监狱智能视频监控系统设计方案

　　深圳辉锐天眼科技有限公司

　　
　　需求分析

　　监狱是关押、改造嫌疑人与犯人的场所，是对监控系统防护等级要求最高的场所。通常监狱安防系统包括：视频监控、周界报警、门禁、监听对讲、监舍安检、围墙电网防范、巡更、应急报警、会见录音等等。

　　一直以来，监狱安防系统只起到了监控、控制等作用，对潜在的安全威胁、突发事件不能起到很好的预防作用。各个子系统之间都独立运行，形成信息孤岛。在出现紧急突发事件时，各系统之间无法或不能及时联动，无法高效的发挥预警及防范作用，且事后难以查找及核对相关信息，导致管理效率与人力资源的浪费。

　　目前监狱的安防系统建设，有以下迫切需求：

　　以监控图像和报警信息为核心，实现无视觉死角的视频监控、周界报警、门禁、监听对讲、监舍安检、围墙电网防范、巡更、应急报警、会见录音等各类资源的整合与集成，实现各子系统之间的资源共享与联动。

　　针对以上需求，深圳辉锐天眼科技有限公司以智能视频分析技术为核心，以提高提高监狱的安全防范水平、提高工作效率为目标，打造具有以下特色功能智能安全防范系统。

　　（1）管理智能性。各种管理和控制设施的智能化，如监管工作中涉及的图像、声音的采集处理、探测报警、门禁系统都实现智能化控制。

　　（2）办公高效性。提高通讯、决策等方面的工作效率，节省人力、资源等方面的费用开支。

　　（3）工作方便性。能够实现信息的快速采集、处理与交换，能够让需要了解信息的单位和个人快速地查阅到许可的信息。

　　（4）监管安全性。采用智能信息技术建设起来的监狱，能够进一步提高监狱的安全防范能力，确保监狱安全稳定，为监狱做好对服刑人员的改造工作、提高教育改造质量打好坚实的物质基础。

　　二、智能视频监控系统

　　2.1．智能视频分析

　　视频智能分析主要是指：“自动的提取视频源中的关键信息并进行智能化分析，并通过设置一定的条件和规则对其判定”。智能视频分析（IV，Intelligent Video）基于自计算机视觉（CV，Computer Vision）技术, 它能够在图像及图像描述之间建立映射关系，自动的分析和抽取视频源中的关键信息进行分析判断。如果把前端设备（如摄像机）看作是人的眼睛，则智能视频分析技术可以看作人的大脑，借助计算机强大的数据处理能力，对视频画面中的海量数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，为监控者提供有价值的关键信息。

　　视频智能分析的处理方法主要是对场景中的运动目标进行分析，其过程一般包含运动检测、目标跟踪、行为识别和理解几个方面。

　　2.2．智能视频监控系统的组成及结构图

　　智能视频监控系统，是指通过计算机来帮助人对视频图像进行视觉分析和自动监控，以提高监控有效性,并结合如今先进的电子通信技术组成的一项功能完善的监控系统，是对传统视频监控观念的一种革新。通过智能视觉监控，可以把监控人员从“24小时紧盯屏幕”这种简单低级的重复劳动中解放出来，实现“人防、技防、物防”三位一体的最佳结合。

　　智能视频监控系统总体由前端监控设备、智能视频处理中心（控制机柜）、报警管理中心三部分组成。系统组成结构图如下：

　　具体设备如下表：

　　系统设备设备内容实现功能

　　前端监控设备视频采集设备（摄像机、球技）视频源接入

　　传输设备（光纤、视频线、交换机、光端机等）视频网络传输

　　智能视频处理中心 （控制机柜）存储、显示设备（硬盘录像机、矩阵、电视墙、智能视频分析主机等）视频存档、显示、报警触发视频分析

　　监控中心报警控制中心服务器、报警控制软件、报警显示屏、声光报警设备报警及显示、多路报警管理、报警设置维护、查询与统计

　　 2.3 智能视频监控系统的特点

　　1、具有机防、检查工作、汇报工作、处理突发事件的功能；

　　2、具有监控录像、报警、对讲功能三合一的功能；

　　3、智能监控和传统监控相结合；

　　4、全面和重点结合；

　　5、具有使用性和前瞻性；

　　6、监控和信息化相结合；

　　7、整个监狱的智能监控是一个完整的系统。

　　三. 智能视频监控解决方案

　　智能视频分析服务器拥有全新的智能分析概念，它不同于现有的基于简单探测运动方式的视频分析技术。辉锐天眼智能视频分析技术具有自学习、自适应、自调节的能力。以先进的智能视频算法提供持续不断的全天候监控。通过智能视频分析模块，可对监控视频的每一寸画面进行自动监控，提升警戒强度，提高监控效率，对潜在的威胁事件提前报警、提前处理。

