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行業解決方案——金融

        智能視頻分析技術在自助銀行中的應用

        由于銀行自助設備(ATM)和自助銀行的公開性、方便性和環境特殊性,近年來針對銀行自助設備和自助銀行的犯罪活動不斷增加。傳統的ATM視頻監控系統主要是將視頻錄制下來,事件發生后,通過錄像進行事后取證,從而排解糾紛、破獲案件。這樣的監控系統在一定程度上保證了ATM的安全操作,但存在著只能提供事后取證、不能提前預警的缺陷,這樣往往耽誤了解決事件的最佳機會。而有些事件發生后再解決,往往費時費力,即使能夠找到證據,可能造成的損失也無法挽回,這就直接導致了整個事件陷入“案件發生->造成損失->警方取證->警方破案->銀行賠償->聲譽損失”的怪圈。如何在第一時間發現作案跡象,并發出預警已經成為ATM安保體系最重要的環節。
  對于銀行用戶而言,提前預警、制止案件發生、避免損失是最基本的要求。如何保證ATM的運行安全、防止ATM被故意破壞,并防止利用ATM進行詐騙行為,強化ATM機的危險感知能力,變被動防守型的事后取證為主動防御型預警,有效保護銀行和儲戶的利益,已經成為擺在銀行和安保服務商面前的一個重要課題。
  針對上述需求,結合ATM機及自助銀行的治安特點,本文提出新形勢下ATM機智能視頻監控系統解決方案的設計思路。該方案融合當前智能視頻分析技術的最新成果及硬件技術的最新發展,通過搭建全新的視頻智能監控的軟硬件綜合平臺,實現當前自助銀行業務監控場景中異常行為的識別和理解,以最終實現“主動”監控。

系統組成
  ATM智能視頻監控系統是通過在傳統ATM監控系統中加入智能視頻分析單元,實現一系列智能視頻處理。它能根據用戶預先設置的規則,對場景進行實時的監控,當預設規則被破壞,系統及時發出報警信息,提醒監控人員注意并采取有效的處置手段。
  ATM智能視頻監控系統包括:
  視頻采集攝像機:固定安裝的高感度攝像機,用于拍攝監視現場的圖像,為智能分析提供基礎視頻數據。
  智能視頻服務器/硬盤錄像機:用于對攝像機采集的視頻圖像內容進行高速分析與數據處理,并對比安全管理規則或用戶設定的條件以給出報警和智能分析結果。同時,智能視頻服務器/硬盤錄像機也承擔著將視頻編碼、壓縮(及錄制保存)的功能,并將視頻分析處理結果(目標位置、目標框、運動軌跡、報警信息等)與視頻碼流一起打包,采用通用的網絡協議,通過網口輸出模塊輸出傳輸至中心監控平臺或用戶客戶端。
  報警控制單元及報警探測器、警燈警號:對于極為重要的監控場景,工程設計時可能需要更多的(一種以上的)安全防護手段,即除了智能視頻分析以外還安裝有其他類型的報警探測設備。針對這種使用需求,一般智能視頻監控系統還設計有報警控制單元,它不但為各類報警探測器的接入提供了可能,同時,還具備了將智能視頻分析的報警用來直接驅動警燈、警號的能力。
  顯示設備:智能視頻分析系統具有消除多余無用信息,提取關鍵報警信息的能力,使得監控人員能夠通過設在監控中心的監視器/電視墻獲得有用的報警視頻,從而使他們根據真實情況、迅速采取最有效的措施。
  中心管理平臺:考慮到采用IVS構建大規模智能監控系統的需求,一般智能視頻監控系統還設計有遠程監視控制管理中心管理平臺,以便使系統管理人員能在異地對現場進行實時監控和根據語音提示處理突發事件。同時該中心管理平臺還能對遠程的各種網絡設備如智能視頻服務器/硬盤錄像機進行管理和配置。

系統構建
  智能視頻分析單元一般是通過硬件電路實現,可以將硬件電路板加載在傳統ATM監控系統的硬件設備中,如攝像機、視頻服務器/網絡攝像機上,或者以該硬件電路板去實現具有視頻智能處理功能的獨立設備。
  智能視頻監控系統的常用構建方式有四種,分別是:
  方式1:通過在視頻服務器或硬盤錄像機等設備中加載智能視頻處理模塊構成ATM智能視頻監控系統,這是目前最流行、最常用的一種構建方式。這樣在不改變傳統ATM監控系統連接方式的前提下,智能視頻服務器或硬盤錄像機具有了智能視頻分析處理功能。

管理平臺/客戶終端是整個ATM智能視頻監控系統的后端,監控中心的管理平臺/客戶終端能夠接收智能視頻服務器或硬盤錄像機傳輸來的視頻信息及視頻分析結果,及時對視頻信息及視頻分析結果解碼疊加、播放與顯示,同時還提供智能報警錄像回放、報警日志檢索等功能。 


  方式2:通過在ATM視頻監控系統中添加具有智能視頻處理功能的硬件設備。該設備嵌入上述的智能視頻處理模塊,該設備能夠通過網口、串口、視頻口等與傳統智能視頻監控系統中的其他硬件設備通訊。

