一、需求分析
監獄是關押、改造嫌疑人與犯人的場所，是對監控系統防護等級要求最高的場所。通常監獄安防系統包括：視頻監控、周界報警、門禁、監聽對講、監舍安檢、圍墻電網防范、巡更、應急報警、會見錄音等等。
一直以來，監獄安防系統只起到了監控、控制等作用，對潛在的安全威脅、突發事件不能起到很好的預防作用。各個子系統之間都獨立運行，形成信息孤島。在出現緊急突發事件時，各系統之間無法或不能及時聯動，無法高效的發揮預警及防范作用，且事后難以查找及核對相關信息，導致管理效率與人力資源的浪費。
目前監獄的安防系統建設，有以下迫切需求：
以監控圖像和報警信息為核心，實現無視覺死角的視頻監控、周界報警、門禁、監聽對講、監舍安檢、圍墻電網防范、巡更、應急報警、會見錄音等各類資源的整合與集成，實現各子系統之間的資源共享與聯動。
針對以上需求，深圳輝銳天眼科技有限公司以智能視頻分析技術為核心，以提高提高監獄的安全防范水平、提高工作效率為目標，打造具有以下特色功能智能安全防范系統。
（1）管理智能性。各種管理和控制設施的智能化，如監管工作中涉及的圖像、聲音的采集處理、探測報警、門禁系統都實現智能化控制。
（2）辦公高效性。提高通訊、決策等方面的工作效率，節省人力、資源等方面的費用開支。
（3）工作方便性。能夠實現信息的快速采集、處理與交換，能夠讓需要了解信息的單位和個人快速地查閱到許可的信息。
（4）監管安全性。采用智能信息技術建設起來的監獄，能夠進一步提高監獄的安全防范能力，確保監獄安全穩定，為監獄做好對服刑人員的改造工作、提高教育改造質量打好堅實的物質基礎。
二、智能視頻監控系統
2.1．智能視頻分析
視頻智能分析主要是指：“自動的提取視頻源中的關鍵信息并進行智能化分析，并通過設置一定的條件和規則對其判定”。智能視頻分析（IV，IntelligentVideo）基于自計算機視覺（CV，ComputerVision）技術,它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關系，自動的分析和抽取視頻源中的關鍵信息進行分析判斷。如果把前端設備（如攝像機）看作是人的眼睛，則智能視頻分析技術可以看作人的大腦，借助計算機強大的數據處理能力，對視頻畫面中的海量數據進行高速分析，過濾掉用戶不關心的信息，為監控者提供有價值的關鍵信息。
視頻智能分析的處理方法主要是對場景中的運動目標進行分析，其過程一般包含運動檢測、目標跟蹤、行為識別和理解幾個方面。
2.2．智能視頻監控系統的組成
智能視頻監控系統，是指通過計算機來幫助人對視頻圖像進行視覺分析和自動監控，以提高監控有效性,并結合如今先進的電子通信技術組成的一項功能完善的監控系統，是對傳統視頻監控觀念的一種革新。通過智能視覺監控，可以把監控人員從“24小時緊盯屏幕”這種簡單低級的重復勞動中解放出來，實現“人防、技防、物防”三位一體的最佳結合。
智能視頻監控系統總體由前端監控設備、智能視頻處理中心（控制機柜）、報警管理中心三部分組成。
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2.3智能視頻監控系統的特點
1、具有機防、檢查工作、匯報工作、處理突發事件的功能；
2、具有監控錄像、報警、對講功能三合一的功能；
3、智能監控和傳統監控相結合；
4、全面和重點結合；
5、具有使用性和前瞻性；
6、監控和信息化相結合；
7、整個監獄的智能監控是一個完整的系統。
三.智能視頻監控解決方案
