智能視頻分析技術(shù)為ATM提供更智能的監(jiān)控

    　由于銀行自助設(shè)備(ATM)和自助銀行的公開性、方便性和環(huán)境特殊性，近年來針對銀行自助設(shè)備和自助銀行的犯罪活動(dòng)不斷增加。傳統(tǒng)的ATM視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是將視頻錄制下來，事件發(fā)生后，通過錄像進(jìn)行事后取證，從而排解糾紛、破獲案件。這樣的監(jiān)控系統(tǒng)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(yù)警的缺陷，這樣往往耽誤了解決事件的最佳機(jī)會(huì)。而有些事件發(fā)生后再解決，往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，即使能夠找到證據(jù)，可能造成的損失也無法挽回，這就直接導(dǎo)致了整個(gè)事件陷入“案件發(fā)生->造成損失->警方取證->警方破案->銀行賠償->聲譽(yù)損失”的怪圈。如何在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)作案跡象，并發(fā)出預(yù)警已經(jīng)成為ATM安保體系最重要的環(huán)節(jié)。

　　對于銀行用戶而言，提前預(yù)警、制止案件發(fā)生、避免損失是最基本的要求。如何保證ATM的運(yùn)行安全、防止ATM被故意破壞，并防止利用ATM 進(jìn)行詐騙行為，強(qiáng)化ATM機(jī)的危險(xiǎn)感知能力，變被動(dòng)防守型的事后取證為主動(dòng)防御型預(yù)警，有效保護(hù)銀行和儲(chǔ)戶的利益，已經(jīng)成為擺在銀行和安保服務(wù)商面前的一個(gè)重要課題。

　　針對上述需求，結(jié)合ATM機(jī)及自助銀行的治安特點(diǎn)，本文提出新形勢下ATM機(jī)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案的設(shè)計(jì)思路。該方案融合當(dāng)前智能視頻分析技術(shù)的最新成果及硬件技術(shù)的最新發(fā)展，通過搭建全新的視頻智能監(jiān)控的軟硬件綜合平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前自助銀行業(yè)務(wù)監(jiān)控場景中異常行為的識(shí)別和理解，以最終實(shí)現(xiàn)“主動(dòng)”監(jiān)控。

　　系統(tǒng)組成
 
　　ATM智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過在傳統(tǒng)ATM監(jiān)控系統(tǒng)中加入智能視頻分析單元，實(shí)現(xiàn)一系列智能視頻處理。它能根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)置的規(guī)則，對場景進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)預(yù)設(shè)規(guī)則被破壞，系統(tǒng)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，提醒監(jiān)控人員注意并采取有效的處置手段。

　　ATM智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括：

　　視頻采集攝像機(jī)：固定安裝的高感度攝像機(jī)，用于拍攝監(jiān)視現(xiàn)場的圖像，為智能分析提供基礎(chǔ)視頻數(shù)據(jù)。

　　智能視頻服務(wù)器/硬盤錄像機(jī)：用于對攝像機(jī)采集的視頻圖像內(nèi)容進(jìn)行高速分析與數(shù)據(jù)處理，并對比安全管理規(guī)則或用戶設(shè)定的條件以給出報(bào)警和智能分析結(jié)果。同時(shí)，智能視頻服務(wù)器/硬盤錄像機(jī)也承擔(dān)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(jié)果(目標(biāo)位置、目標(biāo)框、運(yùn)動(dòng)軌跡、報(bào)警信息等)與視頻碼流一起打包，采用通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過網(wǎng)口輸出模塊輸出傳輸至中心監(jiān)控平臺(tái)或用戶客戶端。

　　報(bào)警控制單元及報(bào)警探測器、警燈警號(hào)：對于極為重要的監(jiān)控場景，工程設(shè)計(jì)時(shí)可能需要更多的(一種以上的)安全防護(hù)手段，即除了智能視頻分析以外還安裝有其他類型的報(bào)警探測設(shè)備。針對這種使用需求，一般智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有報(bào)警控制單元，它不但為各類報(bào)警探測器的接入提供了可能，同時(shí)，還具備了將智能視頻分析的報(bào)警用來直接驅(qū)動(dòng)警燈、警號(hào)的能力。