方式3:通過對ATM監控系統中的攝像機加載智能視頻處理模塊,形成智能視頻處理攝像機。這樣在不改變傳統ATM監控系統連接方式的前提下,智能視頻處理攝像機能夠對其捕獲的視頻數據進行智能分析處理。

方式4:通過在中心機房增設后端智能視頻分析處理服務器,對從各前端匯聚來的視頻信號(模擬或數字)進行智能視頻分析處理。這樣在不改變傳統ATM監控系統連接方式的前提下就能實現監控系統的智能化升級,這樣做的前提是中心機房需要有足夠的建筑空間和供電余量來增加智能視頻分析處理服務器。

 

系統功能
  ATM智能視頻監控系統為ATM應用提供更智能的監控、更高效的報警和更安全的保障,根據監控場景可分為面板模式、人臉模式、環境模式,系統可實現的具體功能如下:
?面板模式
  面板模式中,攝像機主要監控自動取款機ATM面板,通過監控設備實時分析發生在ATM上的操作,通過智能視頻處理算法,判斷人的行為屬于正常還是異常行為。ATM智能視頻監控系統可以監測以下異常行為:
1) 粘貼虛假紙條或廣告
  智能視頻分析單元能夠自動識別ATM機上的異常粘貼虛假廣告或紙條的行為。檢測出該類異常行為,本地將發出報警信號(聲或光);同時,報警信息通過網絡傳輸給監控中心管理平臺/客戶終端,管理平臺/客戶終端能夠實時獲取報警信息,從而防止取款人被非法粘貼上的諸如“向指定賬戶轉賬”等假通知或假廣告的迷惑、誘導而造成不必要的經濟損失。

 

2)卡口安裝讀卡器異常行為
  目前一種很常見的ATM作案行為是:將假的插口固定在ATM機原來真插口的位置,在取款人不知的情況下,很容易將銀行卡插入假插口,而假插卡槽內部有一個卡的資訊讀寫裝置,可以復制卡上全部信息。

智能視頻分析單元能夠自動檢測人為在ATM插卡處加裝裝置的行為。工作機制是:檢測出該類異常行為,本地發出報警信號(聲或光),同時,報警信息通過網絡傳輸給監控中心管理平臺/客戶終端,管理平臺/客戶終端能夠實時獲取報警信息,從而防止取款人在取款插卡時被非法獲取卡號或造成假吐卡等現象的發生,有效保護了人民群眾的財產安全。
在面板模式下,智能視頻分析單元還可以支持如下異常行為的監測:
1)鍵盤貼膜和加裝假鍵盤異常行為;
2)出鈔口封裝異常行為。
3)人員靠近、操作超時檢測
  利用ATM機出鈔口的視頻,智能視頻分析單元能夠依據視頻自動檢測出是否有人靠近ATM機并將提示信號上傳監控中心平臺軟件(根據此信號可上彈當前實時視頻)。同時,用戶可以設定用戶操作ATM正常操作時間,當用戶操作ATM機的時間超出預設時間時,智能視頻分析設備能夠向監控中心上傳提示信號,提醒監控人員對該ATM的操作人員進行關注,避免異常情況發生。

?人臉模式
  利用ATM機正面人臉的視頻,智能視頻分析設備能夠自動分析是否有人臉出現在畫面里,當發現視頻畫面中出現面戴口罩、戴墨鏡或用帽子遮住眼睛等異常人臉行為時,智能視頻分析設備能夠向監控中心上傳提示信號,提醒監控人員對該ATM的操作人員進行關注,避免異常情況發生。檢測畫面如下圖所示。

 

?環境模式
  環境模式主要應用于銀行室內外環境的監控,主要功能包括:
1)跨越警戒面
  在攝像機監視的場景范圍內,根據監控需要和目的設置警戒面。系統可以自動檢測入侵目標的運動方向和運動軌跡,一旦發現該目標滿足預設警戒條件,則自動產生報警信息,并用告警框標示出報警目標。該功能主要用于銀行周圍的周界防范。
2)進入/離開警戒區域
  在攝像機監視的場景范圍內,根據監控需要和目的設置警戒區域。系統可以自動檢測入侵到警戒區域內的運動目標及其行為,一旦發現有滿足預設警戒條件,則自動產生報警信息,并用“告警框”標示出進入警戒區的目標。該功能主要用于自助銀行周圍的周界防范,也可用于銀行重點區域如金庫的重點防范。
3)區域入侵
  可以監測設定區域內突然出現和入侵的物體并及時報警。

4)物品遺留/丟包撿包行為
  智能視頻服務器或硬盤錄像機能夠識別操作人將隨身攜帶的物品落在ATM上或者自助銀行內某些地方的行為。工作機制是:檢測出該類異常行為,將實時的發出報警信息,自動語音提示ATM用戶,或者將報警信息傳輸給監控中心,由監控中心對講進行提示,從而有效地解決了由于物品遺忘而給客戶造成的不必要經濟損失。

 

