淺談醫(yī)療行業(yè)智能分析系統(tǒng)及發(fā)展

淺談醫(yī)療行業(yè)智能分析系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展【摘要】

智能分析系統(tǒng)隨著安防行業(yè)的發(fā)展壯大及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)形勢的不斷變化，安全技術(shù)防范的形式也逐漸向集成、聯(lián)動(dòng)、集約、高效方向發(fā)展，使職能部門能針對(duì)包括“醫(yī)托”、“醫(yī)鬧”、“藥販”、“黃牛”等涉醫(yī)違法人員進(jìn)行主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)甄別、即時(shí)管控、及時(shí)處理?！娟P(guān)鍵詞】智能分析系統(tǒng)

人臉識(shí)別

人員統(tǒng)計(jì)

人工智能

人員徘徊近年來，隨著安防產(chǎn)業(yè)的壯大以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)形勢的不斷變化，安全技術(shù)防范的形式也逐漸向集成、聯(lián)動(dòng)、集約、高效方向發(fā)展，普通的視頻監(jiān)控系統(tǒng)早已無法滿足市場需求，監(jiān)控人員在安防控制中心不但希望能了解到前端的視頻信息，更希望全面掌握?qǐng)D像、人員信息、報(bào)警等信息，使職能部門能針對(duì)包括“醫(yī)托”、“醫(yī)鬧”、“藥販”、“黃牛”等涉醫(yī)違法人員進(jìn)行主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)甄別、即時(shí)管控、及時(shí)處理，正式在這樣的背景下，推出了智能分析技術(shù)，智能分析技術(shù)的原理是計(jì)算機(jī)圖像視覺分析技術(shù)，通過將場景中背景和目標(biāo)分離進(jìn)而分析并追蹤在攝像機(jī)場景內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)，用戶可以根據(jù)的視頻內(nèi)容分析功能，通過在不同攝像機(jī)的場景中預(yù)設(shè)不同的報(bào)警規(guī)則，一旦目標(biāo)在場景中出現(xiàn)了違反預(yù)定義規(guī)則的行為，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，監(jiān)控工作站自動(dòng)彈出報(bào)警信息并發(fā)出警示音，用戶可以通過點(diǎn)擊報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的場景重組并采取相關(guān)措施。

1智能分析系統(tǒng)的分類從應(yīng)用領(lǐng)域來說分為兩類，主要為安防領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用，協(xié)助醫(yī)院或其他機(jī)構(gòu)的安全保衛(wèi)部門提高室內(nèi)外公共環(huán)境的安全防范，比如高級(jí)視頻移動(dòng)偵測、人員面部識(shí)別、人員數(shù)量統(tǒng)計(jì)、人員聚集、人員非法徘徊、車輛違停等技術(shù)。從產(chǎn)品形態(tài)來分為前端產(chǎn)品及后端產(chǎn)品，前端產(chǎn)品即人臉識(shí)別、人員統(tǒng)計(jì)、人員徘徊、人員聚集前端攝像機(jī)，即將一些智能分析的功能(例如目前有實(shí)現(xiàn)車輛檢測的車輛抓拍攝像機(jī)、實(shí)現(xiàn)區(qū)域入侵等功能的目標(biāo)檢測報(bào)警的攝像機(jī)、有實(shí)現(xiàn)人類檢測抓拍的攝像機(jī)等等)，還有智能攝像機(jī)自帶分析功能，系統(tǒng)架構(gòu)簡單，同時(shí)目前的攝像機(jī)DSP處理能力已經(jīng)完全能運(yùn)行各種較為復(fù)雜的分析算法，分析效果和后端設(shè)備基本相同；后端產(chǎn)品即人臉識(shí)別服務(wù)器、人員統(tǒng)計(jì)服務(wù)器、人員徘徊服務(wù)器，主要采用深度算法來實(shí)現(xiàn)，具有人臉實(shí)時(shí)抓拍、特征建庫、實(shí)時(shí)比對(duì)、抓拍庫檢索和注冊(cè)庫檢索等功能。設(shè)備符合公安部對(duì)人像比對(duì)技術(shù)應(yīng)用中選用國內(nèi)算法的要求。算法基于先進(jìn)的人臉識(shí)別技術(shù)，支持十萬級(jí)人臉庫比對(duì)和檢索，具有檢測精度高，比對(duì)速度快等特點(diǎn)，能夠滿足各種行業(yè)對(duì)人臉識(shí)別及布控的業(yè)務(wù)需求。

