一、背景概述

自2005年全國首批3111試點城市監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)以來，我國平安城市的建設(shè)步伐已經(jīng)進入到平穩(wěn)階段。隨著城市經(jīng)濟建設(shè)和各項社會事業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)化、城市化進程不斷推進，部分地區(qū)“城市病”問題日益嚴(yán)峻。為解決城市發(fā)展難題，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展，平安城市“智慧化”已成為當(dāng)今世界城市發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流。

智慧城市建設(shè)圍繞惠民便民、服務(wù)經(jīng)濟兩大主題，以新一代信息技術(shù)為支撐，實現(xiàn)對城市部件信息的感知、分析、處理和整合，實現(xiàn)更全面的感知、更智能的控制、更廣泛的交互、更深度的融合和更緊密的協(xié)同。“更全面的感知”作為智慧城市的一個特征，要求智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施能夠更深入收集各類數(shù)據(jù)和信息，以便整合和分析海量的跨地域、跨行業(yè)的數(shù)據(jù)和信息，為城市共享服務(wù)和運營管理提供基礎(chǔ)的底層資源。而智能感知技術(shù)作為新一代信息技術(shù)，是智慧城市收集復(fù)雜數(shù)據(jù)和信息的關(guān)鍵手段，更是整個智慧城市感知體系的關(guān)鍵部分。

二、發(fā)展現(xiàn)狀

智慧城市建設(shè)與發(fā)展應(yīng)該解決“端到端”的問題，目前智慧城市主要以物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)為核心，實現(xiàn)“后端—智慧城市共享服務(wù)設(shè)施”的信息數(shù)據(jù)融合互聯(lián)和共享應(yīng)用。而目前大部分“前端—智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施”僅僅能提供原始的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)對于“后端”應(yīng)用來說可利用的價值不高，里面有很多無用信息，很難進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和應(yīng)用。

因此智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施迫切需要采用具備智能感知技術(shù)的終端采集設(shè)備，為“后端”應(yīng)用積累原始的、可識別的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以便“后端”應(yīng)用可以對這些結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行更高層次的碰撞、分析和利用，保證用于分析和判斷的資料更為豐富，最后的研判結(jié)果也更為準(zhǔn)確。由此可見，相對于物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，智能感知技術(shù)的顛覆式創(chuàng)新將成為引領(lǐng)智慧城市發(fā)展的重要推動力。

三、技術(shù)介紹

智能感知技術(shù)根據(jù)對象和目標(biāo)的不同，可以分為四大類：基于人體分析的感知技術(shù)、基于車輛分析的感知技術(shù)、基于行為分析的感知技術(shù)和基于圖像分析的感知技術(shù)。技術(shù)分類如下圖所示：

　　1.基于人體分析

1)人臉識別技術(shù)

該技術(shù)基于人的臉部特征信息進行身份識別。通過人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預(yù)處理和人臉圖像匹配與識別，實現(xiàn)面部特征識別。

2)人體特征提取技術(shù)

該技術(shù)基于計算機視覺、圖象處理與模式識別技術(shù)，對人體屬性特征(性別、年齡段、身高、戴眼鏡與否等)進行提取分析，實現(xiàn)人員身份識別。

應(yīng)用范圍：在智慧城市的公共安全領(lǐng)域，基于人體分析技術(shù)可以實現(xiàn)人員身份確認、重點人員預(yù)警、嫌犯逃犯追蹤和人臉識別防盜。

2.基于行為分析

1)目標(biāo)檢測跟蹤技術(shù)

該技術(shù)是指采用背景差分法或幀間差分法實現(xiàn)目標(biāo)檢測對象的提取和動態(tài)自動跟蹤。

2)異常行為分析技術(shù)

該技術(shù)是基于雙目識別技術(shù)，獲取到目標(biāo)人員的深度及三維信息(目標(biāo)高度信息，提升目標(biāo)行為分析和多目標(biāo)檢測的準(zhǔn)確率、目標(biāo)位置信息，提升多目標(biāo)檢測，尤其是目標(biāo)間距檢測、目標(biāo)深度信息，提升多目標(biāo)位置遠近的判斷)，實現(xiàn)越界、進入/離開區(qū)域、區(qū)域入侵、徘徊、人員聚焦、快速移動、非法停車、物品遺留/拿取等異常事件的自動偵測與報警，變被動監(jiān)控為主動防控。

