智能監(jiān)控實(shí)現(xiàn)“主動(dòng)預(yù)警”的完整流程
智能監(jiān)控的主動(dòng)預(yù)警,本質(zhì)上是“計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)模擬人類視覺感知與判斷過程”,通過監(jiān)控設(shè)備采集畫面,再通過算法對(duì)畫面進(jìn)行分析、識(shí)別,判斷是否存在異常情況,若存在異常,則按照預(yù)設(shè)規(guī)則發(fā)出預(yù)警信號(hào),通知工作人員處置。整個(gè)流程可分為“畫面采集→預(yù)處理→特征提取→異常識(shí)別→分級(jí)預(yù)警→事后復(fù)盤”六個(gè)步驟,層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣,每個(gè)步驟都有其核心作用,缺一不可。
(一)第一步:畫面采集——主動(dòng)預(yù)警的“數(shù)據(jù)源”
畫面采集是主動(dòng)預(yù)警的基礎(chǔ),核心是通過各類監(jiān)控?cái)z像頭,實(shí)時(shí)采集監(jiān)控區(qū)域的畫面數(shù)據(jù),為后續(xù)的分析、識(shí)別提供數(shù)據(jù)源。與傳統(tǒng)監(jiān)控?cái)z像頭不同,智能監(jiān)控所使用的攝像頭,通常具備“高清采集、寬動(dòng)態(tài)、夜視、抗干擾”等特點(diǎn),能夠適應(yīng)不同場景的采集需求,確保畫面數(shù)據(jù)的清晰度和完整性。
常見的采集設(shè)備包括:高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭(用于園區(qū)、校園等室內(nèi)外場景)、紅外攝像頭(用于夜間、隱蔽區(qū)域,可實(shí)現(xiàn)無光源采集)、全景攝像頭(用于大范圍監(jiān)控,如廣場、交通樞紐,可實(shí)現(xiàn)360°無死角采集)、熱成像攝像頭(用于火災(zāi)隱患檢測、人員體溫監(jiān)測等場景)。這些攝像頭會(huì)將采集到的畫面數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)傳輸?shù)胶蠖说闹悄芊治銎脚_(tái),為后續(xù)處理提供支撐。
(二)第二步:畫面預(yù)處理——提升識(shí)別準(zhǔn)確率的“關(guān)鍵鋪墊”
攝像頭采集到的原始畫面,往往會(huì)受到環(huán)境干擾(如雨天、大霧、強(qiáng)光、噪聲),導(dǎo)致畫面模糊、失真,直接影響后續(xù)的特征提取和異常識(shí)別準(zhǔn)確率。因此,需要對(duì)原始畫面進(jìn)行預(yù)處理,消除干擾、優(yōu)化畫面質(zhì)量,為后續(xù)處理打下基礎(chǔ)。
預(yù)處理的核心操作包括三個(gè)方面:一是降噪處理,通過算法消除畫面中的噪聲(如雪花點(diǎn)、模糊痕跡),讓畫面更清晰;二是光線校正,針對(duì)強(qiáng)光、弱光、逆光等場景,調(diào)整畫面的亮度、對(duì)比度,確保畫面中物體的細(xì)節(jié)可識(shí)別;三是畫面分割,將采集到的全景畫面,分割成多個(gè)區(qū)域,分別進(jìn)行分析,避免因畫面過大、物體過多,導(dǎo)致識(shí)別效率下降。
例如,在夜間場景中,紅外攝像頭采集到的畫面可能存在噪聲、亮度不均的問題,通過預(yù)處理中的降噪和光線校正,可讓畫面中的人員、物體輪廓更清晰,確保后續(xù)算法能夠精準(zhǔn)識(shí)別;在雨天場景中,通過預(yù)處理消除畫面中的雨滴干擾,避免將雨滴誤判為異常物體。
(三)第三步:特征提取——讓機(jī)器“看懂”畫面的“核心步驟”
畫面預(yù)處理完成后,下一步就是特征提取——這是計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的核心,也是讓機(jī)器“看懂”畫面的關(guān)鍵。所謂“特征提取”,就是通過算法,從預(yù)處理后的畫面中,提取出物體的關(guān)鍵特征(如人員的身高、體型、衣著顏色、動(dòng)作姿態(tài);車輛的車牌、車型、顏色;物體的形狀、大小、紋理等),將這些特征轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別、可計(jì)算的數(shù)據(jù)(如特征向量),為后續(xù)的異常識(shí)別提供依據(jù)。
特征提取的核心的是“區(qū)分不同物體、不同行為”——例如,提取人員的動(dòng)作特征,可區(qū)分“正常行走”與“奔跑、翻越、斗毆”等異常動(dòng)作;提取物體的特征,可區(qū)分“普通物品”與“刀具、易燃易爆物品”等危險(xiǎn)物品;提取車輛的特征,可區(qū)分“正常行駛”與“闖紅燈、逆行、酒駕”等異常行為。
入門理解:特征提取就像人類觀察畫面時(shí),會(huì)下意識(shí)關(guān)注“關(guān)鍵信息”——比如看到一個(gè)人,會(huì)關(guān)注他的身高、衣著、動(dòng)作,而忽略背景中的無關(guān)細(xì)節(jié);機(jī)器通過特征提取,也會(huì)“過濾”畫面中的無關(guān)信息(如背景中的樹木、建筑),只關(guān)注需要識(shí)別的關(guān)鍵物體和行為特征,從而提升識(shí)別效率和準(zhǔn)確率。
(四)第四步:異常識(shí)別——主動(dòng)預(yù)警的“核心判斷”
異常識(shí)別是主動(dòng)預(yù)警的核心環(huán)節(jié),本質(zhì)上是“將提取到的特征數(shù)據(jù),與預(yù)設(shè)的正常特征、異常特征進(jìn)行對(duì)比,判斷是否存在異常情況”。這一步需要依賴預(yù)設(shè)的識(shí)別規(guī)則和算法模型,通過算法模型對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷,確定畫面中是否存在異常行為、危險(xiǎn)隱患。
