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浅谈大数据在博物馆技防系统中应用
作者:中国文字博物馆 辛春      发布时间:2015-10-10

前言:从1960年1月25日我国第一台声控报警系统在故宫投入使用,我国技防系统的发展已经经历了55个春秋,现在我国的博物馆系统已经建成包括入侵报警系统、视频安防监控系统、音频复核系统、出入口控制系统、专用通讯系统、电子巡查系统、停车库(场)管理系统、防爆安全检查系统、安全管理系统等安全防范系统,在保障我国博物馆安全方面功不可没。近年来,随着科技的发展,大数据等新技术的出现,给技防的发展注入了新的活力,但新技术的发展到应用还有一段路程要走,本文对博物馆技防系统未来的发展方向提出自己的见解。

关键词: 大数据 技术防范 智能视频分析 人脸识别 软件界面

一、大数据发展状况

继数字技术、互联网技术等之后,大数据是IT领域的又一大新兴产业,世界上各个国家和组织都此都很重视。2012年1月,世界经济论坛年会把“大数据、大影响”作为重要议题。2012年3月22日,奥巴马政府宣布投资2亿美元拉动大数据相关产业发展,将“大数据战略”上升为国家战略。奥巴马政府甚至将大数据定义为“未来的新石油”。2011年以来,中国计算机学会、中国通信学会先后成立了大数据委员会,研究大数据中的科学与工程问题,科技部的《中国云科技发展“十二五”专项规划》和工信部的《物联网“十二五”发展规划》等都把大数据技术作为一项重点予以支持。其中工信部发布的物联网“十二五”规划上,把信息处理技术作为4项关键技术创新工程之一被提出来,其中包括了海量数据存储、数据挖掘、图像视频智能分析,这都是大数据的重要组成部分。而另外3项关键技术创新工程,包括信息感知技术、信息传输技术、信息安全技术,也都与“大数据”密切相关。

那么什么是大数据?大数据不是一个严格的科学概念,还没有严格的定义。一般讲,所谓大数据是指数据量的大小超出了传统意义上的数据尺度,一般的软件工具难以捕捉、存储、管理和分析的数据。IDC研究报告提出,大数据技术描述了一种新一代技术及其构架,用于以很经济的方式、以高速的捕获、发现和分析技术,从各种超大规模的数据中提取价值。大数据的数量级应该是在PB级别以上。但是,数据量的大小不是判断大数据的唯一指标。大数据具有4V特点,分别是数据量(Volume)、时效性(Velocity)、多样性(Variety)和数据准确性(Veracity)。也有人把第四个V定义成数据的低价值密度性(Value)。大数据的一个显著特点是包括了大量的非结构化或半结构化数据,如网络日志、图片、音频、视频、地理位置信息等。大数据的价值密度低。例如:在大量的视频监控数据中,真正有价值的信息可能只有其中有限的几帧,大量的视频数据是无价值数据。大数据应用的案例很多,Google流感预测应用就是一例。Google使用5,000万条检索词,处理了4.5亿个不同的数据模型,对比2007年、2008年美国疾控中心实际流感记录,得出45条检索词条记录的组合,建立预测模型,成功预测了2009年H1N1流感的暴发,比美国疾控中心的预测早。

二、目前博物馆安防系统存在的问题

目前,在现代计算机技术、自动控制技术和现代通讯技术的支持下,安全技术防范系统已构成了很完善的计算机控制系统。安全技术防范系统在打击文物犯罪方面,已发挥和显示了重要作用,但在实际使用中还存在着一些问题。

1、“重监控,轻报警”思想普遍存在。目前,博物馆对外开放期间,视频安防监控系统为主要防范设施。但实际应用中,由于摄像头数量大并且人的视觉容易疲劳,视频安防监控系统起不到应有的作用。闭馆后,入侵报警系统启用,实现博物馆的全面覆盖,保障博物馆安全。监控系统属被动防范系统,普遍应用于事后追溯、提供证据;报警系统是主动防范系统,在遇到非法入侵时,系统可及时发出报警信息,提示安保人员做出反应;报警与监控系统联动,加以人防配合,更可在入侵行为尚未完全得逞时控制事态发展,真正起到预防和控制犯罪的作用。“重监控,轻报警”这种错误的管理理念导致技防系统建设中监控和报警系统的失衡,限制了技防系统的效能,制约了报警行业的发展,无法达到系统建设的预期目的

2、高清摄像头将成为主流,带宽低、网络视频录像机存储容量小制约着高清摄像头的用户体验。自2010高清产品开始在安防市场大量涌现开始,高清融合清晰、流畅的监控效果,更适合基于数字化、网络化、智能化的安防发展趋势,而被越来越多的工程、项目所采用,在安防监控领域大行其道。网络摄像机的像素不断提高,从 高 清 的 720P 到1080P,再到更高的300 万、500万甚至更高像素,相应地对网络录像机 NVR 的要求也在不断提高。由于高清数据传输所需要的带宽、存储高清数据所占用的硬盘空间远远大于模拟摄像机视频所占用的硬盘空间,所以随着网络摄像机像素的提升,人们对画面质量要求的不断提高,相应的对于网络视频录像机 NVR 的存储容量的要求也在不断的提升。带宽较低、高清录像传输带宽不足,高清录像远程回放时会出现网络阻塞,回放的视频断断续续,不能顺利回放。