應(yīng)用范圍：在智慧城市的公共安全領(lǐng)域，基于行為分析技術(shù)可以實現(xiàn)人員定位跟蹤、危險行為預(yù)警、嫌疑人員提示和**處突。

3.基于車輛分析

1)車牌識別技術(shù)

該技術(shù)是利用車輛的動態(tài)視頻或靜態(tài)圖像通過車牌提取、圖像預(yù)處理、特征提取、車牌字符識別等手段實現(xiàn)牌照號碼、牌照顏色自動識別。

2)車輛特征提取技術(shù)

該技術(shù)是采用模式識別的方法，對動態(tài)場景中移動目標(biāo)定位、識別、跟蹤,、分析、判斷目標(biāo)特征和行為的技術(shù)，實現(xiàn)車輛類型、車身顏色、車標(biāo)識別、系安全帶與否、遮陽板遮擋與否等識別。

應(yīng)用范圍：在智慧城市的公共安全領(lǐng)域，基于車輛分析技術(shù)可以查處車輛套牌、打擊車輛盜搶、事故逃逸、遏制車輛違法、交通秩序維護、協(xié)助查控涉案車輛、特勤任務(wù)、協(xié)助治安管理。

4.基于圖像分析

1)視頻質(zhì)量診斷技術(shù)

該技術(shù)是通過對圖像碼流進行解碼以及圖像質(zhì)量評估，對視頻圖像中存在的質(zhì)量問題進行智能分析、判斷和預(yù)警。在短時間內(nèi)對大量的前端設(shè)備進行檢測;實現(xiàn)清晰度異常(圖像模糊)，亮度異常(過亮、過暗)，偏色，噪聲干擾(雪花、條狀、滾屏)，畫面凍結(jié)，以及信號丟失等多種視頻故障檢測，做出準(zhǔn)確判斷并發(fā)出報警信息。

2)視頻摘要分析技術(shù)

該技術(shù)采用視頻智能分析算法，能智能提取視頻中的運動物體，實現(xiàn)快速結(jié)構(gòu)化，并實現(xiàn)摘要播放，達到快速預(yù)覽視頻以定位到關(guān)鍵的內(nèi)容，有效縮短查找線索的時間，減低人力排查的工作量，減少人工排查遺漏等情況。主要包

括以下三個步驟：

提取運動目標(biāo)：將運動目標(biāo)和背景分離，記錄目標(biāo)、目標(biāo)軌跡以及背景的數(shù)據(jù);

摘要合成：通過一定的規(guī)則將不同時間出現(xiàn)的目標(biāo)同時呈現(xiàn)在一段簡短的視頻內(nèi);

摘要檢索：選中摘要中任意的運動目標(biāo)，回放該目標(biāo)的原始視頻，還原現(xiàn)場真實情況。

應(yīng)用范圍：在智慧城市的公共安全領(lǐng)域，視頻質(zhì)量診斷可以應(yīng)用于智慧城市的運營服務(wù)領(lǐng)域，解決海量圖像信息的運營維護、故障診斷和修復(fù)。視頻摘要分析可以應(yīng)用于視頻圖像偵查技術(shù)，方便公安、交警、民警以及刑偵人員高效快速的排查，得到有效的線索，可在幾分鐘內(nèi)播放完一小時的視頻，有效減少人力的投入。

四、技術(shù)應(yīng)用

1.基于人體分析技術(shù)應(yīng)用

如果將人臉識別技術(shù)應(yīng)用于刑偵過程中，警方就可以將依據(jù)監(jiān)控畫面中嫌疑人的圖像，直接輸入系統(tǒng)合成出計算機可以識別的照片，并將合成照片在全國身份證數(shù)據(jù)庫中進行比對。原先往往需要民警走訪數(shù)日乃至數(shù)月、分發(fā)上千張通緝圖片才能找到的犯罪嫌疑人，現(xiàn)在只需將圖片輸入該系統(tǒng)，便能快速將嫌疑人范圍縮小到一定的范圍以內(nèi)，理想情況下甚至能直接鎖定罪犯，大大提高了刑偵效率。

