基于人臉識(shí)別的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是怎么保障校園安全的？

人臉識(shí)別系統(tǒng)利用攝像機(jī)采集含有人臉的圖像，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)處理，從而達(dá)到識(shí)別不同人的身份的目的，主要過(guò)程包括：人臉檢測(cè)。系統(tǒng)根據(jù)眼睛、眉毛、嘴巴、鼻子等器官的特征以及相互之間的幾何位置關(guān)系來(lái)檢測(cè)人臉，即在一副圖像或一序列圖像(比如視頻)中判斷是否有人臉，若有，則返回人臉的大小、位置等信息;人臉圖像預(yù)處理。系統(tǒng)獲取的原始圖像由于受到各種條件的限制和隨機(jī)干擾，往往不能直接使用，必須在圖像處理的早期階段對(duì)它進(jìn)行灰度校正、噪聲過(guò)濾等圖像預(yù)處理;人臉圖像特征提取。之后再針對(duì)人臉的某些特征進(jìn)行提取、建模;人臉圖像匹配與識(shí)別。最后將待識(shí)別的人臉特征與已得到的人臉特征模板進(jìn)行比較，根據(jù)相似程度對(duì)人臉的身份信息進(jìn)行判斷。

校園安全問(wèn)題一直以來(lái)都是各地政府持續(xù)關(guān)注的問(wèn)題。除了傳統(tǒng)的人防、物防外，近兩年校園技防建設(shè)成為重點(diǎn)。涉及的內(nèi)容主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門(mén)禁控制系統(tǒng)以及相關(guān)的考勤系統(tǒng)。

由于校園是一個(gè)人員流動(dòng)性較大的場(chǎng)所，主要涉及到學(xué)生和教職工。大部分校園都采用了視頻監(jiān)控的方式，來(lái)預(yù)防保障校園安全。但是一般情況下，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要通過(guò)設(shè)備來(lái)錄像以及人員時(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)進(jìn)行。存在的問(wèn)題是，因?yàn)楸O(jiān)控點(diǎn)較多時(shí)，監(jiān)控人員無(wú)法顧及到所有的監(jiān)控點(diǎn)，同時(shí)無(wú)法保障獲取24小時(shí)內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)的所有信息。通常情況下，只能事后進(jìn)行回放，以此來(lái)確認(rèn)事發(fā)點(diǎn)的具體情況。但是由于時(shí)間原因，往往已經(jīng)造成了相關(guān)的損失，而且也需要消耗大量的人力通過(guò)回放、檢查等方式對(duì)其進(jìn)行調(diào)查，從而獲取所需的信息。

近兩年隨著智能分析技術(shù)發(fā)展，尤其是AI技術(shù)成熟與應(yīng)用。將AI智能分析技術(shù)與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控相結(jié)合，則必然可以彌補(bǔ)當(dāng)前的監(jiān)控工作的許多不足之處。在實(shí)際應(yīng)用中，可以不用借助人力干預(yù)來(lái)對(duì)監(jiān)控圖像進(jìn)行處理，主要包括定位、傳輸、識(shí)別、跟蹤等功能。因此可以完善當(dāng)前的安保工作，同時(shí)也可以及時(shí)地處理突發(fā)狀況，從而來(lái)減少不必要的損失。

在校園監(jiān)控視頻中應(yīng)用AI智能分析技術(shù)，可以減輕常規(guī)檢查、排除等工作給人帶來(lái)的沉重負(fù)擔(dān)，從而緩解安?？菰锏谋O(jiān)控流程。另外一方面，由于AI智能分析技術(shù)可以迅速地篩選出需要信息，因此可以幫助人員迅速地從海量的監(jiān)控視頻中找到重點(diǎn)。

目前基于人臉識(shí)別的視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于保障校園安全來(lái)講起到的作用主要分為以下幾點(diǎn)：

陌生人識(shí)別和安保響應(yīng)。對(duì)學(xué)校而言，只要將學(xué)生和教師的圖像資料儲(chǔ)存到資料庫(kù)中，攝像頭就可以輕松識(shí)別出在學(xué)校人員是不是一個(gè)外來(lái)人員。甚至如果有條件的話，還可以將圖像識(shí)別系統(tǒng)與公安嫌犯資料庫(kù)聯(lián)網(wǎng)，從而判斷來(lái)人自身是否具有威脅。

另外大人流量以及多人員聚集監(jiān)控報(bào)警。學(xué)校的人口密度本身就很大，而且往往呈現(xiàn)出固定的時(shí)間點(diǎn)內(nèi)人流量集中的情況，比如放學(xué)、聚會(huì)等高峰時(shí)段。部分寄宿制學(xué)校在大星期的時(shí)候校門(mén)口人流和車流量更大，其存在安全隱患也很多。那么，利用人臉識(shí)別技術(shù)來(lái)對(duì)人數(shù)密集的區(qū)域“數(shù)人頭”，一旦超出承載力便進(jìn)行預(yù)警，由相關(guān)人員進(jìn)行疏導(dǎo)處理，將會(huì)有助于防患于未然。