　　顯示設(shè)備：智能視頻分析系統(tǒng)具有消除多余無用信息，提取關(guān)鍵報(bào)警信息的能力，使得監(jiān)控人員能夠通過設(shè)在監(jiān)控中心的監(jiān)視器/電視墻獲得有用的報(bào)警視頻，從而使他們根據(jù)真實(shí)情況、迅速采取最有效的措施。

　　中心管理平臺(tái)：考慮到采用IVS構(gòu)建大規(guī)模智能監(jiān)控系統(tǒng)的需求，一般智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有遠(yuǎn)程監(jiān)視控制管理中心管理平臺(tái)，以便使系統(tǒng)管理人員能在異地對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和根據(jù)語音提示處理突發(fā)事件。同時(shí)該中心管理平臺(tái)還能對遠(yuǎn)程的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如智能視頻服務(wù)器/硬盤錄像機(jī)進(jìn)行管理和配置。

　　系統(tǒng)構(gòu)建

　　智能視頻分析單元一般是通過硬件電路實(shí)現(xiàn)，可以將硬件電路板加載在傳統(tǒng)ATM監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備中，如攝像機(jī)、視頻服務(wù)器/網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)上，或者以該硬件電路板去實(shí)現(xiàn)具有視頻智能處理功能的獨(dú)立設(shè)備。

　　智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的常用構(gòu)建方式有四種，分別是：

　　方式1：通過在視頻服務(wù)器或硬盤錄像機(jī)等設(shè)備中加載智能視頻處理模塊構(gòu)成ATM智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這是目前最流行、最常用的一種構(gòu)建方式。這樣在不改變傳統(tǒng)ATM監(jiān)控系統(tǒng)連接方式的前提下，智能視頻服務(wù)器或硬盤錄像機(jī)具有了智能視頻分析處理功能。
 

 
                                                          　　圖1
 
　　圖中，智能視頻服務(wù)器或硬盤錄像機(jī)通過視頻線與攝像機(jī)連接，采集模擬視頻信號(hào)。智能視頻服務(wù)器/錄像機(jī)能夠?qū)z像機(jī)捕獲的視頻進(jìn)行自動(dòng)地分析，檢測ATM機(jī)場景周圍異常行為。同時(shí)智能視頻服務(wù)器或硬盤錄像機(jī)具有傳統(tǒng)視頻服務(wù)器或硬盤錄像機(jī)的所有功能，能夠?qū)σ曨l進(jìn)行編碼、傳輸(錄像機(jī)可存儲(chǔ))，同時(shí)智能視頻服務(wù)器或硬盤錄像機(jī)能夠?qū)TM視頻及經(jīng)過智能視頻分析處理得到的分析結(jié)果(目標(biāo)位置、目標(biāo)框、運(yùn)動(dòng)軌跡、報(bào)警信息等)一起通過網(wǎng)口傳輸給監(jiān)控中心的管理平臺(tái)/客戶終端。

　　管理平臺(tái)/客戶終端是整個(gè)ATM智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的后端，監(jiān)控中心的管理平臺(tái)/客戶終端能夠接收智能視頻服務(wù)器或硬盤錄像機(jī)傳輸來的視頻信息及視頻分析結(jié)果，及時(shí)對視頻信息及視頻分析結(jié)果解碼疊加、播放與顯示，同時(shí)還提供智能報(bào)警錄像回放、報(bào)警日志檢索等功能。

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

                                                       　　圖2
 
        方式3：通過對ATM監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機(jī)加載智能視頻處理模塊，形成智能視頻處理攝像機(jī)。這樣在不改變傳統(tǒng)ATM監(jiān)控系統(tǒng)連接方式的前提下，智能視頻處理攝像機(jī)能夠?qū)ζ洳东@的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析處理。



　　                                                          圖3
 
　　方式4：通過在中心機(jī)房增設(shè)后端智能視頻分析處理服務(wù)器，對從各前端匯聚來的視頻信號(hào)(模擬或數(shù)字)進(jìn)行智能視頻分析處理。這樣在不改變傳統(tǒng)ATM監(jiān)控系統(tǒng)連接方式的前提下就能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的智能化升級(jí)，這樣做的前提是中心機(jī)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(wù)器。
 
