現人員”。

臨時人員:針對在之前相當長一段時間沒有任何視頻痕跡,而在最近幾天(可自定義配置)內,偶爾出現在分析區域時,則符合臨時人員分類算法定義,自動劃分到“臨時人員”。

一標三實

基于人像視頻身份數據的實口分析結果,結合區域一標三實數據中的實有人口數據,進行綜合碰撞分析,可以定義得到三種數據可能性,對應三類人員。

核實人員:針對實有人口已采集登記,且又擁有視頻身份的人員,系統定義為已核實人員,表明這一部分人員確實屬于已核實的實有人口登記信息。

未核實人員:針對實有人口登記信息中,發現有一部分人員,只是在一標三實系統中,但通過分析近期時段數據,并沒有任何視頻身份痕跡,則說明這部分人員雖然已進行登記,但仍需要進行核查確認。

待采集人員:針對已具體視頻身份,但沒有匹配中實有人口登記信息的人員,自動納入待采集人員,表明這一部分人員雖然沒有實口登記,但近期活動規律已表明確實居住在該區域。

對于待采集人員,可以通過頁面上的“一鍵推送”功能,快速生成采集指導,并發送到社區民警移動警務通手機上,不但有抓拍照片,還有其出行規律、最有可能是哪一個區域住戶,甚至是他的身份證號、手機號碼等更加翔實的指導數據等。

4.6.2 重點人員管控

通過對涉案人員、涉恐涉毒人員、在逃人員等建立重點人員庫,實時采集歸檔重點人員的多維數據,實現對重點人員的實時管控。

4.6.3 漏管失控

將視頻數據與各種公安內網人員信息庫進行關聯匹配,針對沒有任何觸網信息的部分人員,定義為漏管失控人員,列為公安部門重點監管對象,并提供對這類人員的活動規律軌跡分析和布控。

4.6.4 深度挖掘技戰法

基于大數據分析技術,提供各類人員技戰法,實現對公安關注人員的深度挖掘,方便辦案民警快速查找線索,定位嫌疑人員。提供的人員技戰法包括 :身份鑒別、人臉比對、人臉碰撞、軌跡分析、人脈團伙、同行分析、共同接觸、晝伏夜出、頻次分析、頻繁出沒、軌跡查人等十余種。

4.7 車輛大數據應用

在城市內涉車數據匯聚的基礎上,利用車輛智能識別技術、聚類技術和大數據分析挖掘手段,實現城市內涉車數據的統一管理、統一分析和統一應用。

4.7.1 一車一檔

依托于車輛大數據分析相關技術,基于車輛通行記錄、六合一平臺信息、人員信息、案事件信息等,針對每一輛車,進行檔案化管理,實現車輛信息、車主信息、車輛異常信息、車輛出行規律等資源的整理匯總,協助涉案車輛的分析挖掘應用。

信息檢索

通過輸入條件,查詢車輛信息,在查詢到車輛信息后,可以查看車輛的詳細信息,包括公安信息庫和平臺的分析數據信息。

支持按照身份證號碼、車主姓名、車牌號碼進行車輛檔案查詢檢索的能力;

支持輸入檢索內容后輸出匹配車輛信息,包括車牌號碼及顏色,車主姓名和身份證號。 

檔案信息

支持展現查詢車輛公安業務數據及平臺分析數據的信息,以供用戶查看,快速找到有價值信息。展示信息包括車輛基本信息、車主基本信息、通行記錄及軌跡、落腳點、出行規律、活躍區域、活躍卡口、活躍時段、違章記錄、跟隨車輛信息等。

4.7.2 天網搜車

針對海量的車輛通行記錄,提供針對車輛各個角度信息的快速檢索與分析服務,快速找到目標車輛,為相關按事件處理提供第一手的信息資料服務。

機動車檢索:支持精確查詢指定車輛在指定時間范圍及指定地點的過車詳情信息,支持模糊查詢指定時間或指定區域的車輛過車詳情信息。

非機動車檢索:基于車輛智能分析算法,實現非機動車輛的識別、定位于導出等應用,實現對于摩托車、電動車、三輪車等非標車輛的管理和控制。

尾號搜車:支持快速查詢指定車牌末尾數字規則在指定時間范圍及指定地點的過車詳情信息。

以圖搜車:支持查詢上傳圖片中車輛在指定時間范圍的相似車輛的過車詳情信息。

特征搜車 :支持通過選擇輸入車輛圖片的局部區域特征,檢索通行記錄中與所選特征相匹配的車輛,快速、準確找到原始車輛。

4.7.3 深度挖掘

基于大數據分析技術,通過對車輛海量通行記錄深度挖掘應用,為公安機關提供各類車輛分析技戰法,具體技戰法包括行車軌跡、軌跡查車、跟車分析、碰撞分析、頻次分析、落腳點分析、晝伏夜出、隱匿車輛挖掘、區域徘徊分析、頻繁違章、首次入城、頻繁夜出分析等十余種。