異常識(shí)別的核心邏輯的是“對(duì)比判斷”,主要分為兩種方式:一是“模板匹配”,將提取到的特征數(shù)據(jù),與預(yù)設(shè)的異常特征模板(如刀具的特征模板、翻越圍墻的動(dòng)作模板)進(jìn)行對(duì)比,若相似度超過預(yù)設(shè)閾值,則判斷為異常;二是“模型訓(xùn)練”,通過大量的正常、異常樣本數(shù)據(jù),訓(xùn)練計(jì)算機(jī)視覺算法模型,讓模型能夠自主學(xué)習(xí)正常與異常的區(qū)別,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)異常情況的自主判斷。
例如,在校園安防場景中,預(yù)設(shè)“翻越圍墻”的動(dòng)作特征模板,當(dāng)算法提取到畫面中人員的動(dòng)作特征,與模板相似度超過90%(預(yù)設(shè)閾值),則判斷為“異常行為”;在交通安防場景中,通過訓(xùn)練算法模型,讓模型能夠自主識(shí)別“闖紅燈”“逆行”等異常行為,無需人工預(yù)設(shè)模板,提升識(shí)別的靈活性和適應(yīng)性。
(五)第五步:分級(jí)預(yù)警——實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)處置”的關(guān)鍵
異常識(shí)別完成后,并非所有異常情況都需要發(fā)出同樣等級(jí)的預(yù)警——不同的異常行為,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)不同,處置優(yōu)先級(jí)也不同。因此,智能監(jiān)控會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),對(duì)異常情況進(jìn)行分級(jí),發(fā)出不同等級(jí)的預(yù)警信號(hào),通知工作人員按照優(yōu)先級(jí)處置,避免因預(yù)警混亂,導(dǎo)致工作人員無法快速響應(yīng)核心風(fēng)險(xiǎn)。
常見的預(yù)警分級(jí)分為三級(jí),貼合安防實(shí)操場景:
1. 一級(jí)預(yù)警(高風(fēng)險(xiǎn)):涉及人身安全、重大財(cái)產(chǎn)損失的異常情況,如火災(zāi)、斗毆、持刀行兇、危險(xiǎn)物品攜帶、人員踩踏隱患、高空拋物等;預(yù)警方式為“聲光報(bào)警+短信通知+電話提醒”,同時(shí)將異常畫面推送至工作人員的手機(jī)、電腦終端,要求工作人員立即處置(通常要求5分鐘內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場)。
2. 二級(jí)預(yù)警(中風(fēng)險(xiǎn)):可能引發(fā)安全隱患,但暫時(shí)不危及人身安全的異常情況,如陌生人員徘徊、翻越圍欄、違規(guī)動(dòng)火、車輛違規(guī)停放、人員聚集(未達(dá)到踩踏隱患)等;預(yù)警方式為“聲光報(bào)警+短信通知”,將異常畫面推送至終端,要求工作人員及時(shí)處置(通常要求10分鐘內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場)。
3. 三級(jí)預(yù)警(低風(fēng)險(xiǎn)):輕微違規(guī)、無直接安全隱患的異常情況,如隨手丟棄垃圾、違規(guī)吸煙(非易燃易爆區(qū)域)、人員未按規(guī)定佩戴工牌等;預(yù)警方式為“終端提醒”,工作人員可根據(jù)實(shí)際情況,擇機(jī)處置,無需立即到場。
同時(shí),智能監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)記錄預(yù)警時(shí)間、預(yù)警等級(jí)、異常畫面、處置情況等信息,形成完整的預(yù)警臺(tái)賬,便于后續(xù)復(fù)盤和管理。
(六)第六步:事后復(fù)盤——優(yōu)化預(yù)警模型的“重要支撐”
主動(dòng)預(yù)警并非“一勞永逸”,由于安防場景復(fù)雜多變,異常行為的形式也會(huì)不斷變化(如新型危險(xiǎn)物品、新的違規(guī)行為),因此需要通過事后復(fù)盤,優(yōu)化算法模型和預(yù)警規(guī)則,提升主動(dòng)預(yù)警的準(zhǔn)確率和適應(yīng)性。
事后復(fù)盤的核心操作包括:一是統(tǒng)計(jì)預(yù)警數(shù)據(jù),分析“誤警率”(正常情況被誤判為異常)和“漏警率”(異常情況未被識(shí)別),查找誤警、漏警的原因(如算法模型不完善、環(huán)境干擾、預(yù)警規(guī)則不合理);二是補(bǔ)充樣本數(shù)據(jù),將未被識(shí)別的異常行為、誤判的正常行為,補(bǔ)充到算法模型的訓(xùn)練樣本中,重新訓(xùn)練模型,提升模型的識(shí)別能力;三是優(yōu)化預(yù)警規(guī)則,根據(jù)場景變化、實(shí)際處置需求,調(diào)整預(yù)警閾值、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),讓預(yù)警更貼合實(shí)操場景。
總結(jié):智能監(jiān)控實(shí)現(xiàn)主動(dòng)預(yù)警的完整邏輯,就是“采集畫面→優(yōu)化畫面→提取特征→判斷異常→分級(jí)預(yù)警→優(yōu)化迭代”,這一流程閉環(huán),既解決了傳統(tǒng)監(jiān)控的核心痛點(diǎn),又實(shí)現(xiàn)了安防工作“事前預(yù)警、事中處置、事后優(yōu)化”的全流程防控,而這一切的核心支撐,都是計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的算法模型與實(shí)操落地能力。