同時(shí)借助系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生在校情況管理。在中小學(xué)，學(xué)生出勤往往是老師們需要時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)管。利用布置在班里的攝像頭，其可以空位進(jìn)行識(shí)別，然后報(bào)告學(xué)生出勤情況。甚至而言，其可以精確地報(bào)告缺席的學(xué)生個(gè)體、缺席的時(shí)間段等，以便于老師管理，防止校外安全事故的發(fā)生。

除了以上應(yīng)用外，在校園安防方面的應(yīng)用為中在校園門(mén)口、教室門(mén)口、宿舍入口處建立一系列人臉門(mén)禁及考勤系統(tǒng)。相較傳統(tǒng)的刷卡、指紋識(shí)別等模式，人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，比如：防止代打卡，不會(huì)出現(xiàn)卡片丟失、考勤數(shù)據(jù)作假等問(wèn)題;家長(zhǎng)、老師時(shí)刻知曉學(xué)生本人在校的考勤情況，有效防止了學(xué)生逃課、夜不歸宿等情況。一是能夠有效保證校園管理者及家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生的有力監(jiān)督;再者利用新技術(shù)還能大大提升校園內(nèi)的安全指數(shù)。

通俗來(lái)說(shuō)，人臉識(shí)別系統(tǒng)利用攝像機(jī)采集含有人臉的圖像，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)處理，從而達(dá)到識(shí)別不同人的身份的目的，主要過(guò)程包括：人臉檢測(cè)。系統(tǒng)根據(jù)眼睛、眉毛、嘴巴、鼻子等器官的特征以及相互之間的幾何位置關(guān)系來(lái)檢測(cè)人臉，即在一副圖像或一序列圖像(比如視頻)中判斷是否有人臉，若有，則返回人臉的大小、位置等信息;人臉圖像預(yù)處理。系統(tǒng)獲取的原始圖像由于受到各種條件的限制和隨機(jī)干擾，往往不能直接使用，必須在圖像處理的早期階段對(duì)它進(jìn)行灰度校正、噪聲過(guò)濾等圖像預(yù)處理;人臉圖像特征提取。之后再針對(duì)人臉的某些特征進(jìn)行提取、建模;人臉圖像匹配與識(shí)別。最后將待識(shí)別的人臉特征與已得到的人臉特征模板進(jìn)行比較，根據(jù)相似程度對(duì)人臉的身份信息進(jìn)行判斷。

當(dāng)AI系統(tǒng)成功識(shí)別對(duì)象之后，每天的相關(guān)數(shù)據(jù)(學(xué)校出入口、宿舍出入口)都會(huì)實(shí)時(shí)匯總，通過(guò)電腦對(duì)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行分析，自動(dòng)生成所需的名單，進(jìn)而分發(fā)給管理者及學(xué)生家長(zhǎng)。實(shí)現(xiàn)校園安全管理與校園日常業(yè)務(wù)管理相結(jié)合。

除了利用圖像識(shí)別技術(shù)的監(jiān)控，教育部門(mén)通過(guò)與公安聯(lián)網(wǎng)可以建立預(yù)測(cè)青少年暴力傾向的模型數(shù)據(jù)庫(kù)，并得到了較高準(zhǔn)確度的驗(yàn)證。另一方面，通過(guò)對(duì)青少年社交媒體等進(jìn)行語(yǔ)言識(shí)別，也有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)校園暴力發(fā)生的預(yù)測(cè)和預(yù)防。這無(wú)疑也是保障校園安全的重要舉措。

另外，也存在借助聲音識(shí)別，對(duì)校園安全進(jìn)行保障。前不久，美國(guó)一家名為I-TEAM的公司聯(lián)合另外兩家IT公司Genetec和Lencore開(kāi)發(fā)出了一套槍手檢測(cè)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)聲發(fā)出的位置，即時(shí)發(fā)出危險(xiǎn)警報(bào)幫助執(zhí)法人員趕往正確的地點(diǎn)，以在最短的時(shí)間內(nèi)阻止進(jìn)一步擴(kuò)大活動(dòng)范圍。

從技術(shù)上來(lái)講，它需要在每個(gè)建筑物上都安裝一個(gè)傳感器。這個(gè)傳感器由用來(lái)確定聲源的麥克風(fēng)和識(shí)別槍口閃光的紅外攝像機(jī)構(gòu)成。發(fā)生之后，具備機(jī)器學(xué)習(xí)能力的麥克風(fēng)通過(guò)對(duì)聲音的分析來(lái)確定，同時(shí)利用攝像機(jī)抓拍閃光位置，第一時(shí)間確定現(xiàn)場(chǎng)情況并向執(zhí)法人員傳遞信息。

在具體的執(zhí)行方面，這套系統(tǒng)又擁有著其他作用。通過(guò)攝像頭的監(jiān)控，警察可以鎖定其位置并對(duì)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行封鎖。如果學(xué)生比較多，存在著更大的傷亡風(fēng)險(xiǎn)的話，警察則可以引到系統(tǒng)根據(jù)學(xué)校的整體布局和人員分布情況而推薦出的最佳位置進(jìn)行誘捕。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)最快的捕獲和最小的人員傷亡。

這套檢測(cè)系統(tǒng)的適應(yīng)性當(dāng)然不僅僅局限于校園，在辦公樓、教堂、政府大樓乃至居民區(qū)內(nèi)，都可以嘗試布局。