视频识别在智能建筑中的应用

摘  要：文章主要是通过对视频识别的应用阐述，与实际功能相结合，明确视频识别在智能建筑中的应用。文章从视频识别系统的AI云架构、系统拓扑和视频识别系统最终达到的效果等方面进行了较为全面的描述，其主要实现客流量统计、车辆管理、周界防范等功能。最后将视频识别应用在具体的案例项目中，证明视频识别在智能建筑中的可用性。

关键词：智能化建筑;视频识别;AI

中图分类号：TP391.41;TU243     文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）15-0108-03

Abstract：This paper is mainly through the application of video recognition，combined with the actual function，clear the application of video recognition in intelligent buildings. This paper describes the AI cloud architecture，system topology and the final effect of the video recognition system. It mainly realizes the functions of passenger flow statistics，vehicle management and perimeter prevention. Finally，video recognition is applied to a specific case project to prove the usability of video recognition in intelligent buildings.

Keywords：intelligent building;video recognition;AI

0  引  言

工业和信息化部印发的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018—2020年）》中提出目标，到2020年，我国视频图像识别、智能语音、智能翻译等产品要达到国际先进水平。视频识别系统，主要是将生物特征识别、视频内容理解与其他检测技术相融合、创新，实现视频监控、图像搜索等典型应用，拓展其在智能建筑中的應用范围，有效地提高社会智能化程度。

杭州元年科技有限公司的经营范围：电子与智能化工程、智慧城市系统工程、计算机信息系统集成工程、信息通信工程、消防工程、施工（凭资质证书经营）;计算机软硬件、数据处理技术、信息技术的技术开发、技术咨询、技术服务。监控系统为经营范围中智能化工程和信息工程的主要组成部分;随着社会需求的变化，视频监控慢慢地向视频识别AI转化。

杭州元年科技有限公司在多个工程项目中都实现了视频识别功能，比如在“杭州市西岸花园小区”“德清县新市旅游集散中心”等项目中，公司都不同程度地采用了一种或者多种视频识别方案。

1  视频识别AI云架构

近年来，随着人工智能技术的不断发展，物联网产业被越来越多地提及。利用视频识别挖掘出海量物联数据的价值，以实现物联数据、业务数据、互联网数据的融合并孵化出更丰富的智能应用，因此，杭州元年科技有限公司搭建了公司特有的AI云。基于“云边融合”理念为基础的AI云，即通过对图片的学习，加上深度算法，可以实现对图片进行识别的云端服务器。架构提出了“聚边到域、域为中场、数据入云”新主线，通过边缘节点、边缘域和云中心来实现智能建筑的彼此互联以及演化。

AI云架构由边缘节点（摄像头）、边缘域和云中心组成，系统如图1所示。

边缘节点：实现精准的感知，并完成实时响应，通过对视频、图片的数据结构化及对其他物联数据的精准感知，完成数据采集。

边缘域：通过对业务的局部感知，实现对业务的局部认知，同时完成对域内数据的自治处理和及时响应。

云中心：完成跨域数据的统一、整合和处理，通过大数据分析实现全局感知，通过对跨域数据的碰撞和多维数据的分析，进行全局把控和态势分析。

2  视频识别在智慧建筑中的应用

基于“AI云”理念，将整合视频监控系统、人脸识别系统、客流分析统计系统、车辆管理系统、防区监管系统等，结合GIS地图发挥边缘计算的优势，实现数据的综合管理和分析应用。通过智能化建设，实现全节点、全地域的数字化;并在数字化的基础上，融合多种系统应用实现统一管理，不但使管理的粒度更精细，也使管理更全面、更方便、更可靠、更简单。

2.1  系统拓扑

系统拓扑如图2所示。

在设计方案时，要充分考虑边缘计算分布式部署、灵活化处理和敏捷响应的优势，边缘域具备局部感知、局部认知、及时响应的能力，基于物联数据池、物联计算存储资源池、智能算法仓库、物联智能综合平台，来构建物联智能视频识别应用。在系统架构规划设计时，采用全网络的架构，各个子系统最终通过网络连接到中心，通过综合管理平台进行统一集成与管理。

系统包括总控中心、分控中心和监控前端，总控中心是指服务器（包含中心存储、中心管理服务器、监控管理终端、核心交换机），分控中心是连接总控中心和监控前端的桥梁，包括包括NVR、交换机、客户端，监控前端就是各种摄像头监控。

2.2  人脸识别系统

在场地开阔、人员复杂的环境下，儿童和老人走失、走散事件经常发生，因此人脸识别技术被提出并应用到实际社会生活中。人脸识别可以通过采集走失人员的人脸照片，检测照片中的人脸，并利用人脸面部特征对人脸照片进行建模。将完成的建模提供到智能建筑群中内各点位人脸抓拍相机进行行人检测，人脸抓拍相机抓拍清晰的人脸图像，将形成的图片库与建模进行人脸检索、比对，实时识别人员身份，快速地确定走失人员，并提取走失人员的人脸特征、衣着颜色、背包配件、身高体型等结构化数据和识别信息，及时寻找出走失人员最后出现的地点，并实时通知附近的巡逻人员。视频识别技术可全自动地实现人脸识别、检索及找人，提升巡逻人员的工作效率。