4.7.4 智能研判

基于大數據分析和機器視覺技術,為公安機關提供各類智能研判手段,包括套牌分析、區間超速、非法運營車輛分析等。

套牌分析:系統支持自動對通行記錄進行套牌分析,提供出可疑車輛信息,并對疑似套牌車輛記錄進行判定處理。

區間超速:支持基于車輛通過前后兩個相鄰監控點的時間,來計算車輛在該路段上的平均行駛速度,并依據該路段上的限速標準判定車輛是否超速違法,同時實現配置區間內通行車輛的區間超速查詢、統計與導出應用。

未系安全帶 :支持分析在一段時間駕駛人員未系安全帶的車輛,并提供這些車輛的查詢、排序、按車牌分組、導出等業務應用。

開車打電話:支持自動提取通行記錄中打電話的車輛信息,為開車打電話違法行為的打擊處理提供數據支撐,提升道路安全駕駛環境。

遮陽板檢測 :支持基于視頻智能分析技術,實現視頻、卡口過車圖片中遮陽板開啟車輛的檢測識別與提取,并通過車牌號碼、車牌顏色、車輛品牌、車輛類型、主副駕駛遮陽板是否開啟、通行區域、通行時間、通行時段等多個條件檢索,實現遮陽板開啟車輛的檢索查找能力。

非法營運車輛分析:支持自動分析展現城市中沒有納入監管的非法黑車,幫助用戶對此類車輛進行查詢并管理。

疑似棄置車輛分析:支持分析城市中無人認領或長期滯留的車輛,幫助用戶查詢相關車輛并及時處理,保證交通正常。

區域流量管理:支持對重點關注區域的新建、配置及管理,支持進行手動圈選或者選擇設備的方式選擇區域,并可對重點區域內的車流量進行實時監控,當發生擁擠時自動預警。

稽查布控 :針對被盜車輛、違章車輛、涉案車輛、高危人員車輛、重點車輛等,系統支持人工布控與撤控,,實現查處假牌套牌、上路行駛的報廢車輛、逾期未年檢、違法未處理等違法車輛行為。

4.7.5 重點車輛庫

實現對需要關注的各類車輛進行庫分類,并對庫進行全方位統計分析,滿足用戶對某一類車的應用需求。重點車輛包含庫管理、車輛主題庫兩個模塊。

庫管理

支持庫新增、編輯、刪除,實現對涉案車輛、涉毒車輛、盜搶車輛、涉疆車輛、危險品車輛、非法運營車輛等車輛庫或單個車輛的管理配置。

 

車輛主題庫

實現對各類車輛庫的聚類和監控分析,支持通過車輛號碼、車牌顏色、車輛品牌等信息進行查詢并展示關聯分析,展示信息包括車輛總數、分布區域、落腳點、活躍區域等。

統計分析

實現對車輛流量、外地車、車輛屬性、違法信息、告警信息、區域流量等多個維度的數據進行統計分析,并以圖表的方式進行展現。

4.8 多維連環技戰法應用

4.8.1多維數據軌跡分析

支持通過mac地址、RFID、IMSI等多維數據查詢目標特定時間段內通過的點位并進行軌跡展示。

4.8.2 多維數據碰撞分析

支持通過選定多個區域內不同時段采集的MAC地址、RFID數據、IMSI等多維數據,碰撞分析出選定區域內都出現的該類多維數據,并按照出現次數從高到低排序展示。

4.8.3 多維技戰法關聯分析

支持通過多維數據融合碰撞,實現人臉、MAC地址、車輛、案事件等信息關聯分析與挖掘。

4.8.4 連環技戰法實戰業務應用

在實戰中,單一的技戰法不能充分發揮威力,需要采用多種技戰法的組合,形成連環技戰法,東方網力視頻圖像信息綜合應用系統支持連環技戰法:當通過視頻分析,找出嫌疑人的人體特征,但無法確認人員身份和軌跡刻畫時,可以通過嫌疑人所乘坐的車輛進行檢索,對于疑似采用套牌車的車輛,支持通過以圖搜圖搜到原車,通過落腳點分析確定車輛活動范圍,最后進行車輛布控。這一系列的技戰法,都可以在系統中方便的進行跳轉,并可拓展出無限的應用模式。利用殘缺的信息,采用多種檢索方式,增加信息的確定性:

連環技戰法的優點:

無縫銜接多類數據的研判技戰法,上一個技戰法的輸出是下一個技戰法的輸入,確保偵查思路不中斷;

保留每一步的研判結果,做到線索研判過程和結果的可追溯、可回滾、可靈活調整偵查思路;

自動記錄操作過程,通過大量數據可以形成新的研判模型,并可發揮廣大一線民警的智慧和力量,不斷豐富技戰法庫。

4.9 應用商店

系統提供多個小工具,方便公安民警日常辦公使用,同時支持通過系統管理員下發和個人添加兩種方式添加各類小工具。系統提供的具體工具如下:

