一、背景概述

自2005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、城市化進程不斷推進，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“智慧化”已成為當今世界城市發展不可逆轉的歷史潮流。

智慧城市建設圍繞惠民便民、服務經濟兩大主題，以新一代信息技術為支撐，實現對城市部件信息的感知、分析、處理和整合，實現更全面的感知、更智能的控制、更廣泛的交互、更深度的融合和更緊密的協同。“更全面的感知”作為智慧城市的一個特征，要求智慧城市基礎設施能夠更深入收集各類數據和信息，以便整合和分析海量的跨地域、跨行業的數據和信息，為城市共享服務和運營管理提供基礎的底層資源。而智能感知技術作為新一代信息技術，是智慧城市收集復雜數據和信息的關鍵手段，更是整個智慧城市感知體系的關鍵部分。

二、發展現狀

智慧城市建設與發展應該解決“端到端”的問題，目前智慧城市主要以物聯網、云計算和大數據技術為核心，實現“后端—智慧城市共享服務設施”的信息數據融合互聯和共享應用。而目前大部分“前端—智慧城市基礎設施”僅僅能提供原始的非結構化數據，這些非結構化數據對于“后端”應用來說可利用的價值不高，里面有很多無用信息，很難進行數據關聯分析和應用。

因此智慧城市基礎設施迫切需要采用具備智能感知技術的終端采集設備，為“后端”應用積累原始的、可識別的結構化數據，以便“后端”應用可以對這些結構化數據進行更高層次的碰撞、分析和利用，保證用于分析和判斷的資料更為豐富，最后的研判結果也更為準確。由此可見，相對于物聯網、云計算和大數據技術的日益成熟和廣泛應用，智能感知技術的顛覆式創新將成為引領智慧城市發展的重要推動力。

三、技術介紹

智能感知技術根據對象和目標的不同，可以分為四大類：基于人體分析的感知技術、基于車輛分析的感知技術、基于行為分析的感知技術和基于圖像分析的感知技術。技術分類如下圖所示：

　　1.基于人體分析

1)人臉識別技術

該技術基于人的臉部特征信息進行身份識別。通過人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預處理和人臉圖像匹配與識別，實現面部特征識別。

2)人體特征提取技術

該技術基于計算機視覺、圖象處理與模式識別技術，對人體屬性特征(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。

應用范圍：在智慧城市的公共安全領域，基于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.基于行為分析

1)目標檢測跟蹤技術

該技術是指采用背景差分法或幀間差分法實現目標檢測對象的提取和動態自動跟蹤。

2)異常行為分析技術

該技術是基于雙目識別技術，獲取到目標人員的深度及三維信息(目標高度信息，提升目標行為分析和多目標檢測的準確率、目標位置信息，提升多目標檢測，尤其是目標間距檢測、目標深度信息，提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。

應用范圍：在智慧城市的公共安全領域，基于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.基于車輛分析

1)車牌識別技術

該技術是利用車輛的動態視頻或靜態圖像通過車牌提取、圖像預處理、特征提取、車牌字符識別等手段實現牌照號碼、牌照顏色自動識別。

2)車輛特征提取技術

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

應用范圍：在智慧城市的公共安全領域，基于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.基于圖像分析

1)視頻質量診斷技術

該技術是通過對圖像碼流進行解碼以及圖像質量評估，對視頻圖像中存在的質量問題進行智能分析、判斷和預警。在短時間內對大量的前端設備進行檢測;實現清晰度異常(圖像模糊)，亮度異常(過亮、過暗)，偏色，噪聲干擾(雪花、條狀、滾屏)，畫面凍結，以及信號丟失等多種視頻故障檢測，做出準確判斷并發出報警信息。

2)視頻摘要分析技術

該技術采用視頻智能分析算法，能智能提取視頻中的運動物體，實現快速結構化，并實現摘要播放，達到快速預覽視頻以定位到關鍵的內容，有效縮短查找線索的時間，減低人力排查的工作量，減少人工排查遺漏等情況。主要包

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數據;

摘要合成：通過一定的規則將不同時間出現的目標同時呈現在一段簡短的視頻內;

摘要檢索：選中摘要中任意的運動目標，回放該目標的原始視頻，還原現場真實情況。

應用范圍：在智慧城市的公共安全領域，視頻質量診斷可以應用于智慧城市的運營服務領域，解決海量圖像信息的運營維護、故障診斷和修復。視頻摘要分析可以應用于視頻圖像偵查技術，方便公安、交警、民警以及刑偵人員高效快速的排查，得到有效的線索，可在幾分鐘內播放完一小時的視頻，有效減少人力的投入。

四、技術應用

1.基于人體分析技術應用

如果將人臉識別技術應用于刑偵過程中，警方就可以將依據監控畫面中嫌疑人的圖像，直接輸入系統合成出計算機可以識別的照片，并將合成照片在全國身份證數據庫中進行比對。原先往往需要民警走訪數日乃至數月、分發上千張通緝圖片才能找到的犯罪嫌疑人，現在只需將圖片輸入該系統，便能快速將嫌疑人范圍縮小到一定的范圍以內，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于人體分析技術的典型應用，該系統采用人體特征提取技術，實現對畫面中特定區域(如大門、樓梯口)的人頭、頭肩等特征部位進行識別，以此來區分人和其他物體，并根據其運動軌跡來判斷人的出入關系，最后得出任意時間段內進入人數量和離開人數量。該系統應用于商超零售行業，可以提供商場中每個客流監控點的客流數據，將這些數據匯總到商場數據中心并進行分析匯總，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，對營銷和促銷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，可以客觀決定柜臺、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，對流量較大的區域采取預防突發事件的措施，并可實時觀察商場當前的停留人數，控制商場運作成本。

2.基于行為分析技術應用

智能監控跟蹤系統是基于行為分析技術的典型應用，該系統采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，方便日后取證。

3.基于車輛分析技術應用

車輛違停抓拍系統是基于車輛分析技術的典型應用，該系統采用車牌識別技術和車輛特征提取技術，部署于在禁停區、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.基于圖像分析技術應用

視頻摘要分析系統是基于圖像分析技術的典型應用，該系統采用視頻摘要分析技術，從視頻錄像中獲取相對應的目標出現到離開過程中的數據，并將幾個目標以一定的方式進行組合，實現摘要播放，達到快速預覽視頻以定位到關鍵的內容，可以解決海量視頻分析完全依賴人工的問題。讓管理人員只需查看摘要視頻即可快速將可疑目標鎖定。

五、結束語

通過各種感知技術的廣泛應用，能夠為智慧城市基礎設施提供更加智能的技術手段，實現信息數據的全面透徹感知和特征提取，為智慧城市數據大碰撞和頂層業務應用提供更多有價值的數據信息，從而逐步構建城市智慧服務體系，從而進一步為城市民眾提供有針對性的新服務和新模式。