3、安防软件界面设计不尽人意。虽然安防监控行业在近年来得到了飞速的发展,安防监控软件在安防监控系统中的作用越来越大,但是安防监控软件的界面设计与用户体验的发展并没有跟上安防监控行业的发展脚步,同时与国内互联网行业的相关产品设计也有较大的差距。安防监控软件的界面设计水平还比较低,并且在国内对安防监控软件界面设计的研究也比较少,还未形成安防监控软件界面设计的相关准则。国内企业欠缺国外企业在系统软件开发上的流程化、规范化,还有一些企业为了追求短期的利益往往采取短、平、快的“拿来主义”,在国外软件的基础上稍加修改就用于国内市场,虽能在一定程度上满足用户的需求,但是在后续的发展上却无法保障。

三、未来大数据在博物馆安防系统发展方向思考

1、智能视频分析技术的应用为大数据在博物馆安防系统应用的重要方面。高清技术极大提升了视频监控图像的质量和清晰度,允许深化视频图像的细节进行精准分析。通过动作捕捉和分析等智能视频分析技术,多维度的指定视频数据分析策略,智能地进行数据采集、存储、分析和输出,在监控领域实现智能化报警、预警和视频应用,在博物馆应用中实现自动化监管。

利用人脸识别技术防范公安系统中的危险分子、恐怖主义者是智能视频分析技术应用的重要方面。随着科技的不断发展,光照、人脸角度、表情等条件对人脸图像采集的限制将会越来越低,检测者只需要在检测终端前自然地停留片刻便可有效地完成人脸图像的采集工作,然后利用计算机分析人脸图像的视觉特征信息,运用图像处理和模式识别等技术从静态或动态场景中获得并分析一个或多个人脸,并从中提取有效的识别信息,对比和公安系统联网的人脸数据库中的所有已知原型人脸图像来达到辨认身份的目的,如果是危险分子,通知安保人员进行处置。整个检测过程不会造成待检测者过多的干扰,甚至是在被检测者毫不知情的情况下就完成了,而且硬件要求也比较低,只需要普通的制式的自动对焦摄像头。未来可在博物馆的各个出入口安装带人脸识别技术的摄像头,对进入博物馆的游客进行甄别,把有问题的人阻挡的安全线外。

智能视频分析技术还可对一些有特殊行为和某区域高频率设置规则,通过视频智能分析后,符合规则的条件将进行预警,提示安保人员采取措施处理,降低恐怖分子发动袭击的可能性,降低人员和财产损失。

2、更高效的编解码协议、传输协议和数据封装协议,可靠的、快速的容量增长技术为大数据在博物馆安防系统中的应用奠定了基础。从前端数据采集、编码、传输、存储、管理控制再到解码输出显示,提升完整的数据通路效益,通过协议标准化手段实现整体解决方案的兼容和融合,允许各种不同节点设备通过标准协议对接到系统中。海量级跨地域的大规模解决方案需要巨大的存储容量,这要求具备可靠的、快速的容量增长技术。

3、未来的大数据安防系统对软件提出更高要求。从给用户更好的用户体验角度,未来的安防监控软件界面设计离不开联系性、一致性、简洁性、可预见性以及及时性这些规则。联系性:由于安防监控软件界面的复杂性,能够为界面中相关元素提供有效的视觉交互联系,能在一定程度上帮助用户的操作;一致性:安防监控软件通常是包含多个模块的,能在多个模块之间保持一致性并符合 Windows 平台的标准,能够大大降低用户的学习、使用成本;简洁性:在安防监控软件的设计中应尽量保持简单,避免视觉噪声和混乱,让最少的视觉和功能元素发挥最大的效能;可预见性:用户无论在实行点操作、选择操作、拖动操作或是控制操作时都应提前对被施予对象进行相关的判断;及时性:界面如何通过视觉上及时快速的响应能在很大程度上提升用户对安防监控软件的信赖度,使得用户能够更好、更有效地通过安防监控软件保障他人的安全。未来的安防软件界面简洁、无过多视觉干扰,界面信息层次清晰、有逻辑,界面元素易于区分、有分类,界面控件使用符合标准以及界面能够给予明显、及时的反馈。

四、结论

新技术不断被应用在安全防范系统中,在博物馆安全防范体系中发挥着越来越重要的作用。同时也必须指出,在博物馆安全防范体系中完全依赖技术防范是远远不够的,必须坚持以物防为基础、技防为先导、人防为保障的三防相结合的防范系统,加强安防人员队伍的建设,从思想上提高安全防范是博物馆工作的生命线的认识,提高队伍的综合素质和科学管理水平,更好的运用先进的新技术,完善和提高博物馆的安全防范体系的建设,实现防范严密、常备不懈、无懈可击的安全防范体系。

参考文献

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