智能視頻分析服務器擁有全新的智能分析概念，它不同于現有的基于簡單探測運動方式的視頻分析技術。輝銳天眼智能視頻分析技術具有自學習、自適應、自調節的能力。以先進的智能視頻算法提供持續不斷的全天候監控。通過智能視頻分析模塊，可對監控視頻的每一寸畫面進行自動監控，提升警戒強度，提高監控效率，對潛在的威脅事件提前報警、提前處理。
根據監獄的實際需求，在本次方案中，我們為監獄設計的應用功能如下：
應用點智能視頻分析功能功能描述
圍墻區域區域入侵智能報警檢測圍墻區域內人員、物體的靠近
圍墻翻越智能報警檢測攀爬圍墻的行為
物品滯留檢測報警檢測圍墻周圍可疑物品
出入口人臉檢測檢測進出人員的身份，自動判斷預警、犯人、陌生人
車輛檢測檢測進出車輛及監區內車輛運行軌跡
監區、監舍異常行為分析異常行為如打架、斗毆
人員聚集檢測人員大量聚集檢測
起身檢測通過對犯人的行為進行監測，或防止重點監控人員夜間起身等，發現異常時可及時對犯人進行心理疏導，預防獄非正常死亡等事件的發生
人員滯留防止犯人在特殊區域（如廁所等）滯留發生打架斗毆等現象
徘徊檢測檢測犯人來回走動是否有不安情緒，可用于禁閉室
脫崗檢測檢測值班人員是否正常在崗
煙火檢測對火災等安全隱患提前預警
越界檢測（放風應用）設定活動區域，檢測靠近、闖入、翻越、逃離、異常等情況
會見室來訪記錄對來訪人員（下一次來訪系統通過人像檢測自動進行對比）及會談內容進行記錄
設備鏡頭異常智能檢測防止人為遮擋、人為損壞設備（間斷電源）、鏡頭移位或設備故障
模糊圖像還原將模糊圖像還原，便于取證
聯動功能電子地圖預警第一時間鎖定發生突發事件的具體位置
LED聯動文字顯示報警區域
球機聯動聯動球機對報警事件進行跟蹤
大屏自動切換報警信息及畫面自動彈出，優先顯示
短信通知將報警事件第一時間以短/彩信方式發送到負責人
靈智報警系統可根據實際需要靈活自由布防
3.1智能視頻監控系統應用功能
（1）警戒區闖入檢測報警、逃離監控區檢測報警
智能監控系統自動檢測場景內人、車輛非法進入重要敏感區域。如果有人跨越警戒線或進入了預先設定的禁止區域等異常情況發生，智能分析系統將鎖定框標識別目標在畫面中的具體位置，開始進行物體運動軌跡追蹤，并啟動預先設定的報警機制自動調用實際場景中聲光報警裝置，對可疑人員發出告警，同時提醒值班人員注意，及時制止，這樣就能實現無間斷的自動值守，避免人工值守的傳統方式因疲勞或疏忽而錯失及時發現并制止安全事件的時機。
（2）圍墻翻越智能報警
通過系統設定監獄圍墻的警戒圍墻區域，一旦有可疑人員靠近或攀越圍墻行為時，智能分析系統將鎖定框標識別目標在畫面中的具體位置，開始進行物體追蹤，并自動調用實際場景中聲光報警裝置，對可疑人員發出告警。同時聲音提醒值班人員注意，及時制止。
（3）物品偷竊滯留報警
在圍墻或窗戶等重要區域設置拋物檢測功能，當有物品從其他區域拋擲至設置區域內，系統報警，及時杜絕偷竊行為以及通過非正常渠道傳遞物品。
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（4）人臉識別應用
人臉識別技術是基于人的臉部特征圖像信息進行的生物識別技術應用，在出入口，智能視頻分析系統通過攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行臉部特征定位、提取與數據庫中的人臉特征進行比對，可達到辨識識別不同人身份的目的，自動判斷進出人員的身份信息，達到對重點場所智能化、自動化監控的效果，改善現有監控系統靠人工的工作模式，提高了工作效率，減少安全防范系統的長期運營成本。
（5）車輛檢測應用
對進入監區的車輛進行定位跟蹤，根據其運動軌跡，判斷車輛是否按要求進出監區，到達指定區域。防止犯人躲藏在進出車輛中逃離的事件發生。
（6）徘徊檢測應用