视频监控人脸识别技术，还可以与公安机构联动，将数据信息与公安信息相关联，有效地识别出可疑人员，特别是在一些人员密度比较大的区域，可以有效地提高区域安全性。

2.3  客流分析统计系统

客流分析统计系统主要由人脸抓拍机、双目客流摄像机、密度分析相机等组成，其通过网络连接各设备，将数据及信号上传到监控中心进行存储及管理。

客流高峰期往往存在人员聚集的情况，容易发生安全事故。实时监测重点区域的人群密度是实现安全管理的重要保障。系统需实现出入口客流实时统计分析，统计进入量、离开量和保有量，确保人员的快速分流，做好流控管理，实现自行分流和安全疏散。客流密度分析界面如图3所示。

景区流控管理密度分析主要采用密度分析相机对景区重要出入口和人员密集区域实施对人员密度情况的检测。

游客兴趣点分析是通过对各个出入口实时抓拍的游客人脸照片，记录游客游玩时长。根据两次抓拍时间计算出游客在景区和各个景点内的驻留时间并分析其兴趣。

2.4  车辆管理系统

对车辆车位的管理主要针对出入口、停车场实现智能化管理、数据统计。车位管理监控画面如图4所示，白线区块为一个车位，如果在红色区块内识别有车辆，并认为车位被占用。

其中对出入口车辆的管理主要是通过门禁摄像头实现对车辆车牌信息的自动识别、开闸闭闸、自助缴费以及车辆分析统计。对于停车场车位的管理主要通过车位相机实现固定车停临时车位报警、访客车预约车位、车位信息实时同步等功能。

2.5  防区监管系统

周界入侵检测可结合采用多种智能分析以提高预警的准确性，如区域徘徊检测+绊线检测。通过区域徘徊检测可以在指定布防区域内对长时间在某一区域逗留徘徊的人员等目标实现预警，起到预防不良事件的作用。周界防范示意图如图5所示，白线设置为防区，一旦有人员进入防区就会触发警报。

通过视频监控的智能分析功能，可以對景观湖等危险区域设计多级防区，提前告警，防止人员进入危险区域。系统还可以设置布防、撤防时间，如白天有人靠近不产生报警，仅有人落入湖里才发生报警;晚上有人靠近湖岸就报警，提前做好安全防范。景观湖防落水监控画面如图6所示，白线设置为防区，一旦有人员进入防区就会触发警报。

3  视频识别实际应用案例

杭州元年科技有限公司针对不同的应用场景和不同的客户需求提供不同的解决方案，利用视频识别技术可以提高现场的服务能力、减少人员的配置，高效可靠地完成安防、数据统计、人员分析等任务。接下来介绍两个由杭州元年科技有限公司设计并已实际投入使用的视频识别方案。

3.1  杭州市西岸花园小区案例

该项目位于杭州市拱宸桥桥西历史文化街区、运河西北角，由一千多户高层、多层及排屋组成，其位置离运河码头200米，周边有大型的商场、影院及历史街区，出入人员较为复杂;小区于2019年底改造并完善了安防监控，人脸识别监测系统投入运行。

该系统实现了对进入小区主出入大门人员的实时人脸图像的抓拍和留存，基于网络传输与人脸识别技术，将前端采集数据接入区公安系统，提供实时对比布控、历史数据查询、轨迹分析等服务，为公安机关调查取证提供有效的数据，保障小区安全。

3.2  德清县新市旅游集散中心案例

本项目位于浙江省德清县新市镇，是一座历史文化名城、千年古镇，2019年启动古镇的修复重建工程，前期游客中心已建成。为收集旅游数据，在景区外围三叉出入口处、旅游集散中心广场入口处等安装人流量监测设备，实现视频识别系统对以上区域的人流数量的监测;通过关联设备的联动算法实现对人流数量的实时计算以及对出入口客流的实时统计分析，分别统计景区进入量、景区离开量和景区保有量，做好流控管理，实现自行分流和安全疏散，针对客流量定制化改善服务，为景区管理人员提供数据支撑和决策依据。

4  结  论

随着视频识别技术的发展，其为智能化建筑提供了越来越多的智能化服务，与智能化建筑形成了不可分割的整体。杭州元年科技有限公司掌握了最新的视频识别技术，并将其应用到智能化建筑工程中，在提高公司业务水平的同时，也提升了社会的智能化水平，形成了一种良性循环。

参考文献：

[1] 孙巍巍，曾文，吕涛.基于视频识别的城市智慧停车管理模式—城市智能停车管理、交通管理与互联网出行服务综合解决方案 [C]//第十一届中国智能交通年会.第十一届中国智能交通年会大会论文集.重庆：电子工业出版社，2016：987-997.

[2] 周庆东.基于智能视频识别技术的作业告警系统 [J].电子设计工程，2020，28（5）：31-35.

[3] 李清霞，魏文红.基于视频摘要的智能视频识别系统的设计与实现 [J].电子设计工程，2013，21（16）：65-68.

作者简介：周晓青（1975.10—），男，汉族，浙江杭州人，总经理，工程师，研究方向：智能建筑设计与施工。