人工智能（Artificial Intelligence，縮寫AI）始于20世紀50年代中期，之后數(shù)十年發(fā)展起起伏伏，80年代末隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的興起，人工智能進入一個新的階段。特別是最近幾年，深度學習在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面獲得突破，使得機器輔助成為可能，拓展了人工智能的應用領(lǐng)域。
在安防領(lǐng)域，隨著平安城市建設(shè)的不斷推進，監(jiān)控點位越來越多，從最初的幾千路，到幾萬路，甚至于到現(xiàn)在幾十萬路的規(guī)模，視頻和卡口產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)。與此同時，隨著高清視頻、智能分析、云計算和大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，安防正在從傳統(tǒng)的被動防御向主動判斷、預警發(fā)展，行業(yè)也從單一的安全領(lǐng)域向多行業(yè)應用、提升生產(chǎn)效率、提高生活智能化程度方向發(fā)展，為更多的行業(yè)和人群提供可視化、智能化解決方案。隨著安防領(lǐng)域的發(fā)展，人工智能的重要作用正逐步顯現(xiàn)。當前，用戶面對海量的視頻數(shù)據(jù)，已無法簡單利用人海戰(zhàn)術(shù)進行檢索和分析，需要人工智能作為專家或助手，實時分析視頻內(nèi)容，探測異常信息，進行風險預測。
一、人工智能技術(shù)
海康威視從2006年開始研發(fā)智能技術(shù)，歷經(jīng)10年的積累，其智能技術(shù)已被用到產(chǎn)品線的方方面面，而作為智能技術(shù)發(fā)展的目標——“人工智能”，更是我們矢志不渝的追求。立足現(xiàn)在，放眼未來，我們把當前的人工智能研發(fā)重點聚焦在視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)兩方面。
1．視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)
視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)是融合了機器視覺、圖像處理、模式識別、深度學習等最前沿的人工智能技術(shù)，是視頻內(nèi)容理解的基石。
視頻結(jié)構(gòu)化在技術(shù)領(lǐng)域可以劃分為三個步驟：目標檢測、目標跟蹤和目標屬性提取。
目標檢測過程是從視頻中提取出前景目標，然后識別出前景目標是有效目標（如：人員、車輛、人臉等）還是無效目標（如：樹葉、陰影、光線等）。在目標檢測過程主要應用到運動目標檢測、人臉檢測和車輛檢測等技術(shù)。海康威視研究院在2016年P(guān)ASCAL VOC目標檢測中獲得第一，是�？低�10年研發(fā)積累的最好體現(xiàn)。
目標跟蹤過程是實現(xiàn)特定目標在場景中的持續(xù)跟蹤，并從整個跟蹤過程中獲取一張高質(zhì)量圖片作為該目標的抓拍圖片。在目標跟蹤過程中主要應用到多目標跟蹤、目標融合以及目標評分技術(shù)。海康威視研究院在2015年MOT Challenge算法測評中獲“計算機視覺的多目標跟蹤算法”第一。
目標屬性提取過程是對已經(jīng)檢測到的目標圖片中目標屬性的識別，判斷該目標具有哪些可視化的特征屬性，例如人員目標的性別、年齡、著裝，車輛目標的車型、顏色等屬性。目標屬性提取過程主要基于深度學習網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征提取和分類技術(shù)。
同時，為了解決視頻結(jié)構(gòu)化的高性能分析計算問題，我們于2015年設(shè)計研制了嵌入式GPU集群服務器，充分利用多GPU的并行處理能力，提高視頻結(jié)構(gòu)化處理的綜合效能。
2．大數(shù)據(jù)技術(shù)
大數(shù)據(jù)技術(shù)為人工智能提供強大的分布式計算能力和知識庫管理能力，是人工智能分析預測、自主完善的重要支撐。其包含三大部分：海量數(shù)據(jù)管理、大規(guī)模分布式計算和數(shù)據(jù)挖掘。
海量數(shù)據(jù)管理被用于采集、存儲人工智能應用所涉及的全方位數(shù)據(jù)資源，并基于時間軸進行數(shù)據(jù)累積，以便能在時間維度上體現(xiàn)真實事物的規(guī)律。同時，人工智能應用長期積累的龐大知識庫，也需要依賴該系統(tǒng)進行管理和訪問。當前，海康威視研究院開發(fā)的�？荡髷�(shù)據(jù)平臺已能支撐千億級規(guī)模的車輛通行記錄存儲管理和應用。
大規(guī)模分布式計算使得人工智能具備強大的計算能力，能同時分析海量的數(shù)據(jù)，開展特征匹配和模型仿真，并為眾多用戶提供個性化服務。
數(shù)據(jù)挖掘是人工智能發(fā)揮真正價值的核心，利用機器學習算法自動開展多種分析計算，探究數(shù)據(jù)資源中的規(guī)律和異常點，輔助用戶更快、更準地找到有效的資源，進行風險預測和評估。
二、人工智能應用
