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摄像头如何监控十三亿人

过去十年,中国是监控摄像头增长最快的国家。根据咨询公司IHS Markit 2016年的数据,中国共装有1.76亿个监控摄像头。其中由公安系统掌握的,有2000万。      

            「平安城市」计划,是中国视频监控行业发展的主要推力。      

            2005年,国务院转发《关于深入开展平安建设的意见》,「平安建设」开始成为一个政治目标。而视频监控则是平安城市的关键。

            公安是实现平安建设的主要部门。      

            在公安部2004年启动的「科技强警示范城市建设」和2005年启动的「3111试点工程」中,都以建设视频监控系统为核心目标。      

            随着一期项目成功验收,各地方开始纷纷跟进“平安城市”建设项目,由各大城市开始向乡镇扩散。

            从2009年《湖北省社会治安视频监控系统共享平台共享平台建设指导意见》、2010年《青岛市市市北区平安城市监控系统建设方案》、2012年《惠州市社会治安视频监控系统建设三年规划》几份文件中,我们可以窥见这一系统是如何运作的。      

            在中国,视频监控系统又被称为「天网工程」,通常分为,视频采集-网络传输-数据处理-业务应用,四层结构。在这些文件中,摄像头的计量单位是「路」,而每路摄像头的采购预算在3-5万。      

            天网工程的第一步是部署摄像头,这些节点被分为一类监控点和二类监控点。      

            一类点主要覆盖道路、广场、地铁公交等人流密集区域,二类点多为医院、学校、公园等重要公共空间。      

            以广州市为例,2013年发布的一份广州市视频系统建设规划中,要求全市一类点达到5.8万个,二类点达到17.3万个。

            不同类型的监控点,对摄像头也有不同的要求。      
        新设置的一类点多为高清摄像头,要求图像分辨率高于1280×720,并由公安进行24小时实时监控。二类点则相对宽松,预算约为一类点的一半,且执行实时监控的是相关单位,而非公安。      

        常见的监控摄像头根据外形被分为球机和枪机。枪机通常设置于室内,走廊,出入口等需要固定监控的区域。而球机的优势则在于可以水平方向360°连续旋转,更多出现于开阔空间,根据具体情况分时旋转巡航。      

            这些监控设备每天都会产生大量的图像数据,如何高效的传输和储存视频数据,也是天网工程的技术难点。      

            视频传输的关键在于尽可能减少延迟,连接视频光端机的光纤传输是今天最主流的方案,前端到监控中心的延迟可以控制在2秒以内。

            视频的储存和处理则相对简单,普通石更盘接入石更盘录像机就可以实现。      

            一台分辨率为720×576,变化运动率为70%的摄像设备,其每秒产生的数据约为0.25M,一天将产生211G数据。要实现视频储存时间不低于15天,一台摄像头需要配置316G以上的空间。      

            尽管数据量不小,但对于每路设备动辄4、5万的预算来说,储存数据的成本并不高,3000块1T石更盘就足以满足一万台摄像设备。      

            天网工程牵涉环节繁多,在青岛市市北区的视频监控系统设备清单中,需要采购的设备种类多达54种。      

            从硬件、安装、传输,到软件、储存、维护,每一个环节都花费不菲,视频监控行业也迎来了高速发展期。      

            2005-2015年,中国视频监控市场翻了14倍。其中最大的企业是海康威视,国资背景让其在安防行业如鱼得水,2016年,海康威视实现了近320亿营收。      

            今天,人脸识别和智能分析开始成为视频监控的标配。      

            随着2010年,深度学习算法在在语音和图像识别领域的重大突破,通过摄像头识别人脸开始成为现实。      

            人脸检测是人脸识别的第一步,无论是侧脸、遮挡、弱光、模糊,今天的技术都可以实现毫秒级的检测。      

        随后,摄像头将从采集的图像中选取最高质量的一张,完成口鼻轮廓等106个关键点定位,最后再与身份证等图库照片进行比对。      

            另一方面,算法还可以分析监控画面,实时标注出人群数量、密度,性别,衣着特征,车辆特征。      

            相比其他国家,中国拥有海量的人脸数据用于机器学习。而政府的强力意志,得以让行业上下游有充足的资源升级设备,研究算法。      

            也许在不久的未来,摄像头将直接喊出你的名字。

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