海量視頻搜索系統(tǒng)演示如何根據(jù)嫌疑目標(biāo)特征找出目標(biāo)。

　　智能雙目攝像系統(tǒng)外觀。

　　→右邊圖像(雙目攝像系統(tǒng)視頻)為左邊圖像(傳統(tǒng)攝像機(jī)視頻)紅框部分的高清效果。本版圖片均為資料圖片

　  “平頭男”周克華被擊斃大快人心。此案?jìng)刹闀r(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，2011年長(zhǎng)沙警方首個(gè)披露了周克華的廬山真面目，正是那張?jiān)��?jīng)張貼在公共汽車、各單位大門口、銀行營業(yè)廳等公共場(chǎng)所的視頻照片，為案件偵破起到了關(guān)鍵作用。然而鮮為人知的是，這張重要照片的發(fā)現(xiàn)借力于國防科大電子科學(xué)與工程學(xué)院研發(fā)的“海量視頻搜索系統(tǒng)”。記者近日采訪了研發(fā)“海量視頻搜索系統(tǒng)”的相關(guān)專家和教授，了解其背后的故事。

　　事件回放

　　數(shù)百萬份視頻中搜出周克華

　　2009年10月到2011年6月，在不到兩年的時(shí)間里，周克華先后在長(zhǎng)沙市作案4起。也就是在歷時(shí)數(shù)年的艱苦偵查中，長(zhǎng)沙警方在數(shù)百萬份視頻中找出了周克華，首個(gè)披露了其真面目，為蘇湘渝系列持槍搶劫殺人案件的偵破奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　“每一起案件，長(zhǎng)沙警方都調(diào)取了大量監(jiān)控視頻。”在接受媒體采訪時(shí)，長(zhǎng)沙市公安局刑偵支隊(duì)視頻偵查大隊(duì)大隊(duì)長(zhǎng)匡政文回憶，周克華在長(zhǎng)沙作案4起，以一部電影500兆來計(jì)算，民警所要看的視頻量相當(dāng)于83萬部電影。“當(dāng)時(shí)有200多名民警進(jìn)行監(jiān)控視頻的查看，從早看到晚，不少民警面對(duì)電腦時(shí)間過長(zhǎng)，一看到電腦屏幕就頭痛欲裂。”

　　“如果單純靠人力，幾百名民警至少要花上幾年時(shí)間才能看完所有視頻。”國防科大電子科學(xué)與工程學(xué)院謝劍斌教授說。

　　謝劍斌是國防科大海量視頻分析與安全預(yù)警研究團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人。2010年，長(zhǎng)沙市公安部門慕名找到謝劍斌，希望協(xié)助查找“0628”大案(蘇湘渝系列持槍搶劫殺人案)的犯罪嫌疑人。憑借國內(nèi)首創(chuàng)的視頻分析與挖掘算法，他們研制的“面向安全監(jiān)控的海量視頻搜索系統(tǒng)”協(xié)助長(zhǎng)沙市公安局網(wǎng)技支隊(duì)，在兩個(gè)星期之內(nèi)查找完畢幾百萬份視頻資料，并自動(dòng)提取出與嫌疑人相關(guān)和相似的視頻圖像，勾畫出了4個(gè)嫌疑人的特征。“然后通過公安專家排除，確定了‘平頭男’周克華的無偽裝生活視頻，并以此為切入點(diǎn)，成功獲取了其在網(wǎng)吧上網(wǎng)時(shí)留下的清晰面部照。”謝劍斌說。

　　研發(fā)溯源

　　快速分析越來越多的監(jiān)控錄像

　　據(jù)悉，國防科大海量視頻分析與安全預(yù)警研究團(tuán)隊(duì)是國內(nèi)最早研究視頻分析與安全預(yù)警的團(tuán)隊(duì)之一。從2003年起，陸續(xù)有長(zhǎng)沙、株洲、湘潭的警方人士慕名找到國防科大電子科學(xué)與工程學(xué)院尋求幫助，處理一些交通肇事逃逸、搶劫、殺人、爆炸等重特大案件的相關(guān)視頻，希望能從中提取到破案線索。

　　“經(jīng)測(cè)試，一個(gè)正常人在觀看十幾分鐘監(jiān)控視頻以后，大腦會(huì)自然進(jìn)入一種類似‘被催眠’的狀態(tài)，此時(shí)即使有明顯的運(yùn)動(dòng)物體出現(xiàn)在視頻圖像之中，辦案人員可能也會(huì)視而不見。”謝劍斌教授說。

　　近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展，視頻監(jiān)控得到了大范圍的應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)受技術(shù)水平、成本、施工等因素限制，監(jiān)控視頻質(zhì)量較差，很難從中得到確切特征;另一方面，隨著城市安防系統(tǒng)的發(fā)展，監(jiān)控視頻文件的數(shù)量越來越多，而現(xiàn)有系統(tǒng)的運(yùn)行控制和數(shù)據(jù)分析還是以人工處理為主，逐步顯露出數(shù)據(jù)量龐大、智能化分析程度不高的缺陷。