當前人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，積極推動著安防領(lǐng)域向著一個更智能化、更人性化的方向前進，主要體現(xiàn)在以下這幾個方面：
1．在公安行業(yè)的應用
公安行業(yè)用戶的迫切需求是在海量的視頻信息中，發(fā)現(xiàn)犯罪嫌疑人的線索。人工智能在視頻內(nèi)容的特征提取、內(nèi)容理解方面有著天然的優(yōu)勢。前端攝像機內(nèi)置人工智能芯片，可實時分析視頻內(nèi)容，檢測運動對象，識別人、車屬性信息，并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到后端人工智能的中心數(shù)據(jù)庫進行存儲。匯總的海量城市級信息，再利用強大的計算能力及智能分析能力，人工智能可對嫌疑人的信息進行實時分析，給出最可能的線索建議，將犯罪嫌疑人的軌跡鎖定由原來的幾天，縮短到幾分鐘，為案件的偵破節(jié)約寶貴的時間。其強大的交互能力，還能與辦案民警進行自然語言方式的溝通，真正成為辦案人員的專家助手。
以車輛特征為例，可通過使用車輛駕駛位前方的小電風扇進行車輛追蹤，在海量的視頻資源中鎖定涉案的嫌疑車輛的通行軌跡。
2．在交通行業(yè)的應用
在交通領(lǐng)域，隨著交通卡口的大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)，匯集的海量車輛通行記錄信息，對于城市交通管理有著重要的作用，利用人工智能技術(shù)，可實時分析城市交通流量，調(diào)整紅綠燈間隔，縮短車輛等待時間，提升城市道路的通行效率。城市級的人工智能大腦，實時掌握著城市道路上通行車輛的軌跡信息，停車場的車輛信息，以及小區(qū)的停車信息，能提前半個小時預測交通流量變化和停車位數(shù)量變化，合理調(diào)配資源、疏導交通，實現(xiàn)機場、火車站、汽車站、商圈的大規(guī)模交通聯(lián)動調(diào)度，提升整個城市的運行效率，為居民的出行暢通提供保障。
3．在智能樓宇的應用
在智能樓宇領(lǐng)域，人工智能是建筑的大腦，綜合控制著建筑的安防、能耗，對于進出大廈的人、車、物實現(xiàn)實時的跟蹤定位，區(qū)分辦公人員與外來人員，監(jiān)控大樓的能源消耗，使得大廈的運行效率最優(yōu)，延長大廈的使用壽命。智能樓宇的人工智能核心，匯總整個樓宇的監(jiān)控信息、刷卡記錄，室內(nèi)攝像機能清晰捕捉人員信息，在門禁刷卡時實時比對通行卡信息及刷卡人臉部信息，檢測出盜刷卡行為。還能區(qū)分工作人員在大樓中的行動軌跡和逗留時間，發(fā)現(xiàn)違規(guī)探訪行為，確保核心區(qū)域的安全。
4．在工廠園區(qū)的應用
工業(yè)機器人由來已久，但大多數(shù)是固定在產(chǎn)線上的操作型機器人。可移動巡線機器人在全封閉無人工廠中將有著廣泛的應用前景。在工廠園區(qū)場所，安防攝像機主要被部署在出入口和周界，對內(nèi)部邊邊角角的位置無法涉及，而這些地方恰恰是安全隱患的死角，利用可移動巡線機器人，定期巡邏，讀取儀表數(shù)值，分析潛在的風險，保障全封閉無人工廠的可靠運行，真正推動“工業(yè)4.0”的發(fā)展。
5．在民用安防的應用
在民用安防領(lǐng)域，每個用戶都是極具個性化的，利用人工智能強大的計算能力及服務能力，為每個用戶提供差異化的服務，提升個人用戶的安全感，確實滿足人們?nèi)找嬖鲩L的服務需求。以家庭安防為例，當檢測到家庭中沒有人員時，家庭安防攝像機可自動進入布防模式，有異常時，給予闖入人員聲音警告，并遠程通知家庭主人。而當家庭成員回家后，又能自動撤防，保護用戶隱私。夜間期間，通過一定時間的自學習，掌握家庭成員的作息規(guī)律，在主人休息時啟動布防，確保夜間安全，省去人工布防的煩惱，真正實現(xiàn)人性化。
三、存在的問題
人工智能在安防領(lǐng)域的應用有著非常好的前景，但目前國內(nèi)的基礎(chǔ)還較薄弱，在應用過程中還有較多問題需要完善和解決：
1）視頻成像質(zhì)量受環(huán)境影響較大，存在光照不足、圖像模糊、目標尺寸過小或相互遮擋等問題，不利于人工智能對視頻內(nèi)容的辨識。
2）數(shù)據(jù)資源分散，開放和共享程度低，難以開展多維數(shù)據(jù)融合分析，使得人工智能缺乏有效的數(shù)據(jù)支撐。
3）領(lǐng)域?qū)I(yè)知識的積累不足。早期的智能分析技術(shù)屬于單場景的目標檢測和行為分析，對視頻內(nèi)容的理解能力偏弱，同時也很少涉及大范圍場景的關(guān)聯(lián)行為分析，沒有積累下有效的經(jīng)驗知識用于異常分析和風險預測。
4）缺乏有效的自主完善能力。當前很多的智能，只是一種反應式智能，根據(jù)輸入條件進行自動判斷而已，并不具備成長能力。人工智能應具備基于時間的經(jīng)驗積累，以及群體間的經(jīng)驗分享能力，才能不斷完善，使得智能能力更強，更高效。
總結(jié)
人工智能是安防領(lǐng)域的未來，在通往未來的道路上，還有許許多多障礙和困難需要跨越和克服，但總體趨勢是樂觀的，我們堅信只有具備自主、個性化、不斷進化完善的人工智能大腦，才能解決安防領(lǐng)域日益增加的需求，成為廣大用戶的專家和助手，提升整個安防領(lǐng)域的智能化水平，推動安防產(chǎn)業(yè)的升級換代。