　　根据监狱的实际需求，在本次方案中，我们为监狱设计的应用功能如下：

　　应用点智能视频分析功能功能描述

　　围墙区域区域入侵智能报警检测围墙区域内人员、物体的靠近

　　围墙翻越智能报警检测攀爬围墙的行为

　　物品滞留检测报警检测围墙周围可疑物品

　　出入口人脸检测检测进出人员的身份，自动判断预警、犯人、陌生人

　　车辆检测检测进出车辆及监区内车辆运行轨迹

　　监区、监舍异常行为分析异常行为如打架、斗殴

　　人员聚集检测人员大量聚集检测

　　起身检测通过对犯人的行为进行监测，或防止重点监控人员夜间起身等，发现异常时可及时对犯人进行心理疏导，预防狱非正常死亡等事件的发生

　　人员滞留防止犯人在特殊区域（如厕所等）滞留发生打架斗殴等现象

　　徘徊检测检测犯人来回走动是否有不安情绪，可用于禁闭室

　　脱岗检测检测值班人员是否正常在岗

　　烟火检测对火灾等安全隐患提前预警

　　越界检测（放风应用）设定活动区域，检测靠近、闯入、翻越、逃离、异常等情况

　　会见室来访记录对来访人员（下一次来访系统通过人像检测自动进行对比）及会谈内容进行记录

　　设备镜头异常智能检测防止人为遮挡、人为损坏设备（间断电源）、镜头移位或设备故障

　　模糊图像还原将模糊图像还原，便于取证

　　联动功能电子地图预警第一时间锁定发生突发事件的具体位置

　　LED联动文字显示报警区域

　　球机联动联动球机对报警事件进行跟踪

　　大屏自动切换报警信息及画面自动弹出，优先显示

　　短信通知将报警事件第一时间以短/彩信方式发送到负责人

　　灵智报警系统可根据实际需要灵活自由布防

　　3.1智能视频监控系统应用功能

　　（1）警戒区闯入检测报警、逃离监控区检测报警

　　智能监控系统自动检测场景内人、车辆非法进入重要敏感区域。如果有人跨越警戒线或进入了预先设定的禁止区域等异常情况发生，智能分析系统将锁定框标识别目标在画面中的具体位置，开始进行物体运动轨迹追踪，并启动预先设定的报警机制自动调用实际场景中声光报警装置，对可疑人员发出告警，同时提醒值班人员注意，及时制止，这样就能实现无间断的自动值守，避免人工值守的传统方式因疲劳或疏忽而错失及时发现并制止安全事件的时机。

　　 （2）围墙翻越智能报警

　　通过系统设定监狱围墙的警戒围墙区域，一旦有可疑人员靠近或攀越围墙行为时，智能分析系统将锁定框标识别目标在画面中的具体位置，开始进行物体追踪，并自动调用实际场景中声光报警装置，对可疑人员发出告警。同时声音提醒值班人员注意，及时制止。

　　（3）物品偷窃滞留报警

　　在围墙或窗户等重要区域设置抛物检测功能，当有物品从其他区域抛掷至设置区域内，系统报警，及时杜绝偷窃行为以及通过非正常渠道传递物品。

　　（4）人脸识别应用

　　人脸识别技术是基于人的脸部特征图像信息进行的生物识别技术应用，在出入口，智能视频分析系统通过摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部特征定位、提取与数据库中的人脸特征进行比对，可达到辨识识别不同人身份的目的，自动判断进出人员的身份信息，达到对重点场所智能化、自动化监控的效果，改善现有监控系统靠人工的工作模式，提高了工作效率，减少安全防范系统的长期运营成本。

　　（5）车辆检测应用

　　对进入监区的车辆进行定位跟踪，根据其运动轨迹，判断车辆是否按要求进出监区，到达指定区域。防止犯人躲藏在进出车辆中逃离的事件发生。

　　（6）徘徊检测应用

　　通过智能视频分析系统对重要区域进行监视，在视频画面内可设置多个任意形状区域进行布防，启用区域徘徊检测功能，当有运动目标在区域内徘徊超过一定时限时触发系统报警。此功能应用于周界、禁闭室等重点区域，能第一时间提

