華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院視頻監(jiān)控改造項(xiàng)目一期

2018-05-06    

根據(jù)衛(wèi)生部2008年~2014年發(fā)布的數(shù)據(jù)分析表明，我國(guó)醫(yī)院和醫(yī)療服務(wù)性單位，大部分醫(yī)院均陸續(xù)建設(shè)、改造、擴(kuò)容、配套實(shí)施了以安防應(yīng)用為主的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基本覆蓋了人員流動(dòng)較大、容易發(fā)生失竊事件的門診樓、住院部、停車場(chǎng)等場(chǎng)所，并有效的遏制了因醫(yī)患糾紛帶來(lái)的沖突事件。但這些系統(tǒng)因建設(shè)較早、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等多方面因素，使得大量已建醫(yī)院視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用存在不少問題：

● 應(yīng)用范圍狹窄 目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)在醫(yī)療行業(yè)核心應(yīng)用仍然以安全防范為主。醫(yī)院作為一個(gè)人員流動(dòng)頻繁的公共場(chǎng)所，伴隨著醫(yī)鬧事件的頻發(fā)，醫(yī)院安防等級(jí)在不斷攀升。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的有效部署，能夠?qū)κ录M(jìn)行追溯以及對(duì)潛在犯罪分子起到相當(dāng)大的威懾作用。但攝像機(jī)作為一種前端采集技術(shù)，它最接近人類的眼睛，采集的信息量也最為豐富，具有廣泛的應(yīng)用空間，僅用于技防領(lǐng)域，無(wú)法發(fā)揮前端資源的最大價(jià)值。

● 技術(shù)相對(duì)落后 目前已建的大部分醫(yī)院采用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍以模擬系統(tǒng)或模擬攝像機(jī)+編碼器的半數(shù)字化為主體的監(jiān)控系統(tǒng)，僅能滿足基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)察看、錄像回放等功能，不能滿足日益增長(zhǎng)的高清、易用、大規(guī)模構(gòu)建、多院區(qū)互通互聯(lián)等新需求。

● 管理分散 醫(yī)院的典型特征是園區(qū)類建筑形態(tài)，內(nèi)部會(huì)存在多個(gè)不同功能的建筑單體，各個(gè)樓都是逐年梯度建設(shè)的，早期的院區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)劃往往會(huì)忽略智能化系統(tǒng)的運(yùn)維管理模式，每套視頻監(jiān)控系統(tǒng)往往隨著單體樓宇的弱電系統(tǒng)一起建設(shè)，各樓宇有獨(dú)立的一套安防，隨著院區(qū)內(nèi)部建筑物的逐步增多，各樓內(nèi)產(chǎn)品品牌、架構(gòu)各異，很難統(tǒng)一管理，造成了保衛(wèi)部門人力資源部署分散，人員維護(hù)成本高。

● 規(guī)模較小，覆蓋不足 早期受限于技術(shù)水平，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)整體規(guī)模一般都在幾十路至幾百路攝像頭左右，大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)無(wú)法展開，但因醫(yī)院的建筑格局復(fù)雜，門急診、藥房、收費(fèi)、化驗(yàn)、各類科室混雜交錯(cuò)，攝像機(jī)點(diǎn)位部署密度需求高，小規(guī)模的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)往往會(huì)造成監(jiān)控盲區(qū)的存在。

● 難于互聯(lián) 傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)源自于固定邊界內(nèi)建筑或區(qū)域的防護(hù)需求，對(duì)互通互聯(lián)的需求較少，因此產(chǎn)品的開放性、網(wǎng)絡(luò)傳輸特性、對(duì)接協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化等方面嚴(yán)重不足，如不同系統(tǒng)采用不同廠商產(chǎn)品，視頻資源很難做到互聯(lián)互通，跨域訪問。

面對(duì)嚴(yán)峻的醫(yī)院安保形勢(shì)，主管部門不斷完善醫(yī)院安防系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范，對(duì)醫(yī)院安防建設(shè)提出詳細(xì)及明確的建設(shè)要求。在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，對(duì)已建醫(yī)院的視頻監(jiān)控進(jìn)行改造和升級(jí)、對(duì)新建醫(yī)院的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行具有前瞻性的方案設(shè)計(jì)與實(shí)施，是目前醫(yī)院的技防重點(diǎn)工作。

