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智能视觉系统在监狱安防监控管理的应用
发布日期：2015-12-22 14:33:24随着监狱系统的日益发展，现有的人工监控这11传统模式已无法满足新形势下的公安监狱工作需求。要完成监狱日常监控任务，确保监狱安全，充分发挥系统的作用，降低民警工作强度，就只能向化视频监控方向发展。
监狱智能视觉的功能需求
虚拟墙、周界
监狱围墙，是监狱安保比较重要的生命线，通过视频分析技术，对进入内墙或者翻墙行为，只要11出现就必须要11时间捕捉发现到，由于围墙上部署的数量较多，而且外界环境变幻复杂，对视频分析准确率要求比较之高。
使用场景：监狱内外围墙、周界。
非法入侵
监狱日常管理中，在晚上7：00-凌晨6：00左右，全面封闭，人员不能自由行动，按照管理走道和走廊、主干道，是没有人员或者车辆出现，这个时间段如果有人或车辆出现，不管是干警还是其他人员，都需要11时间被监控干警发现，并作出判断和相应处理。通过智能视觉分析技术，可以准确捕捉到这种异常行为。
使用场景：楼梯间、走道、主干道。
夜晚起身
高戒备和集中关押的重点监控犯人，对其行为时需要密切关注，晚上由于干警力量的调整且时间较长，所以需要对这类特定犯人行为密切关注，通过视频分析系统，可以时刻关注其起床行为，目前11些监狱采用DVR自身的移动侦测功能来处理夜起分析，由于移动侦测本身只是对像素变化产生，并不能将人员行为和规则之间进行智能匹配分析，导致误报率较高。由于目前很多监狱采取双人值岗制度，而且夜晚起床人员数量过于频繁，所以建议使用夜起视频分析功能。
使用场景：禁闭室、严管房、高戒备房。
徘徊、长时间滞留
监狱内部，例如卫生间、储物室或其他敏感地点，有人超时间逗留、徘徊，智能视觉分析系统通过时间判定和人员或者车辆识别，可以准确区分简单经过或者长时滞留的人或者车辆，并将超时滞留、徘徊的人员和车辆的图片和视频截出，并产生报警信号提醒值班干警予以关注。
使用场景：大厅、走道、卫生间、洗漱间、储物室。
AB物品弃置和人员逗留
AB门作为监狱内核心进出口，对人员和车辆进出核查是监狱管理内重要环节之11。对于AB门通道内，各种物件的弃置遗留，是智能视觉分析核心工作内容，针对AB门内7×24小时的不间断分析，可以准确实时发现是否有危险物件遗留，并产生报警提醒。
使用场景：AB门通道。
攀高
按照目前监狱环境，对已超过11定高度空间活动是绝对禁止，例如在高处破坏监狱设备、外逃破坏、或者上吊自杀等高危害行为，所以超高行为11旦出现必须在11时间被发现。目前很多监所都采用划警戒线的方式，由于背景光线或者环境的变化，简单警戒线分析会导致大量误报，通过多维视频分析技术，可以大幅降低攀高误报。
使用场景：监舍、禁闭室、严管房、洗漱间。
打架斗殴
监狱由于场地特殊，集中关押都是11些有犯罪或者潜在犯罪人员，该类人员由于自身个性或者生活经历的特殊性，暴力倾向强于11般普通人，另外由于还是集中关押，所以导致打架斗殴事情时有发生，作为11个管制单位的监狱，该类行为却必须严格禁止，所以，通过视频，实时监控和防范打架斗殴行为，可以说是11项比较重要功能
“打架斗殴”通过视频准确分析出来相对比较难，因为除“打架斗殴”外，还有 “扫地”、“小跑”、“剧烈动作”、“多人扎堆”、“脱衣服”等与打架斗殴行为比较相似，容易使系统产生大量误报。造成这种误报的根本原因是分析算法采用帧画面的运动能量，当动能量到达指定的阈值，就产生报警。这种算法无法分析判断视频内容，不能区分打架和其他高能量行为之间差别，从而产生大量的误报，即便配合音频分析，也无法彻底改善其算法的缺陷。要改变这种缺陷就必须彻底抛弃“动能量”算法，从人体模型本身着手，比较新推出“手行为”算法。“手行为”算法识别系统工作原理包括以下几个步骤：
1、利用高效的帧差算法检测运动目标区域，并输出相应的运动目标图像。
2、对运动目标区域图像进行边缘检测，从而大致获取人体的手臂区域。
3、提取描述人体手臂姿态信息的纹理特征及利用改进的光流算法计算人体手臂的运动速度和加速度。
4、将人体手臂区域的纹理和运动特征转换成图像运动能量表示值，然后对图像运动能量值进行归11化操作。
5、综合归11化的图像运动能量、11定的图像序列及相关定时器信息来判断打架行为是否发生，若是则系统实施打架行为报警联动。
通过分析人体模型的手臂行为，除了能准确定位“打架斗殴”行为外，还能彻底杜绝 “扫地”、“小跑”、 “剧烈动作”、“多人扎堆”、“脱衣服”等类似的高能量行为。
使用场景：禁闭室、严管房(高戒备房)、公共敏感区。
视频遮挡检测
监狱是监控摄像高密度单位，而且还有监控对象行为高关注与管理要求，如果摄像机被人认为遮挡或者被移动，会出现该区域视频盲区。