　　示值班人员关注此区域。

　　（7）限高检测应用

　　此功能应用于监舍区域，监舍内晚上睡觉时间，为防止自杀、打架等意外情况的发生，监舍里的犯人不允许随意起来活动，如有人起床时系统自动报警。

　　（8）厕所检测应用

　　在监区，厕所也是各种事件的多发区域，启用该功能，通过对区域内人员聚集数量及进出时间的检测，系统自动判断人员是否故意滞留在该区域。当有异常行为发生时，系统自动报警，提醒值班人员关注此区域。

　　（9）脱岗检测应用

　　在值班室内启用脱岗检测功能，当值班人员离开或者趴下（睡觉）超过设定值时，系统自动报警；同时可对值班室内人员数量进行检测，超过限定人数时，系统自动报警。

　　（10）人员聚集检测应用

　　在摄像机监视的视场景范围内，通过系统对警戒区域人员密度进行计算，动态输出人员数量，超过一定域值时触发提示或报警。应用于监狱敏感区域、群体事件多发区域，第一时间处理警情，避免事态扩大。

　　（11）行为分析检测应用

　　系统对视频区域出现的异常奔跑、逆行、尾随等异常行为进行分析，并对于视频指定区域内的可疑行为进行自动标记，及时报告可疑事件的发生。对于布防时段内区域内的异常行为进行检测，对于重点监室、禁闭室内犯人的异常行为进行监视，对于符合系统预设行为时候，触发系统进行提示和报警，及时发现异常情况，防患于未然。

　　（12）火焰及烟雾检测应用

　　在摄像机监视的视场景范围内，通过系统可以任意设置警戒区域，当有火焰或烟雾出现并达到域值上限时，触发提示或报警。完全基于智能视频分析检测火焰，作用距离远、检测结果不受环境温度影响，对重点区域的烟火检测，能在第一时间提示或避免事态扩大。

　　（13）镜头异常智能报警

　　系统能通过背景自学习过程适应天场景变化，能对视频进行全天候不间断智能分析。同时，由非自然因素造成的视频图像异常，系统同样具备强大的保护功能。遇到因为人或极其恶劣的天气对视频设备或线路造成致命损坏时，如视频图像出现剧烈抖动、无视频信号等异常状况时，系统会启动自保护预报警机制，提示中心管理人员对监控摄像机进行检修处理。

　　（14）电子地图预警

　　监狱的监控中心，电视墙上用电子地图显示各个分控点，当某分控点发生警情时，系统遵循预设报警机制，可将报警发生的位置显示在监控指挥中心的电子地图上，不断闪烁，并将报警画面切换到大屏幕上，直到报警处理完毕才会停止。此功能目的在于要有效避免指挥中心在处理报警的时候所造成的混乱，做到有的放矢，提高出警效率和响应速度。迅速高效地指挥出警，第一时间将可能的犯罪制止。

　　 （15）灵智报警功能

　　针对各监控点实际情况，HRI智能监控系统的报警预设方案并不是一成不变的，可以灵活、自由的设置多种报警方案，可以自由定义报警监控区域，报警区域可以在任何时候进行修改，实现灵活的设防和撤防功能。通过HRI智能监控系统灵活的防御设置，可任意对原有普通监控视频中任意几路进行智能分析，也可根据预设的防御计划自动执行，满足监狱智能监控需求的前提下进行最优化配置，可以在很大程度上节约成本。

　　（16）短信通知功能模块

　　短信联动分级报警为智能视监控系统的特色功能。它能将报警事件的发生情况在第一时间将文字短信或现场图片的彩信发给系统设定的负责人手机上。若下一级相关负责人员对出现的报警未处理，则在设定的时间内，设备自动将短信发给更高一级的领导，并不限人数，这样可以通过多层管理渗透来促使现场人员及时处理，将时间损失减少到最近程度，做到事能及处，防患未然。其中彩信还显示出嫌疑人途经的路径、时间、地点、行为等信息。

　　（17）与监控中心大屏幕联动

　　当报警发生时，智能视频监控系统在声光报警的同时，将报警信息，如，报警发生的地点、时间、类型等相关信息显示在监控中心LED屏幕上，中心管理人员及时了解报警信息，迅速指挥相关执法大队出警，做到忙而不乱、有条不紊。

　　另外，在报警发生时，不需要人工手动查找、调看报警地点的相关视频信息，智能监控系统会主动查找，自动将报警地点的相关视频信息切换到监控中心的大屏幕上，省去了人工查找的繁琐过程，节约时间，提高工作效率、方便中心管理人员立即进行指挥，最大限度提高系统应用效率。