通過智能視頻分析系統對重要區域進行監視，在視頻畫面內可設置多個任意形狀區域進行布防，啟用區域徘徊檢測功能，當有運動目標在區域內徘徊超過一定時限時觸發系統報警。此功能應用于周界、禁閉室等重點區域，能第一時間提
示值班人員關注此區域。
（7）限高檢測應用
此功能應用于監舍區域，監舍內晚上睡覺時間，為防止自殺、打架等意外情況的發生，監舍里的犯人不允許隨意起來活動，如有人起床時系統自動報警。
（8）廁所檢測應用
在監區，廁所也是各種事件的多發區域，啟用該功能，通過對區域內人員聚集數量及進出時間的檢測，系統自動判斷人員是否故意滯留在該區域。當有異常行為發生時，系統自動報警，提醒值班人員關注此區域。
（9）脫崗檢測應用
在值班室內啟用脫崗檢測功能，當值班人員離開或者趴下（睡覺）超過設定值時，系統自動報警；同時可對值班室內人員數量進行檢測，超過限定人數時，系統自動報警。
（10）人員聚集檢測應用
在攝像機監視的視場景范圍內，通過系統對警戒區域人員密度進行計算，動態輸出人員數量，超過一定域值時觸發提示或報警。應用于監獄敏感區域、群體事件多發區域，第一時間處理警情，避免事態擴大。
（11）行為分析檢測應用
系統對視頻區域出現的異常奔跑、逆行、尾隨等異常行為進行分析，并對于視頻指定區域內的可疑行為進行自動標記，及時報告可疑事件的發生。對于布防時段內區域內的異常行為進行檢測，對于重點監室、禁閉室內犯人的異常行為進行監視，對于符合系統預設行為時候，觸發系統進行提示和報警，及時發現異常情況，防患于未然。
（12）火焰及煙霧檢測應用
在攝像機監視的視場景范圍內，通過系統可以任意設置警戒區域，當有火焰或煙霧出現并達到域值上限時，觸發提示或報警。完全基于智能視頻分析檢測火焰，作用距離遠、檢測結果不受環境溫度影響，對重點區域的煙火檢測，能在第一時間提示或避免事態擴大。
（13）鏡頭異常智能報警
系統能通過背景自學習過程適應天場景變化，能對視頻進行全天候不間斷智能分析。同時，由非自然因素造成的視頻圖像異常，系統同樣具備強大的保護功能。遇到因為人或極其惡劣的天氣對視頻設備或線路造成致命損壞時，如視頻圖像出現劇烈抖動、無視頻信號等異常狀況時，系統會啟動自保護預報警機制，提示中心管理人員對監控攝像機進行檢修處理。
（14）電子地圖預警
監獄的監控中心，電視墻上用電子地圖顯示各個分控點，當某分控點發生警情時，系統遵循預設報警機制，可將報警發生的位置顯示在監控指揮中心的電子地圖上，不斷閃爍，并將報警畫面切換到大屏幕上，直到報警處理完畢才會停止。此功能目的在于要有效避免指揮中心在處理報警的時候所造成的混亂，做到有的放矢，提高出警效率和響應速度。迅速高效地指揮出警，第一時間將可能的犯罪制止。
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（15）靈智報警功能
針對各監控點實際情況，HRI智能監控系統的報警預設方案并不是一成不變的，可以靈活、自由的設置多種報警方案，可以自由定義報警監控區域，報警區域可以在任何時候進行修改，實現靈活的設防和撤防功能。通過HRI智能監控系統靈活的防御設置，可任意對原有普通監控視頻中任意幾路進行智能分析，也可根據預設的防御計劃自動執行，滿足監獄智能監控需求的前提下進行最優化配置，可以在很大程度上節約成本。
（16）短信通知功能模塊
短信聯動分級報警為智能視監控系統的特色功能。它能將報警事件的發生情況在第一時間將文字短信或現場圖片的彩信發給系統設定的負責人手機上。若下一級相關負責人員對出現的報警未處理，則在設定的時間內，設備自動將短信發給更高一級的領導，并不限人數，這樣可以通過多層管理滲透來促使現場人員及時處理，將時間損失減少到最近程度，做到事能及處，防患未然。其中彩信還顯示出嫌疑人途經的路徑、時間、地點、行為等信息。