1、組網(wǎng)圖：

     2、功能圖

     3、智能分析業(yè)務(wù)專項(xiàng)說(shuō)明 

實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院重要部位/區(qū)域的視頻監(jiān)控圖像的智能分析，出現(xiàn)異常情況時(shí)向中心報(bào)警；功能包括車牌識(shí)別、目標(biāo)物識(shí)別和行為識(shí)別等技術(shù)應(yīng)用。系統(tǒng)能對(duì)重要場(chǎng)合的人流量統(tǒng)計(jì)、人群聚集、運(yùn)動(dòng)軌跡、關(guān)鍵區(qū)域警戒和異常行為等進(jìn)行智能視頻分析?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)指定一個(gè)或多個(gè)出入口進(jìn)行單向、雙向人流量統(tǒng)計(jì)，可支持車牌識(shí)別、車輛流量統(tǒng)計(jì)、車輛比對(duì)功能，根據(jù)場(chǎng)景中的人群密度情況提供預(yù)警信息，并提供多種分類的靈活的報(bào)表信息；可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)定監(jiān)控區(qū)域出現(xiàn)的單向越界、雙向越界、區(qū)域入侵、區(qū)域離開、滯留、徘徊等行為做出準(zhǔn)確判斷，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)并發(fā)出報(bào)警信息；可實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻區(qū)域出現(xiàn)的逆行、打架斗毆、敏感區(qū)域滯留、異常奔跑、聚眾及物品遺留等異常行為進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，并對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)記，及時(shí)報(bào)告可疑事件發(fā)生。系統(tǒng)能夠?qū)?jīng)過設(shè)定區(qū)域的行人進(jìn)行人臉檢測(cè)，可以按通道對(duì)人臉進(jìn)行布防，每個(gè)通道可以單獨(dú)配置黑名單數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)布防。同時(shí)可對(duì)人臉抓拍照片進(jìn)行檢索、查詢。

4、人臉識(shí)別技術(shù)專項(xiàng)說(shuō)明

1） 人臉比對(duì)技術(shù)原理說(shuō)明

人臉識(shí)別系統(tǒng)主要包括三個(gè)組成部分，分別為：前端人臉相機(jī)采集，人臉智能識(shí)別，客戶端業(yè)務(wù)呈現(xiàn)。

前端人臉相機(jī)采集：

前端相機(jī)IPC主要負(fù)責(zé)進(jìn)行人臉檢測(cè)和跟蹤，之后把抓拍的人臉圖片上傳至人臉服務(wù)器進(jìn)行分析。

人臉檢測(cè)對(duì)比流程圖

2）智能人臉比對(duì)

人臉分析服務(wù)器對(duì)前端IPC上傳的人臉序列進(jìn)行最佳人臉計(jì)算，對(duì)該最佳人臉進(jìn)行人臉特征分析，提取相應(yīng)的人臉信息，并將最佳人臉圖片及人臉特征數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，后對(duì)照內(nèi)部?jī)?chǔ)存的人臉信息庫(kù)進(jìn)行篩查比對(duì)，根據(jù)要求進(jìn)行相應(yīng)聯(lián)動(dòng)告警。

智能人臉對(duì)比告警流程圖

3）人臉軟件平臺(tái)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)

軟件平臺(tái)可以導(dǎo)入人臉數(shù)據(jù)、下發(fā)人臉檢索任務(wù)以及實(shí)現(xiàn)黑名單布控，并且支持人臉屬性呈現(xiàn)以及過人檢索。

人臉檢索：軟件平臺(tái)下發(fā)人臉檢索任務(wù)后，人臉結(jié)構(gòu)化分析服務(wù)器通過處理，將結(jié)果返回給客戶端，包括人員圖片、人員ID以及相似度等信息。

黑名單布控：軟件平臺(tái)配置好黑名單布控比對(duì)任務(wù)后，人臉分析服務(wù)器會(huì)將抓拍到的信息以及告警信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，客戶端從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取信息，將抓拍的人臉信息和黑名單告警信息呈現(xiàn)給客戶。

人臉屬性：支持年齡、性別、是否戴眼鏡的屬性識(shí)別功能。

過人檢索：對(duì)IPC過人圖片支持不同時(shí)間段檢索。

4）人臉圖片及存儲(chǔ)

對(duì)入庫(kù)照片以及抓拍到的過人照片提取人臉特征，并將其抽象為軟件能夠識(shí)別的二進(jìn)制碼保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。另外在客戶端界面可以查詢特定時(shí)間段內(nèi)的全部過人圖片及歷史人臉對(duì)比結(jié)果。

5．人臉結(jié)構(gòu)化分析系統(tǒng)其他功能

人臉結(jié)構(gòu)化分析系統(tǒng)除了能夠支持基本的：人臉特寫抓拍，人臉比對(duì)，聯(lián)動(dòng)告警，視頻實(shí)況實(shí)時(shí)查看，錄像查詢、回放、下載等，還能夠支持人臉檢索及查詢等特色功能。系統(tǒng)主要功能特點(diǎn)如下表：