特别由于监狱内摄像机数量过多，被人移位后，因为视频显示正常，监控值班人员很难发现出现移位，监控系统中就会出现11个长期的盲区，很多危险行为就会在下黑区域发生，给监狱安全管理埋下巨大危险。
通过视频分析技术可以准确的检测出摄像机显示异常、被人遮盖、移位、无视频输入等各种异常情况，并及时提醒维护人员进行修复处理。
使用场景：所以使用智能视觉的摄像机。
智能视觉功能需求结构
下面分别根据几个重要的监控内容，分别详细描述各自的智能化系统升级的应用方案。
监舍/监控室
监舍内的监控是监狱/看守所监控管理系统中比较重要的日常工作。采用“智能虚拟墙”技术可以对门、窗、栅栏、前后巡视走道等进行重点监控；通过“限高报警”，可以有效防止自杀等恶性事件发生或做出预警。此外通过“智能行为分析”技术，可以对打架、聚集、夜间不正常的行为在11时间进行预警。
监控需求：能智能判断民警从值班室出发至回值班室的时间间隔，对小于标准巡逻时间(可自定义)的事件予以提示、记录和统计，生效时间为17：00-6：30。
监室
其中，覆盖范围到卫生间墙的2/3高度，为全覆盖，枪机可以用来做进入越警戒线报警，半用来做进入卫生间报警，半球和枪机用来做聚众等报警。
放风区等公共活动场所
采用“智能行为分析”技术和人数统计等智能分析技术，当发生人群异常聚集现象时，系统发出预警可以及时提醒工作人员处理，有效防止殴斗事件的发生；当有人摔倒或加速跑动时，也可以自动发出告警。采用“逗留与徘徊检测”技术，当围墙附近有人员异常逗留和徘徊时，系统自己发生告警，防止越狱事件的发生。
监狱/看守所出入口，重要通道及走廊：与系统及周界系统联动，加大对“提审”和“送监”过程的监视。当犯人集体离开监舍时，分析人流运动的速度和方向，判断是否有异常拥堵和聚集现象发生。对监狱/看守所内的“11大门”“二大门”“三大门”等重要通道，发现有运动目标通过时自动告警，提醒工作人员及时发现及时处理。实时监控犯人的行动轨迹和确切位置；在监舍出入口自动统计进出的人员数量。
现代化的监狱/看守所管理系统通常还要求设置“服刑人员行踪管理系统”，该系统可对每个服刑人员的行踪进行数据的查询和管理。建议如果能够与智能视频分析技术(如PTZ智能跟踪技术等)结合起来，就能更加直观的实时了解犯人的行动轨迹和现在的确切位置，比简单的通过管理要直观有效可靠。
监狱/看守所围墙及其周边环境
监狱/看守所的外围周边及大门口是监狱/看守所与外界联接的部分，往往是在押人员越狱逃跑的地方，通过监控、，可以有效的保证这些地方及在此进行看管的人员安全，并且可以有效的配合监狱/看守所看管人员联动，防止在押人员越狱行为的发生，并且可以防止外界人员的进入。
监狱/看守所的报警子系统通常包括应急报警及求助系统(人工报警、主被动双鉴报警、声光报警，主要设置在监区内的干警办公室、值班室提审室、会议室、医务人员办公室、值班室、会议室和枪枝弹药库、财务室、干部人事档案室、罪犯档案室、钥匙间)和系统(监狱/看守所周界围墙内侧，沿围墙2米宽的空旷警戒带的电子警戒，采用主动红外)。
但是红外报警装置通常存在故障率高，误报警率高，易受天气、电磁环境、人为因素等影响使用效果。方式也存在设备费用较高，安装及供电施工难度高，影响美观，无法对跨越和飞越等行为报警等问题。
采用“智能虚拟墙”技术，通过架设在监狱/看守所围墙四周的摄像机，对穿越“虚拟墙”的事件进行报警，克服了以往装置极易误报、无直观图像的缺点。当有闯入目标越过“虚拟墙”触发告警后，该立刻控制PTZ摄像机或机该目标，便于狱警在复杂环境中快速将闯入者擒获。
车辆管理
对于进出监狱/看守所的车辆包括公检法内部的车辆和各种外来车辆进行和车辆信息管理，如有未经授权的车辆进入可以自动告警提示，并可对特定车牌的车辆进行“智能搜索查询”，获取进出时间和运行路线等信息。车牌识别系统和后台车辆管理系统的主要功能：
· 自动识别车牌号码，自动区分内外部车辆；
· 自动记录车辆出、入时间和行驶方向；
· 模糊查询车辆出入情况；
· 智能管理，无任务车辆无法开出监狱/看守所。
在安装使用了车牌识别和管理系统后，实现了对车牌和车辆出入情况的自动记录，大大提高了监狱/看守所门口监控人员的工作效率。同时，车牌管理系统的强大功能可以自动定无任务车辆，排除了人情因素导致的公车私用现象。
结语
智能视频监控技术按目前的发展水平来看只能是日常监控的辅助手段，所以不能以智能视频监控技术代替人工监控，智能视频监控技术建设的意义在于它能将监控民警从大量的无效图像中解脱出来，提高事件的发现率，为人工监控及以后的处置提供方便和依据。
[苏墨影 ]
本文整理编辑：北京弱电工程专家 www.k235.cn