（17）與監控中心大屏幕聯動
當報警發生時，智能視頻監控系統在聲光報警的同時，將報警信息，如，報警發生的地點、時間、類型等相關信息顯示在監控中心LED屏幕上，中心管理人員及時了解報警信息，迅速指揮相關執法大隊出警，做到忙而不亂、有條不紊。
另外，在報警發生時，不需要人工手動查找、調看報警地點的相關視頻信息，智能監控系統會主動查找，自動將報警地點的相關視頻信息切換到監控中心的大屏幕上，省去了人工查找的繁瑣過程，節約時間，提高工作效率、方便中心管理人員立即進行指揮，最大限度提高系統應用效率。
（18）LED顯示屏聯動報警模塊
當智能監控系統檢測到報警時，自動將發生報警信息：事件、時間、地點顯示在LED顯示屏上。
（19）聲光報警聯動
智能視頻監控系統報警方式并不是單一的在監控中心控制室內才能接受到報警信息，現場語音報警對于闖入警戒區域的闖入者有現場語音提示功能，在逃者企圖越界逃跑時，安裝在現場的語音設備能夠現場喊話，提示逃脫者立即停止，具有阻嚇的作用；另外，對講聯動功能可以在警報發生時通過對講機傳遞語音信息，告知所有持有對講機的安保人員，何地、何時發生警報，通知安保人員盡快趕去處理。
（20）大屏自動切換
在報警發生時，不需要人工手動查找、調看報警地點的相關視頻信息，智能監控系統自動將發生報警的視頻畫面切換到監控中心的大屏幕上，省去了人工查找的繁瑣過程，節約時間，提高工作效率、方便中心指揮人員立即進行指揮，最大限度提高系統應用效率。
（21）槍球聯動球機
當報警發生時，槍機捕捉到報警畫面，立即聯動到最近的球機，球機對報警事件進行跟蹤的同時，監控中心可以控制球機的鏡頭拉近拍照，以得到更為清晰的畫面。
（22）模糊圖像還原應用
在現有的視頻監系統中，有大量的現場錄像資料由于攝像機搖晃、抖動以及受到“光污染”而導致圖像存在著模糊、殘影、逆光、強光、暗光、模糊、偏色等情況，從而使重要的現場資料難于辨認。實際上，圖像受光污染后，許多原有信息并未丟失，只是人眼感受不到。系統可對視頻錄像文件截圖產生的數字圖像進行模糊圖像還原再處理，盡可能的提取圖像中某些“有用”的信息，擴大圖像中不同物體特征之間的差別，改善圖像的視覺效果，并對某些特定信息進行增強，清晰地還原圖像的原始信息，能極大提高資料的可用價值。
四、智能視頻監控系統建設意義及作用
對于監獄來說，面對新的歷史時期，監管也要與時俱進，進一步提升監管水平，視頻監控系統要實現智能化、數字化和網絡化的智能視頻監控系統應用的全面覆蓋，保證監控內容適應監獄視頻監控業務的實際需求。更重要的是開發應用集成化監控管理系統，實現網絡化智能視頻監控管理，使所有監區之間形成一個有機互動的整體，能夠具備良好的應急報警和協同指揮能力。
在建設新的視頻監控系統時，使工作人員對監控信息能夠做出快速反應，并確保信息的快速、高效和安全流動，實現真正意義上的“科技強警”，通過系統的應用，逐步建立比較完備的監管安全防范體系，實現“人防、技防、物防”三位一體的最佳結合，為監獄安全防范設置了一道無形屏障。以規范技術應用為重點，以增強技術設施的實際應用效能為核心，通過技術集成，建立和完善覆蓋面廣、資源共享、綜合應用的監控系統的技術平臺，在“法制化、科學化、社會化”建設道路上又前進了一步。
智能視頻監控系統整和了智能化、網絡化、集成化的最新應用，是目前先進的視頻監控管理技術，新技術的應用能夠有效提升監獄管理水平，同時是對促進監獄事業發展的有益的嘗試，對其他系統應用新技術起到帶頭示范作用。
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