6．黑名單人員實(shí)時(shí)布控

可設(shè)置黑名單，一旦與黑名單中人臉相似度高的人員出現(xiàn)，即可報(bào)警。

流程：人臉比對(duì)服務(wù)器對(duì)前端IPC上傳的最佳人臉圖片進(jìn)行人臉特征分析，提取人臉信息，并對(duì)照內(nèi)部存儲(chǔ)的人臉信息庫(kù)進(jìn)行篩查比對(duì)，動(dòng)態(tài)更新人臉庫(kù)中每個(gè)目標(biāo)的“最”相似候選人列表，并根據(jù)要求進(jìn)行聯(lián)動(dòng)告警。

可導(dǎo)入一張前端抓拍圖片或其它符合要求（如分辨率、格式等）的人臉圖片，與人臉庫(kù)的照片進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)該人員的真實(shí)身份。

可進(jìn)行前端攝像機(jī)的過人圖片檢索，支持兩種方式：按結(jié)構(gòu)化信息檢索（性別、年齡等）和以圖搜圖檢索 。    

以圖搜圖：可導(dǎo)入一張前端抓拍圖片或其它符合要求（如分辨率、格式等）的人臉圖片，與指定相機(jī)的抓拍圖片進(jìn)行比對(duì)，可檢索該人員的過人記錄。

將指定人員（嫌疑人）的人臉圖像與各前端監(jiān)控點(diǎn)上傳的圖像進(jìn)行比對(duì)，分析得出該人員的行動(dòng)軌跡。

7、基于人臉識(shí)別的醫(yī)鬧、號(hào)販子方案

    號(hào)販子和醫(yī)鬧識(shí)別，基于人臉識(shí)別技術(shù)和數(shù)據(jù)自動(dòng)分析技術(shù)。

本方案采用的人臉識(shí)別技術(shù)，采用前端IPC+后端智能分析結(jié)合的方式，大大降低了系統(tǒng)的計(jì)算壓力，前端IPC扣取人臉圖像，后端服務(wù)器進(jìn)行算法對(duì)比識(shí)別人員身份。先進(jìn)的大數(shù)據(jù)方案保證了人臉識(shí)別的準(zhǔn)確性和抗干擾性，人臉圖像由于年齡變化、胖瘦變化、發(fā)型變化、局部遮擋、表情異常和側(cè)臉拍照的情況下，都能保證較高的識(shí)別率。

當(dāng)系統(tǒng)將各種人臉識(shí)別到后，可以根據(jù)人臉信息出現(xiàn)的時(shí)間和地點(diǎn)，以及分布規(guī)律，自動(dòng)篩選出嫌疑人名單庫(kù)，當(dāng)嫌疑人再次出現(xiàn)的時(shí)候，可以自動(dòng)給出報(bào)警信息。

攝像機(jī)部分：

攝像機(jī)部署在醫(yī)院的掛號(hào)大廳和出入口，如果內(nèi)置智能分析，可用來(lái)捕獲醫(yī)院中相關(guān)人員的衣著信息、人臉信息的有無(wú)。

智能分析部分：

智能分析服務(wù)器對(duì)攝像機(jī)給出的信息進(jìn)行分析，篩選出衣著信息和人臉信息（人臉對(duì)比）。如果是前端攝像機(jī)內(nèi)置智能算法，可以大大降低智能分析服務(wù)器的需求。

智能分析服務(wù)器將各個(gè)攝像機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)化匹配，從而將多個(gè)信息和某個(gè)具體的人員進(jìn)行綁定。

攝像機(jī)安裝方式：

大廳和醫(yī)院出入口，安裝衣著和體態(tài)檢測(cè)攝像機(jī)。識(shí)別滯留信息，并記錄衣著和年齡段信息。   

出入口寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)，帶人臉檢測(cè),掛號(hào)機(jī)、掛號(hào)處，矮裝人臉檢測(cè)攝像機(jī)，高裝的攝像機(jī)檢測(cè)人的衣著信息。

人臉數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)模型

在將人臉信息和衣著信息關(guān)聯(lián)后，需要設(shè)定這些特性的關(guān)聯(lián)系，主要關(guān)聯(lián)信息如下：

1）、出現(xiàn)頻次；       2）、運(yùn)動(dòng)速度；       3）、時(shí)間分布特征

為了從海量的識(shí)別信息中“分析”出潛在的嫌疑分析，需要利用多個(gè)特殊化的模型，分析各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

一個(gè)簡(jiǎn)化的模型如下：