5)徘徊
  在攝像機監視的場景范圍內,根據監控需要和目的設置警戒區域,系統可以自動檢測入侵到警戒區域內的運動目標及其行為,一旦發現有目標在警戒區域徘徊時間超過設定好的時間時,則自動產生報警信息。該功能主要用于自助銀行周圍的周界防范。

6)雙攝像機跟蹤
  在視頻監控系統中,監控區域的大小和目標的細節是一個矛盾。如果攝像機的監控區域大,則難以得到目標的細節;如果想要得到目標的細節,則攝像機的監控區域會很狹窄。
  L/F雙攝像機機跟蹤系統是解決上述問題的一個有效方案。該系統由兩個攝像機配合組成,一臺靜止攝像機作為主攝像機(Leader),對銀行外圍大區域范圍進行監控,一臺高速球機作為從攝像機(follower),跟蹤放大目標的細節。當主攝像機檢測到有可疑情況發生的時候,如跨越警戒面、進入/離開警戒區域、徘徊等,主攝像機發送指令控制從攝像機進行云臺旋轉和鏡頭縮放,鎖定觸發報警的目標并對其進行自動跟蹤,使目標持續放大以顯示在畫面中央,這樣可以看到更清晰的目標特征,以利于實時的判斷和事后對照取證。     下圖顯示了雙攝像機跟蹤的效果:靜態攝像機(左)視野開闊,能監控較大范圍的區域,但對其中的目標卻很難得到細節,而配合上球機(右)后,球機根據靜態攝像頭提供的信息,自動鎖定并跟蹤目標,使目標以一定的放大倍數處于視野中心,得到有關目標豐富的信息。該功能可以用于室外ATM機取款人員的跟蹤,為獲取取款人員清晰的特征提供依據。

智能產品的選擇
  智能視頻分析技術,是為了讓計算機或監控設備通過特定的核心算法程序,提取視頻信號中所包含的內容信息或是個體運動信息,以實現計算機對于視頻的“理解”,讓計算機能“明白”視頻中所展現的是什么內容或者發生的是什么樣的“事件”。
在選擇不同的視頻分析監控產品時,大部分情況下都應該就以下幾個方面進行初步地考察,如果相關產品在這些方面表現比較差的話,那么在選擇中應予以慎重考慮:
·設備穩定性
  大部分監控系統都要求監控設備能實現7*24小時不間斷穩定運行,平均無故障運行時間一般都要求在至少一萬小時以上。在這一要求下,視頻分析監控產品是否具有較高的穩定性應該是一個非常值得注意的因素,穩定性太差的產品是無法真正實用的。從這一角度來說,嵌入式結構的視頻分析監控產品相對于微機軟件版產品來說具有很大的優勢,最大的特點就是穩定性高。
·適應性
  大部分監控系統都不會只在某個固定或特定的時候才使用,很多情況下都要求處于正常工作狀態。而對于長時間工作的監控系統來說,其使用環境的光照總是處于變化中的。其中,室外的光照環境更是多變,陰晴雨雪霧日夜,還包括了強光、反光、逆光、陰影等因素。而室內雖然比室外簡單得多,但也存在燈光明暗、開燈關燈、陰影、人員走動等因素引起的光照條件的變化。視頻分析技術不可能只應用在特定的光照條件下(當然,在某些極特殊的場合也許真的是恒定光照的),因此,視頻分析核心技術對于光照的適應能力是用戶選擇視頻分析監控產品時需要考慮的一個極為重要的因素。
·模塊化
  做過工程的技術人員都知道,模塊化的系統就像搭積木一樣,不但很容易安裝,而且有很多出色的表現,例如故障排查簡單、維護方便、系統模塊間的藕合性小等。因此,是否具有模塊化的產品結構,也應該成為用戶在選擇視頻分析監控產品時重點考慮的一個問題。
·技術支持和售后服務
  視頻分析監控產品目前還沒有標準化,使用起來并不十分方便,一方面是因為安裝調試起來專業性比較強,往往需要專業技術人員進行調試,并根據具體使用環境來設定參數;另一方面是因為產品和技術并不十分成熟,在使用過程中需要較多的技術支持。因此,用戶在選擇視頻分析監控產品時也應多加考慮廠家的技術支持和售后服務能力。從某方面來說,相對于國外廠商,國內廠商總體上占據了地利人和優勢,響應問題和解決問題會更方便、快捷。當然,這一能力的保證并不是所有國內企業都能做到的,只有技術實力雄厚、服務體系完善的企業,才能真正提供有保障、有效率的技術支持和售后服務。

結束語
  ATM智能視頻監控系統通過將視頻智能分析技術和ATM傳統監控技術的有效結合,提供了一種能夠實時報警、事前預警的ATM安全解決方案,取代了傳統的事后取證ATM安全解決方案,使ATM監控取得了從傳統的監控到智能化視頻監控的飛躍。
  隨著智能分析技術的不斷完善,數字信號芯片處理能力的增強,嵌入式智能視頻監控設備將會展現出更為廣闊的發展和應用空間。同時,智能與高清視頻監控的結合將會使ATM監控系統應用水平提升到新的高度。

 

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