　　“要想高效地在錄制的海量監(jiān)控視頻中發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)，必須通過技術(shù)手段減輕辦案人員的工作量，并盡可能地提高分析質(zhì)量，以便更好地為公安機(jī)關(guān)分析案情、尋找有用線索提供支援。”謝劍斌表示。

　　搜索原理

　　自動(dòng)提取特征，快速查找目標(biāo)

　　2009年，國防科大研制的海量視頻搜索系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，成為一名永不知疲倦的監(jiān)控“民警”。

　　該系統(tǒng)可從已存儲(chǔ)的海量監(jiān)控視頻中自動(dòng)查找人員、車輛、地物、異常行為等感興趣目標(biāo)對(duì)象，并提取其特征與警方已掌握的嫌疑目標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)快速、高效的目標(biāo)檢索處理。與原有的人工查找方式相比，該系統(tǒng)在處理速度、查找質(zhì)量等方面都有很大的提升。

　　公共場(chǎng)所的視頻大部分音像畫質(zhì)不高，或者因?yàn)榻嵌葐栴}拍攝模糊，不利于公安機(jī)關(guān)破案，而這個(gè)系統(tǒng)可以很好地解決這一問題。首先，針對(duì)低質(zhì)量視頻，它通過高質(zhì)量的數(shù)字視頻圖像增強(qiáng)方法，實(shí)現(xiàn)超分辨率圖像復(fù)原、對(duì)比度調(diào)節(jié)、去模糊、去霧等處理，獲得特征更加清晰的視頻圖像;然后，針對(duì)海量的監(jiān)控視頻和圖像，利用高性能視頻分析算法提取其中的圖紋特征;最后，將嫌疑目標(biāo)特征與海量監(jiān)控視頻中提取出的目標(biāo)特征進(jìn)行比對(duì)，快速查找出與之相同或相似的目標(biāo)。

　　目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在湖南、湖北、福建等省份的多個(gè)業(yè)務(wù)單位使用，在追逃和追蹤嫌疑人員、肇事和套牌車輛等方面發(fā)揮著巨大作用。

　　成功應(yīng)用

　　曾幫助破獲株洲一起殺人案

　　實(shí)際上，找出周克華的真面目并不是海量視頻搜索系統(tǒng)的第一次成功應(yīng)用。

　　謝劍斌教授介紹說，該系統(tǒng)的研制過程是一個(gè)逐步成熟的過程，并不是哪一天突然就得到了最終的成果。“第一次是用于幫助破獲株洲市服裝市場(chǎng)的一起殺人案。”在數(shù)年為警方處理視頻圖像的過程中，謝劍斌目睹了若干起案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，甚至是犯罪過程的完整記錄，他說，“既為受害者感到同情，又為罪犯的暴行感到憤慨，由此產(chǎn)生繼續(xù)研究和優(yōu)化的動(dòng)力。”

　　“今后，我們將對(duì)系統(tǒng)從速度上加以提升，使處理大數(shù)據(jù)時(shí)更快捷。”謝劍斌說。

　　相關(guān)鏈接

　　運(yùn)用智能雙目攝像系統(tǒng)

　　50米外目標(biāo)看得清清楚楚

　　除了海量視頻搜索系統(tǒng)，該研發(fā)團(tuán)隊(duì)還有好幾個(gè)尖端的識(shí)別技術(shù)成果，他們都是海量視頻分析系統(tǒng)的“兄弟姐妹”，目前已經(jīng)開始走入我們的生活，為維護(hù)社會(huì)的平安穩(wěn)定而貢獻(xiàn)力量。

　　其中之一就是智能雙目攝像系統(tǒng)。該系統(tǒng)兼顧了監(jiān)控視頻中全局與細(xì)節(jié)，通過這個(gè)設(shè)備，就能實(shí)現(xiàn)看的范圍廣，同時(shí)又能針對(duì)細(xì)節(jié)清楚地放大。借助高性能視頻獲取設(shè)備，可以將50米以外的目標(biāo)看得清清楚楚。打個(gè)比方，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)(包括現(xiàn)在的高清攝像機(jī))只能看到一個(gè)很小的人影，連衣服圖案都看不清楚，人臉就更看不清楚了，很難用于公安機(jī)關(guān)破案。而憑借智能雙目攝像系統(tǒng)，在同樣的環(huán)境下，可以看清目標(biāo)是否缺了一顆門牙、是否有雀斑、眼神是否可疑等細(xì)微特征，等同于一張大特寫或者大頭貼，相當(dāng)于兩人在一米距離內(nèi)的觀察效果。

　　2011年6月以來，智能雙目攝像系統(tǒng)已先后在湖南烈士公園、中信銀行、湖南電力、天一康園等單位試用，并且效果很好。

　　“今后，我們將從性能上對(duì)其加以優(yōu)化，比如可以使雙目攝像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別功能，而且分析其眼神，在嫌疑人發(fā)現(xiàn)攝像機(jī)之前，雙目攝像系統(tǒng)已經(jīng)首先識(shí)別其身份，這將有利于抓捕嫌疑犯，使其無處遁形。”謝劍斌表示。