　　（18）LED显示屏联动报警模块

　　当智能监控系统检测到报警时，自动将发生报警信息：事件、时间、地点显示在LED显示屏上。

　　（19）声光报警联动

　　智能视频监控系统报警方式并不是单一的在监控中心控制室内才能接受到报警信息，现场语音报警对于闯入警戒区域的闯入者有现场语音提示功能，在逃者企图越界逃跑时，安装在现场的语音设备能够现场喊话，提示逃脱者立即停止，具有阻吓的作用；另外，对讲联动功能可以在警报发生时通过对讲机传递语音信息，告知所有持有对讲机的安保人员，何地、何时发生警报，通知安保人员尽快赶去处理。

　　（20）大屏自动切换

　　在报警发生时，不需要人工手动查找、调看报警地点的相关视频信息，智能监控系统自动将发生报警的视频画面切换到监控中心的大屏幕上，省去了人工查找的繁琐过程，节约时间，提高工作效率、方便中心指挥人员立即进行指挥，最大限度提高系统应用效率。

　　（21）枪球联动球机

　　当报警发生时，枪机捕捉到报警画面，立即联动到最近的球机，球机对报警事件进行跟踪的同时，监控中心可以控制球机的镜头拉近拍照，以得到更为清晰的画面。

　　（22）模糊图像还原应用

　　在现有的视频监系统中，有大量的现场录像资料由于摄像机摇晃、抖动以及受到“光污染”而导致图像存在着模糊、残影、逆光、强光、暗光、模糊、偏色等情况，从而使重要的现场资料难于辨认。实际上，图像受光污染后，许多原有信息并未丢失，只是人眼感受不到。系统可对视频录像文件截图产生的数字图像进行模糊图像还原再处理，尽可能的提取图像中某些 “有用”的信息，扩大图像中不同物体特征之间的差别，改善图像的视觉效果，并对某些特定信息进行增强，清晰地还原图像的原始信息，能极大提高资料的可用价值。

　　 四 智能视频监控系统建设意义及作用

　　对于监狱来说，面对新的历史时期，监管也要与时俱进，进一步提升监管水平，视频监控系统要实现智能化、数字化和网络化的智能视频监控系统应用的全面覆盖，保证监控内容适应监狱视频监控业务的实际需求。更重要的是开发应用集成化监控管理系统，实现网络化智能视频监控管理，使所有监区之间形成一个有机互动的整体，能够具备良好的应急报警和协同指挥能力。

　　在建设新的视频监控系统时，使工作人员对监控信息能够做出快速反应，并确保信息的快速、高效和安全流动，实现真正意义上的“科技强警”，通过系统的应用，逐步建立比较完备的监管安全防范体系，实现“人防、技防、物防”三位一体的最佳结合，为监狱安全防范设置了一道无形屏障。以规范技术应用为重点，以增强技术设施的实际应用效能为核心，通过技术集成，建立和完善覆盖面广、资源共享、综合应用的监控系统的技术平台，在“法制化、科学化、社会化”建设道路上又前进了一步。

　　智能视频监控系统整和了智能化、网络化、集成化的最新应用，是目前先进的视频监控管理技术，新技术的应用能够有效提升监狱管理水平，同时是对促进监狱事业发展的有益的尝试，对其他系统应用新技术起到带头示范作用。

　　五 公司简介

　　深圳辉锐天眼科技有限公司成立于2008年，是一家专业从事基于计算机视觉技术的智能视频监控产品研发、生产、销售和服务于一体的高新技术企业。致力于为司法、监管、金融、军队、交通、城市管理等行业客户及社区、仓库、别墅、酒店、办公室等应用场所提供智能视频监控产品和整体应用解决方案。

　　公司与国内外各图像识别与人工智能研究机构建立了广泛的学术合作关系，对计算机视觉技术、模式识别及人工智能技术作出了前瞻性的探索，解决了一系列计算机智能化难题并投入产业应用。公司与华中科技大学联合成立了智能监控技术研发中心，通过不断跟踪世界同行业先进技术及长时间的技术积累，公司具备核心技术的自主研发及可持续开发能力、应用软件开发能力、批量生产能力、各地技术支持以及售后服务能力。

　　公司已取得一系列自主知识产权成果，并获得国家高新技术企业认证、双软企业认证及多项发明专利。作为深圳市安防协会常务理事单位，积极参与行业技术交流活动，多年来被评为智能视频分析产品知名品牌、国内领先的智能视频分析软件核心技术研发厂商。

　　公司总部位于深圳，并在北京、上海、广州、武汉、昆明、新疆等地设立办事处，营销及服务网络已覆盖全国。

　　公司将继续秉承“守正出新、智泽天下”的企业理念，通过核心技术的研发持续推动国内智能视频分析技术的应用和发展，并通过在应用层面的不断创新和扩展，为广大用户提供更安全且便捷的安防产品和服务。