 

　                                                         　圖4
 
　　系統(tǒng)功能

　　ATM智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)為ATM應(yīng)用提供更智能的監(jiān)控、更高效的報(bào)警和更安全的保障，根據(jù)監(jiān)控場景可分為面板模式、人臉模式、環(huán)境模式，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的具體功能如下：

　　面板模式

　　面板模式中，攝像機(jī)主要監(jiān)控自動(dòng)取款機(jī)ATM面板，通過監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)分析發(fā)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(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)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(dòng)識(shí)別ATM機(jī)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(fā)出報(bào)警信號(hào)(聲或光);同時(shí)，報(bào)警信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心管理平臺(tái)/客戶終端，管理平臺(tái)/客戶終端能夠?qū)崟r(shí)獲取報(bào)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(zhuǎn)賬” 等假通知或假廣告的迷惑、誘導(dǎo)而造成不必要的經(jīng)濟(jì)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(jī)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(nèi)部有一個(gè)卡的資訊讀寫裝置，可以復(fù)制卡上全部信息。

　　智能視頻分析單元能夠自動(dòng)檢測人為在ATM插卡處加裝裝置的行為。工作機(jī)制是：檢測出該類異常行為，本地發(fā)出報(bào)警信號(hào)(聲或光)，同時(shí)，報(bào)警信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心管理平臺(tái)/客戶終端，管理平臺(tái)/客戶終端能夠?qū)崟r(shí)獲取報(bào)警信息，從而防止取款人在取款插卡時(shí)被非法獲取卡號(hào)或造成假吐卡等現(xiàn)象的發(fā)生，有效保護(hù)了人民群眾的財(cái)產(chǎn)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(jiān)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(shí)檢測
 
　　利用ATM機(jī)出鈔口的視頻，智能視頻分析單元能夠依據(jù)視頻自動(dòng)檢測出是否有人靠近ATM機(jī)并將提示信號(hào)上傳監(jiān)控中心平臺(tái)軟件(根據(jù)此信號(hào)可上彈當(dāng)前實(shí)時(shí)視頻)。同時(shí)，用戶可以設(shè)定用戶操作ATM正常操作時(shí)間，當(dāng)用戶操作ATM機(jī)的時(shí)間超出預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，智能視頻分析設(shè)備能夠向監(jiān)控中心上傳提示信號(hào)，提醒監(jiān)控人員對該ATM的操作人員進(jìn)行關(guān)注，避免異常情況發(fā)生。

　　人臉模式

　　利用ATM機(jī)正面人臉的視頻，智能視頻分析設(shè)備能夠自動(dòng)分析是否有人臉出現(xiàn)在畫面里，當(dāng)發(fā)現(xiàn)視頻畫面中出現(xiàn)面戴口罩、戴墨鏡或用帽子遮住眼睛等異常人臉行為時(shí)，智能視頻分析設(shè)備能夠向監(jiān)控中心上傳提示信號(hào)，提醒監(jiān)控人員對該ATM的操作人員進(jìn)行關(guān)注，避免異常情況發(fā)生。檢測畫面如下圖所示。

　　環(huán)境模式

　　環(huán)境模式主要應(yīng)用于銀行室內(nèi)外環(huán)境的監(jiān)控，主要功能包括：

　　1)跨越警戒面
　　在攝像機(jī)監(jiān)視的場景范圍內(nèi)，根據(jù)監(jiān)控需要和目的設(shè)置警戒面。系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測入侵目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)軌跡，一旦發(fā)現(xiàn)該目標(biāo)滿足預(yù)設(shè)警戒條件，則自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信息，并用告警框標(biāo)示出報(bào)警目標(biāo)。該功能主要用于銀行周圍的周界防范。

　　2)進(jìn)入/離開警戒區(qū)域
　　在攝像機(jī)監(jiān)視的場景范圍內(nèi)，根據(jù)監(jiān)控需要和目的設(shè)置警戒區(qū)域。系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測入侵到警戒區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及其行為，一旦發(fā)現(xiàn)有滿足預(yù)設(shè)警戒條件，則自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信息，并用“告警框”標(biāo)示出進(jìn)入警戒區(qū)的目標(biāo)。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(diǎn)區(qū)域如金庫的重點(diǎn)防范。

