基于步态识别的大数据分析解决方案

　　一、项目背景

　　保障国家公共安全是我国的重大战略需求，“十四五”规划纲要提出要贯彻总体国家安全观，建立国家安全体系，在大数据、云计算、深度学习技术的综合作用下，人工智能技术得以大幅度提升，并称为人类文明的第四次工业革命，习近平在中共中央政治局第九次集体学习时强调，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。

　　步态识别作为一种新型的生物识别技术，具有远距离、非接触、抗伪装、跨着装、跨视角、对光线不敏感等显著优势，是最适合在视频监控中应用的生物特征识别方法之一。今年，在安防行业落地迅速，取得了一系列良好的成效。

　　通过步态识别技术的应用，驱动公安视频智能化应用由事后的被动侦察，转变为事前预防、预测、预警，提升关注人员管控、重点区域防控及重大活动安保支撑能力，助力治安防控体系建设完善升级及社会综合治理效能倍增，全面提升社会治理水平。

　　二、现状分析

　　1.城市视频资源智能化程度不高

　　近年来，视频监控系统建设了大量的前端治安摄像头，限于技术发展水平90%以上治安摄像头只能进行实时观看、历史录像等基本应用，没有实现视频智能化，随着视频监控点位数量越来越多，通过人工研判的方式分析视频已经无法满足实际工作中的需求，亟需采用智能化手段提档升级。

　　2.视频资源数据利用率低

　　依据现有的技术手段，视频画面中90%以上的人、车、物、场景、动作等数据信息没有被提取，并且一定周期后会被自动覆盖，没有发挥任何数据价值，视频数据利用率不高。

　　3.视频资源尚未形成数据智能

　　数据是人工智能的基础，数据智能也是视频监控智能化发展的重要方向。数据智能可以通过收集前端设备采集的全量数据信息，融合多个摄像头间的数据，通过人工智能技术实现动态的、精准的、高效的可推理的数据分析智能能力，目前视频资源尚未形成大规模数据智能。

　　三、解决方案架构

　　步态识别大数据分析系统逻辑架构上分为基础设施层、算法层、数据服务层、应用支持层、平台应用层等，系统采用分层解耦的架构，通过多层灵活的数据服务接口实现数据的流转，便于与其他业务系统对接，系统具有良好的可扩展性和稳定性。如图1所示。

　　图1系统总体架构图

　　1.基础设施层

　　基础设施层主要包含前端感知接入设备和各类资源池。前端感知设备包括治安摄像头、人脸摄像机等。

　　资源池分为计算资源池、存储资源池和网络资源池。计算资源池主要提供对前端感知设备视频数据进行解析、步态检测、步态跟踪、特征提取等服务。存储资源池主要是用来存储系统产生的各种数据，包括结构化、非结构化数据，以步态序列、步态剪影图、场景图、人体图片、视频片段、特征值为主；网络资源池主要是指项目涉及的网络链路。

　　2.算法层

　　算法层提供步态识别等人工智能核心算法。步态识别大数据分析系统主要包括步态算法、人脸算法等。其中步态算法又分为步态检测算法、步态跟踪算法、步态分割算法、步态质量评分算法、步态特征提取算法、步态比对算法、人脸检测算法、人脸提取算法等。

　　3.数据服务层

　　数据服务层为步态识别大数据分析系统提供各类数据服务支撑，比如步态序列的检索、比对、步态轨迹数据等。同时为上层应用支撑层提供各类专题数据、主题数据服务。

　　4.应用支撑层

　　应用支撑层主要是系统各种功能的呈现支撑，包括目录管理、权限管理、设备管理、资源管理、日志管理、用户管理、报警引擎等。

　　5.平台应用层

　　平台应用层为用户提供可视化界面和操作平台，满足不同委办局、不同用户的个性化需求。

　　四、系统核心应用功能

　　系统主要核心功能包括：首页看板、路人检索、布控预警、轨迹刻画等核心功能。

　　1.首页看板

　　首页看板采用可视化展示，通过图表形式直观地展示系统的统计数据及状态数据。

　　图2大数据看板

　　2.路人检索

　　步态识别大数据系统支持地图模式，选择相应时间段的视频点位进行步态分析检索，并按相似度高低或时间顺序进行排序。

　　图3路人检索

　　3.布控预警

　　步态识别大数据系统支持关注人员的实时布控，当关注人员出现在设定范围内的视频监控下时，系统能够自动产生声光预警提示。

　　图4布控预警

　　4.轨迹刻画

　　系统支持在地图上按照时间顺序显示目标人员的活动轨迹，便于可视化研判。

　　图5轨迹刻画

　　五、方案优势

　　1.利旧视频资源，保护原有投资

　　系统建设可以全部利旧城市治安摄像机资源，无需对前端摄像机进行改造，可以实现城市90%以上的治安摄像机智能化，同时能够提取和识别视频画面中90%以上的人员目标信息，快速提升城市视频智能化水平。

　　2.超高算法性能，降本增效

　　利用步态识别超高算法性能，单台解析服务器能够实现1000路规模的视频资源解析，极大的节省硬件服务器数量，节省机房空间，同时极大降低系统用电量，以最少的成本投入，达到最佳的管理效果，大大节省了项目的整体投资。

　　3.解放警力，降低人力成本

　　步态识别大数据系统对视频监控画面内的人员自动检索、布控预警、轨迹刻画，将大大提高公安发现、跟踪、锁定疑犯的效率，减少警力，降低出警成本，提高出警效率。

　　责任编辑：广汉