車型庫:支持檢索人員通過車型庫對目標車輛“畫像”,并基于“畫像”結果查找目標車輛。

視云閃播:支持調用視云閃播工具,用戶可以用此播放器播放視頻等操作。

屏幕拷貝:支持錄屏操作,用戶可通過此工具錄制屏幕生成視頻文件。

視頻轉碼:支持對不同格式的視頻進行轉碼,提供急速轉碼和標準轉碼兩種方式。

圖片標注:支持對圖片進行標注,添加橢圓,畫筆,直線,箭頭,文字等標注信息。

視頻拼接:支持將不同分辨率、不同格式的視頻進行轉碼拼接。

視頻編輯:支持手動對視頻、圖片中嫌疑目標進行標記。

模糊處理:具備調節視頻圖像亮度、對比度、銳化、去霧、去噪、去模糊等基礎功能和視頻信息重現恢復功能。

個人云空間:支持通過本地上傳或平臺在線保存視頻、圖片以及結構化信息數據。

4.10 運維管理

4.10.1全域覆蓋

支持依據點位建設規劃,對建設現狀進行量化考核和統計。

支持展示項目建設范圍內,規劃建設總數、已建數量,按行政區劃統計建設覆蓋率和高清攝像機占比。

支持通過按鈕切換展示分期建設概況、攝像機覆蓋率(按行政區劃統計)、高清攝像機占比(按行政區劃統計)。

支持對各類數據進行輪詢展示,可自主設置輪詢時間。

4.10.2 資源監測

支持對系統硬件資源、系統服務進行實時監測和異常告警。

支持實時分析服務器CPU、內存、GPU、硬盤、網絡實時使用狀況,并支持以圖表方式進行分析展示。

支持對系統硬件資源、系統服務實施檢測和異常告警,具備包括MYSQL服務、ActiveMQ服務、Redis服務、Kafka服務等。

 

4.10.3 日志管理

日志管理實現平臺中業務操作日志的記錄和分析功能,方便用戶查詢和查看。包括應用日志和日志分析兩個模塊。

應用日志主要是記錄業務操作日志信息,并且可以按查詢條件進行篩選,查詢條件包括:時間段、操作模塊、操作功能、所屬組織、操作人、關鍵字等。

日志分析包括登錄次數統計、模塊使用頻次統計、功能使用頻次統計;分析結果支持以折線圖、圖像視圖、柱狀圖、數據視圖的方式展示。

5.方案特色

5.1 多維資源整合

實現攝像機、人臉卡口、車輛卡口、RFID、MAC 地址、警車、警員、燈桿等資源綜合展示;融合、匯聚、拉通公安視圖資源、社會化資源和其他感知識別資源中:人臉、人體、機動車輛、非機動車輛、MAC、RFID、GPS 等多維視圖資源和結構化資源,構建以人、車、案事件為核心的視圖大數據時空關系、行為關系、關聯關系服務體系,提供全面的視圖服務能力。

5.2 面向多警種業務應用

基于微服務架構,系統支持靈活的組合各類應用服務,從而能夠根據實際需求組合出滿足業務需要的視頻圖像綜合應用平臺。同時,系統實現了多種技戰法及業務分析應用,并提供跨區域、跨網段、跨系統的省、市、縣多級聯網的資源布控與資源檢索應用,為反恐維穩、指揮處置、治安反恐、偵查破案、公共安全、執法監督、服務民生等應用服務,提供快捷高效的處理能力。

5.3 完整的業務閉環流程

事前的預防和預案制定:提供自定義的靈活的預防保障能力(如多組+ 定時的視頻輪巡方案、設置事件的視頻布防規則),支持提前制定安保預案(如警衛路線、防控圈、關城門);

事中的布控及指揮調度:結合預案進行目標布控,指揮警員達到預定位置;實時接收布控報警并聯動事發現場的視頻資源,形成可視化指揮。

事后的研判分析:對于獲取的目標信息,可以基于視圖庫進行以圖搜圖、軌跡刻畫、身份鑒別和檔案建立,完成嫌疑目標的身份確認和線索挖掘。

5.4 全程智能化應用

通過對事件關聯的視頻和圖像進行多種加工與解析處理,去粗取精、分類歸檔、綜合管理,構建以“事”為核心的視圖案事件解析管理服務,實現涉案視圖信息的精確化定義,做到視頻快速查看,圖像模糊變清楚,信息線索組織有序,事件關聯目標自動串并,事件關聯目標自動報警,輔助解決各類案事件的線索查找、分析排查、案件串聯等問題,提高資源利用效率,提升案事件的處理效率,節省人力。

6. 成功案例

公安部視頻圖像信息綜合應用平臺(軟件部分)項目

上海市局智能圖像監控系統

上海市浦東新區城市圖像智能監控系統

北京市平谷區雪亮工程

山西省太原市萬柏林區雪亮工程

內蒙古自治區公安廳公共安全視頻了聯網應用

江蘇省連云港市公安局視頻圖像解析聯合實驗室

江蘇省公安廳“慧眼工程”省級視頻圖像智能綜合應用平臺(一期)

江蘇省宿遷市雪亮工程

安徽省蚌埠市社會治安視頻防控系統工程

 

 

 

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