　　3)區(qū)域入侵
　　可以監(jiān)測設(shè)定區(qū)域內(nèi)突然出現(xiàn)和入侵的物體并及時(shí)報(bào)警。

　　4)物品遺留/丟包撿包行為
　　智能視頻服務(wù)器或硬盤錄像機(jī)能夠識(shí)別操作人將隨身攜帶的物品落在ATM上或者自助銀行內(nèi)某些地方的行為。工作機(jī)制是：檢測出該類異常行為，將實(shí)時(shí)的發(fā)出報(bào)警信息，自動(dòng)語音提示ATM用戶，或者將報(bào)警信息傳輸給監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心對講進(jìn)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(jīng)濟(jì)損失。

　　5)徘徊
　　在攝像機(jī)監(jiān)視的場景范圍內(nèi)，根據(jù)監(jiān)控需要和目的設(shè)置警戒區(qū)域，系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測入侵到警戒區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及其行為，一旦發(fā)現(xiàn)有目標(biāo)在警戒區(qū)域徘徊時(shí)間超過設(shè)定好的時(shí)間時(shí)，則自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)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(jī)跟蹤
　　在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控區(qū)域的大小和目標(biāo)的細(xì)節(jié)是一個(gè)矛盾。如果攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域大，則難以得到目標(biāo)的細(xì)節(jié);如果想要得到目標(biāo)的細(xì)節(jié)，則攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域會(huì)很狹窄。

　　L/F雙攝像機(jī)機(jī)跟蹤系統(tǒng)是解決上述問題的一個(gè)有效方案。該系統(tǒng)由兩個(gè)攝像機(jī)配合組成，一臺(tái)靜止攝像機(jī)作為主攝像機(jī)(Leader)，對銀行外圍大區(qū)域范圍進(jìn)行監(jiān)控，一臺(tái)高速球機(jī)作為從攝像機(jī)(follower)，跟蹤放大目標(biāo)的細(xì)節(jié)。當(dāng)主攝像機(jī)檢測到有可疑情況發(fā)生的時(shí)候，如跨越警戒面、進(jìn)入/離開警戒區(qū)域、徘徊等，主攝像機(jī)發(fā)送指令控制從攝像機(jī)進(jìn)行云臺(tái)旋轉(zhuǎn)和鏡頭縮放，鎖定觸發(fā)報(bào)警的目標(biāo)并對其進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，使目標(biāo)持續(xù)放大以顯示在畫面中央，這樣可以看到更清晰的目標(biāo)特征，以利于實(shí)時(shí)的判斷和事后對照取證。下圖顯示了雙攝像機(jī)跟蹤的效果：靜態(tài)攝像機(jī)(左)視野開闊，能監(jiān)控較大范圍的區(qū)域，但對其中的目標(biāo)卻很難得到細(xì)節(jié)，而配合上球機(jī)(右)后，球機(jī)根據(jù)靜態(tài)攝像頭提供的信息，自動(dòng)鎖定并跟蹤目標(biāo)，使目標(biāo)以一定的放大倍數(shù)處于視野中心，得到有關(guān)目標(biāo)豐富的信息。該功能可以用于室外ATM機(jī)取款人員的跟蹤，為獲取取款人員清晰的特征提供依據(jù)。

　　智能產(chǎn)品的選擇

　　智能視頻分析技術(shù)，是為了讓計(jì)算機(jī)或監(jiān)控設(shè)備通過特定的核心算法程序，提取視頻信號(hào)中所包含的內(nèi)容信息或是個(gè)體運(yùn)動(dòng)信息，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對于視頻的“理解”，讓計(jì)算機(jī)能“明白”視頻中所展現(xiàn)的是什么內(nèi)容或者發(fā)生的是什么樣的“事件”。

　　在選擇不同的視頻分析監(jiān)控產(chǎn)品時(shí)，大部分情況下都應(yīng)該就以下幾個(gè)方面進(jìn)行初步地考察，如果相關(guān)產(chǎn)品在這些方面表現(xiàn)比較差的話，那么在選擇中應(yīng)予以慎重考慮：

