深度感知技術在智慧型城市中的應用分析

2021-09-30 21:25:25 字數 3137 閱讀 5105

一、背景概述

自2023年全國首批3111試點城市監控系統建設以來,我國平安城市的建設步伐已經進入到平穩階段。隨著城市經濟建設和各項社會事業的快速發展,工業化、城市化程序不斷推進,部分地區「城市病」問題日益嚴峻。為解決城市發展難題,實現城市可持續發展,平安城市「智慧型化」已成為當今世界城市發展不可逆轉的歷史潮流。

智慧型城市建設圍繞惠民便民、服務經濟兩大主題,以新一代資訊科技為支撐,實現對城市部件資訊的感知、分析、處理和整合,實現更全面的感知、更智慧型的控制、更廣泛的互動、更深度的融合和更緊密的協同。「更全面的感知」作為智慧型城市的乙個特徵,要求智慧型城市基礎設施能夠更深入收集各類資料和資訊,以便整合和分析海量的跨地域、跨行業的資料和資訊,為城市共享服務和運營管理提供基礎的底層資源。而智慧型感知技術作為新一代資訊科技,是智慧型城市收集複雜資料和資訊的關鍵手段,更是整個智慧型城市感知體系的關鍵部分。

二、發展現狀

智慧型城市建設與發展應該解決「端到端」的問題,目前智慧型城市主要以物聯網、雲計算和大資料技術為核心,實現「後端—智慧型城市共享服務設施」的資訊資料融合互聯和共享應用。而目前大部分「前端—智慧型城市基礎設施」僅僅能提供原始的非結構化資料,這些非結構化資料對於「後端」應用來說可利用的價值不高,裡面有很多無用資訊,很難進行資料關聯分析和應用。

因此智慧型城市基礎設施迫切需要採用具備智慧型感知技術的終端採集裝置,為「後端」應用積累原始的、可識別的結構化資料,以便「後端」應用可以對這些結構化資料進行更高層次的碰撞、分析和利用,保證用於分析和判斷的資料更為豐富,最後的研判結果也更為準確。由此可見,相對於物聯網、雲計算和大資料技術的日益成熟和廣泛應用,智慧型感知技術的顛覆式創新將成為引領智慧型城市發展的重要推動力。

三、技術介紹

智慧型感知技術根據物件和目標的不同,可以分為四大類:基於人體分析的感知技術、基於車輛分析的感知技術、基於行為分析的感知技術和基於影象分析的感知技術。技術分類如下圖所示:

1.基於人體分析

1)人臉識別技術

該技術基於人的臉部特徵資訊進行身份識別。通過人臉影象採集及檢測、人臉影象預處理和人臉影象匹配與識別,實現面部特徵識別。

2)人體特徵提取技術

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

應用範圍:在智慧型城市的公共安全領域,基於人體分析技術可以實現人員身份確認、重點人員預警、嫌犯逃犯追蹤和人臉識別防盜。

2.基於行為分析

1)目標檢測跟蹤技術

該技術是指採用背景差分法或幀間差分法實現目標檢測物件的提取和動態自動跟蹤。

2)異常行為分析技術

該技術是基於雙目識別技術,獲取到目標人員的深度及三維資訊(目標高度資訊,提公升目標行為分析和多目標檢測的準確率、目標位置資訊,提公升多目標檢測,尤其是目標間距檢測、目標深度資訊,提公升多目標位置遠近的判斷),實現越界、進入/離開區域、區域入侵、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,變被動監控為主動防控。

應用範圍:在智慧型城市的公共安全領域,基於行為分析技術可以實現人員定位跟蹤、危險行為預警、嫌疑人員提示和**處突。

3.基於車輛分析

1)車牌識別技術

2)車輛特徵提取技術

該技術是採用模式識別的方法,對動態場景中移動目標定位、識別、跟蹤,、分析、判斷目標特徵和行為的技術,實現車輛型別、車身顏色、車標識別、系安全帶與否、遮陽板遮擋與否等識別。

應用範圍:在智慧型城市的公共安全領域,基於車輛分析技術可以查處車輛套牌、打擊車輛盜搶、事故逃逸、遏制車輛違法、交通秩序維護、協助查控涉案車輛、特勤任務、協助治安管理。

4.基於影象分析

括以下三個步驟:

提取運動目標:將運動目標和背景分離,記錄目標、目標軌跡以及背景的資料;

四、技術應用

1.基於人體分析技術應用

如果將人臉識別技術應用於刑偵過程中,**就可以將依據監控畫面中嫌疑人的影象,直接輸入系統合成出計算機可以識別的**,並將合成**在全國身份證資料庫中進行比對。原先往往需要民警走訪數日乃至數月、分發上千張通緝才能找到的犯罪嫌疑人,現在只需將輸入該系統,便能快速將嫌疑人範圍縮小到一定的範圍以內,理想情況下甚至能直接鎖定罪犯,大大提高了刑偵效率。

客流統計分析系統是基於人體分析技術的典型應用,該系統採用人體特徵提取技術,實現對畫面中特定區域(如大門、樓梯口)的人頭、頭肩等特徵部位進行識別,以此來區分人和其他物體,並根據其運動軌跡來判斷人的出入關係,最後得出任意時間段內進入人數量和離開人數量。該系統應用於商超零售行業,可以提供商場中每個客流監控點的客流資料,將這些資料彙總到商場資料中心並進行分析彙總,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**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)考核服務質量及商鋪租金價位:

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

通過對客流量的統計,可以客觀決定櫃檯、商鋪租金價位水平。

3)差異化經營,降低成本

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

顯示當前客流狀態和變化趨勢,對流量較大的區域採取預防突發事件的措施,並可實時觀察商場當前的停留人數,控制商場運作成本。

2.基於行為分析技術應用

智慧型監控跟蹤系統是基於行為分析技術的典型應用,該系統採用目標跟蹤檢測和異常行為分析技術,具備穿越警戒線、入侵檢測、進入離開區域、自動跟蹤等功能,可以很好地解決各種環境下遇到的難題,可以對進入區域的物體進行跟蹤顯示,保證細節外還可以對物體的運動軌跡進行記錄,方便日後取證。

3.基於車輛分析技術應用

車輛違停抓拍系統是基於車輛分析技術的典型應用,該系統採用車牌識別技術和車輛特徵提取技術,部署於在禁停區、重要路段、各類交通違法行為多發的場所,簡化手動抓拍取證業務中的人工干預程度,實現違法行為的自動化取證,提高取證效率,避免處罰糾紛。

4.基於影象分析技術應用

五、結束語

通過各種感知技術的廣泛應用,能夠為智慧型城市基礎設施提供更加智慧型的技術手段,實現資訊資料的全面透徹感知和特徵提取,為智慧型城市資料大碰撞和頂層業務應用提供更多有價值的資料資訊,從而逐步構建城市智慧型服務體系,從而進一步為城市民眾提供有針對性的新服務和新模式。

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