视频大数据与智慧城市管控

广州中国科学院软件应用技术研究所广州中国科学院软件应用技术研究所视频大数据与智慧城市管控广州中国科学院软件应用技术研究所智慧城市研究中心视频大数据及相关技术城市管控中的应用与案例问题、挑战和一些建议汇报提纲123大数据定义•大数据（bigdata）–规模巨大到无法通过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策等目的的资讯•大数据的4V特点–Volume（大量）–Velocity（高速）–Variety（多样）–Value（价值）视频大数据4据保守估计，我国的监控摄像头总数截止2011年已突破500万台，并以每年20%的速度增长中。一座有4万台监控摄像头的城市一天产生的数据量950TB英国——摄像头数量：人口数量达到1：15北京——四环之内无盲点视频大数据现状视频监控将是世界上最大的数据生成器视频大数据中蕴藏的金矿•真实的城市实时/历史影像–海中捞针，寻人寻物的利器–执法取证的重要来源•城市中各种行为活动的记录–异常行为——及时发现、有效应对–正常行为——分析规律、科学决策通常情况下，人类从外界获得信息约90%来自双眼城市中的视频大数•城市管理–交通违章–城市秩序…•公共安全–嫌疑人排查–视频抓逃–线索关联…•辅助城市规划–交通流量分析预测…语义提取城市管控应用需求语义提取：计算机视觉技术目标•人•车•物规则Logic•进入•离开•出现•消失•取走•遗留•徘徊•拥挤度•密度背景环境功能•入侵检测•遗留检测•遗失检测•徘徊检测•聚集检测•行为识别•来车检测•流量统计前景目标计算机视觉技术是挖掘视频大数据金矿的核心工具语义提取：计算机视觉技术字符识别人脸识别广义的计算机视觉技术至今仍然不成熟部分应用在可控环境下已取得较好效果社会单位视频资源视频应用服务器集群视频监控管理区公安网视频共享平台政府视频资源接入、共享平台社会视频资源接入平台公安网视频共享平台政府视频资源接入、共享平台视频监控管理区智能分析服务器集群存储服务器集群派出所政府用户政府用户/资源区县级公安网用户市级公安网用户视频专网视频应用服务器集群安全边界平台安全边界平台（视频通道部分）交巡警平台社会视频资源运营平台Internet行业单位视频资源移动网络市区、县所、台兵公共传输网络前端镜头（公安自建）单兵系统移动指挥车处置现场视频大数据技术架构（数据密集型应用）数据分析任务分解下沉视频大数据及相关技术城市管控中的应用与案例问题、挑战和一些建议汇报提纲123利用城市中无处不在的摄像头，构建7×24小时智能识别监控体系由传统事后查看“被动”模式变“主动”预警，实时告警•占道经营•人群聚集•违章停车•明火检测•车牌识别•井盖丢失•入侵检测•积水检测•遗留物检测•…城市管理——异常状态发现城市管理——交通目标/事件识别交通流量统计违章检测车辆布控公共安全——视频卡口实时布控覆盖车站、地铁、重点路段的摄像头，人脸检测+识别通缉犯、危险人员及早发现案例：水客识别（拱北海关）应用背景水客走私长期困扰海关执法工作；旅客进出境次数直接影响海关对短期多次往返旅客行李物品的验放尺度；目前对“当天及短期内多次往返的旅客”的具体出入境情况只有边检部门掌握，海关无法与边检联网共享数据实施效果通过人脸识别系统，对每天出入口岸的旅客进行自动计数，一旦超过规定次数则将报警信息发送到海关官员的手持终端上。改变了海关传统的查验方式，提高了办事效率。案例：异常状况识别（重庆工商银行ATM机）应用背景近几年屡见针对包括ATM和自助银行在内的银行系统营业网点的恶性犯罪案件,而且作案手段越来越多,方式更加隐蔽,技术性更高,对安防体系与刑侦技术提出了越来越高的要求。实施效果通过智能视频分析算法，提供面部异常识别、行为异常识别、遗留物检测、ATM机上张贴物警示、伪装设备侦测等视频分析服务，自动发现异常行为，实时报警。保障了银行正常用户的权益和人身安全。嫌疑人排查——海量人脸库搜索比对移动人脸识别终端手机拍照→上传照片→接收结果静态人脸照片比对数秒时间完成千万规模的人脸比对（公安人像库）案例：通缉犯识别（常州看守所）应用背景看守所中的在押人员中很可能存在全国通缉犯，如果其伪造身份，容易错失抓捕良机。实施效果利用人脸比对系统对在押人员的生物特征进行识别，并与公安部公布的逃犯数据库比对，搜索相似人员的图片及身份信息，监管人员能有效地甄别出漏网之鱼。陈伟涛男汉族1972河东省哪里市西山路25号123456789122015.4.317快速回溯取证——视频浓缩摘要浓缩前两小时（含大量无用信息）浓缩后五分钟（只呈现关键信息）浓缩视频精华，快速回溯事件，一般监控视频压缩比1:100按照衣着等特征智能检索人员、车辆…快速取证违法行为，提高查找效率视频线索串联——视频信息融合检索视频检索综合分析案件视频检索关联视频比对串并案分析案件统计分析按类型检索统计分析联合检索：根据目标特征，检索相关多个摄像头的视频片段轨迹挖掘：跨摄像机目标关联，目标轨迹研判通过视频数据，汇集一个城市中每个街道的人流数据、车流数据，形成城市的人车分布图，静态的如不同区域人的特征、车的特征，动态的如人车的路径、停留模式，对城市的规划和管理都极有价值。城市状态分析视频大数据及相关技术城市管控中的应用与案例问题、挑战和一些建议汇报提纲123负面案例•南京周克华案件，全市1万多个摄像头共提取了1998T的视频数据，调用1500多名公安干警查看，耗时一个月，却效果平平。•长春盗车杀婴案件，出动了3500警力，依仗长春市6万个摄像头（含逃跑路线经过的两个卡口），却没能及时找到被盗车辆、避免悲剧。•……问题和挑战•硬问题–数据联网：信息孤岛问题，不联网就无所谓“大数据”–视频质量：需要捕捉到正面清晰的人脸、车牌•软问题–视频分析算法的稳定性：受环境干扰大（光线阴影、恶劣天气、晃动、飞虫等都会影响系统的准确性）–视频分析算法的适应性：安装调试复杂（几乎需要按每一个应用场景进行不同的专业参数设置和调试）算法优化：研究需要实际场景数据支撑硬件升级：摄像头联网+高清改造建议建设数据实验特区•充分利用政府的海量视频监控数据，搭建视频算法研发评测平台•调动科研力量，促进智能视觉技术的研究创新，提升城市管理运行的智能化水平•建立权威的视频识别标准库，检验各种智能视频技术的优劣，为技术选型提供依据智能视频分析技术评测…0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%准确率A研究所算法B公司算法C公司算法A研究所算法B公司算法C公司算法政府视频资源库•关于数据安全和隐私保护–敏感信息过滤–在政务网和互联网之间开辟安全的虚拟实验环境建议建设数据实验特区他山之玉——Kaggle大数据开发平台研究所、高校、独立科学家…（数据分析能力）政府、企业…（数据分析需求）荣誉，奖金，论文（科研成果）解决方案（算法）目前世界上最大的数据科学家社区——近11万名在线的数据科学家为GE、微软、Facebook、Tesco、福特、NASA（美国宇航局）提供服务帮助客户解决数据科学问题，例如提高销售预测，客户细分，优化定价等广州中国科学院软件应用技术研究所谢谢！