　　·設(shè)備穩(wěn)定性
　　大部分監(jiān)控系統(tǒng)都要求監(jiān)控設(shè)備能實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)不間斷穩(wěn)定運(yùn)行，平均無故障運(yùn)行時(shí)間一般都要求在至少一萬小時(shí)以上。在這一要求下，視頻分析監(jiān)控產(chǎn)品是否具有較高的穩(wěn)定性應(yīng)該是一個(gè)非常值得注意的因素，穩(wěn)定性太差的產(chǎn)品是無法真正實(shí)用的。從這一角度來說，嵌入式結(jié)構(gòu)的視頻分析監(jiān)控產(chǎn)品相對于微機(jī)軟件版產(chǎn)品來說具有很大的優(yōu)勢，最大的特點(diǎn)就是穩(wěn)定性高。

　　·適應(yīng)性
　　大部分監(jiān)控系統(tǒng)都不會(huì)只在某個(gè)固定或特定的時(shí)候才使用，很多情況下都要求處于正常工作狀態(tài)。而對于長時(shí)間工作的監(jiān)控系統(tǒng)來說，其使用環(huán)境的光照總是處于變化中的。其中，室外的光照環(huán)境更是多變，陰晴雨雪霧日夜，還包括了強(qiáng)光、反光、逆光、陰影等因素。而室內(nèi)雖然比室外簡單得多，但也存在燈光明暗、開燈關(guān)燈、陰影、人員走動(dòng)等因素引起的光照條件的變化。視頻分析技術(shù)不可能只應(yīng)用在特定的光照條件下(當(dāng)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(shù)對于光照的適應(yīng)能力是用戶選擇視頻分析監(jiān)控產(chǎn)品時(shí)需要考慮的一個(gè)極為重要的因素。

　　·模塊化
　　做過工程的技術(shù)人員都知道，模塊化的系統(tǒng)就像搭積木一樣，不但很容易安裝，而且有很多出色的表現(xiàn)，例如故障排查簡單、維護(hù)方便、系統(tǒng)模塊間的藕合性小等。因此，是否具有模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，也應(yīng)該成為用戶在選擇視頻分析監(jiān)控產(chǎn)品時(shí)重點(diǎn)考慮的一個(gè)問題。

　　·技術(shù)支持和售后服務(wù)
　　視頻分析監(jiān)控產(chǎn)品目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)化，使用起來并不十分方便，一方面是因?yàn)榘惭b調(diào)試起來專業(yè)性比較強(qiáng)，往往需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)試，并根據(jù)具體使用環(huán)境來設(shè)定參數(shù);另一方面是因?yàn)楫a(chǎn)品和技術(shù)并不十分成熟，在使用過程中需要較多的技術(shù)支持。因此，用戶在選擇視頻分析監(jiān)控產(chǎn)品時(shí)也應(yīng)多加考慮廠家的技術(shù)支持和售后服務(wù)能力。從某方面來說，相對于國外廠商，國內(nèi)廠商總體上占據(jù)了地利人和優(yōu)勢，響應(yīng)問題和解決問題會(huì)更方便、快捷。當(dāng)然，這一能力的保證并不是所有國內(nèi)企業(yè)都能做到的，只有技術(shù)實(shí)力雄厚、服務(wù)體系完善的企業(yè)，才能真正提供有保障、有效率的技術(shù)支持和售后服務(wù)。

　　結(jié)束語

　　ATM智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過將視頻智能分析技術(shù)和ATM傳統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)的有效結(jié)合，提供了一種能夠?qū)崟r(shí)報(bào)警、事前預(yù)警的ATM安全解決方案，取代了傳統(tǒng)的事后取證ATM安全解決方案，使ATM監(jiān)控取得了從傳統(tǒng)的監(jiān)控到智能化視頻監(jiān)控的飛躍。

　　隨著智能分析技術(shù)的不斷完善，數(shù)字信號(hào)芯片處理能力的增強(qiáng)，嵌入式智能視頻監(jiān)控設(shè)備將會(huì)展現(xiàn)出更為廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。同時(shí)，智能與高清視頻監(jiān)控的結(jié)合將會(huì)使ATM監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用水平提升到新的高度。