客流統(tǒng)計分析系統(tǒng)是基于人體分析技術(shù)的典型應(yīng)用，該系統(tǒng)采用人體特征提取技術(shù)，實現(xiàn)對畫面中特定區(qū)域(如大門、樓梯口)的人頭、頭肩等特征部位進行識別，以此來區(qū)分人和其他物體，并根據(jù)其運動軌跡來判斷人的出入關(guān)系，最后得出任意時間段內(nèi)進入人數(shù)量和離開人數(shù)量。該系統(tǒng)應(yīng)用于商超零售行業(yè)，可以提供商場中每個客流監(jiān)控點的客流數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)匯總到商場數(shù)據(jù)中心并進行分析匯總，從時間和空間維度對商場中客流的分布以圖表的形式進行展示，達到如下效果：

1)評估營銷策略效果，提高銷量：

通過客流量的對比，有效評估所舉辦、推廣的活動，對營銷和促銷投資回報進行有效評估。

通過對歷史銷量和客流量的對比，可以有效的分析商品種類及各項管理策略對流量及銷量的影響，進而更好的進行管理決策，提高銷量。

2)考核服務(wù)質(zhì)量及商鋪租金價位：

通過客流量、銷量和成交量的統(tǒng)計，可以計算客流人群的平均購買量和提袋率，為評估商場服務(wù)質(zhì)量及工作人員水平提供依據(jù)。

通過對客流量的統(tǒng)計，可以客觀決定柜臺、商鋪租金價位水平。

3)差異化經(jīng)營，降低成本

通過對不同樓層和不同區(qū)域的客流量統(tǒng)計，可以使管理人員統(tǒng)計各個區(qū)域的吸引率和繁忙度，從而對鋪位及服務(wù)人員進行合理分布，提高銷售量，降低成本。

顯示當(dāng)前客流狀態(tài)和變化趨勢，對流量較大的區(qū)域采取預(yù)防突發(fā)事件的措施，并可實時觀察商場當(dāng)前的停留人數(shù)，控制商場運作成本。

2.基于行為分析技術(shù)應(yīng)用

智能監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)是基于行為分析技術(shù)的典型應(yīng)用，該系統(tǒng)采用目標(biāo)跟蹤檢測和異常行為分析技術(shù)，具備穿越警戒線、入侵檢測、進入離開區(qū)域、自動跟蹤等功能，可以很好地解決各種環(huán)境下遇到的難題，可以對進入?yún)^(qū)域的物體進行跟蹤顯示，保證細節(jié)外還可以對物體的運動軌跡進行記錄，方便日后取證。

3.基于車輛分析技術(shù)應(yīng)用

車輛違停抓拍系統(tǒng)是基于車輛分析技術(shù)的典型應(yīng)用，該系統(tǒng)采用車牌識別技術(shù)和車輛特征提取技術(shù)，部署于在禁停區(qū)、重要路段、各類交通違法行為多發(fā)的場所，簡化手動抓拍取證業(yè)務(wù)中的人工干預(yù)程度，實現(xiàn)違法行為的自動化取證，提高取證效率，避免處罰糾紛。

4.基于圖像分析技術(shù)應(yīng)用

視頻摘要分析系統(tǒng)是基于圖像分析技術(shù)的典型應(yīng)用，該系統(tǒng)采用視頻摘要分析技術(shù)，從視頻錄像中獲取相對應(yīng)的目標(biāo)出現(xiàn)到離開過程中的數(shù)據(jù)，并將幾個目標(biāo)以一定的方式進行組合，實現(xiàn)摘要播放，達到快速預(yù)覽視頻以定位到關(guān)鍵的內(nèi)容，可以解決海量視頻分析完全依賴人工的問題。讓管理人員只需查看摘要視頻即可快速將可疑目標(biāo)鎖定。

五、結(jié)束語

通過各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能夠為智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施提供更加智能的技術(shù)手段，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的全面透徹感知和特征提取，為智慧城市數(shù)據(jù)大碰撞和頂層業(yè)務(wù)應(yīng)用提供更多有價值的數(shù)據(jù)信息，從而逐步構(gòu)建城市智慧服務(wù)體系，從而進一步為城市民眾提供有針對性的新服務(wù)和新模式。