從技術(shù)角度來說分為前端攝像機(jī)自動(dòng)識(shí)別并上傳至安防管理平臺(tái)進(jìn)行管理，還分為前端攝像機(jī)采集、抓拍圖像（人臉識(shí)別功能）在通過后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的一種方式。2智能分析系統(tǒng)的解析視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展經(jīng)過三個(gè)階段：（1）第一階段：模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)；（2）第二階段：數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)；（3）第三階段：智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。智能視頻監(jiān)控IVS(IntelligentVideoSystem)主要內(nèi)容是如何從原始的視頻數(shù)據(jù)中提出去符合人類認(rèn)知的語義理解，即希望計(jì)算機(jī)和人一樣自動(dòng)分析理解視頻數(shù)據(jù)，比如：判斷場景中有哪些感興趣的目標(biāo)，歷史運(yùn)動(dòng)軌跡，從事什么行為，以及目標(biāo)之間的關(guān)系等。智能監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)可以從“高層、中層、底層”3個(gè)層次和“目標(biāo)檢測、目標(biāo)分類、目標(biāo)跟蹤、行為分析”4個(gè)維度解析。

圖：智能視頻技術(shù)框架2.1.目標(biāo)檢測目標(biāo)檢測是從視頻或者圖像中提取出運(yùn)動(dòng)前景或感興趣目標(biāo)，也就是確定當(dāng)前時(shí)刻目標(biāo)在當(dāng)前幀的位置，所占大小。因此目標(biāo)檢測在智能視頻監(jiān)控算法中處于基礎(chǔ)地位，目標(biāo)檢測性能的好壞直接影響了后續(xù)目標(biāo)跟蹤等算法、目標(biāo)分類與識(shí)別的性能。根據(jù)處理的數(shù)據(jù)對(duì)象的不同，目標(biāo)檢測可以分為基于背景建模的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測方法和基于目標(biāo)建模的檢測方法：表：目標(biāo)檢測技術(shù)對(duì)比2.2.目標(biāo)跟蹤目標(biāo)跟蹤用來確定我們感興趣的目標(biāo)在視頻中連續(xù)的位置，也就是定位目標(biāo)“在哪里”。目標(biāo)跟蹤問題是智能視頻監(jiān)控的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，具有廣泛應(yīng)用的價(jià)值。目標(biāo)跟蹤可以記錄感興趣目標(biāo)的歷史運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，為更高層的目標(biāo)行為分析與理解打下基礎(chǔ)。根據(jù)應(yīng)用場景的不同，可以將目標(biāo)跟蹤分為單場景目標(biāo)跟蹤和多場景目標(biāo)跟蹤兩類。單場景目標(biāo)跟蹤包括單目標(biāo)和多目標(biāo)跟蹤，多場景目標(biāo)跟蹤可以分為重疊場景和非重疊場景目標(biāo)跟蹤。表：目標(biāo)跟蹤分類及特點(diǎn)2.3目標(biāo)分類與識(shí)別目標(biāo)分類與識(shí)別任務(wù)要求回答一張圖像中是否包含某種物體（如：人臉、虹膜、步態(tài)、車牌），也就是判別圖像中所包含物體的類別，進(jìn)而識(shí)別出目標(biāo)的身份。作為高層計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的基礎(chǔ)，它在很多視覺領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，例如行人跟蹤以及大規(guī)模圖像檢索等。因此，目標(biāo)識(shí)別在人類的生活中扮演著越來越重要的角色，也在不斷改變著人的生活。2.4行為分析行為分析是利用計(jì)算機(jī)視覺信息(圖像或視頻)來分析行為主體在干什么。相對(duì)于物體檢測和分類來說，人的行為分析是在其基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更高層的目標(biāo)，涉及到對(duì)人類視覺系統(tǒng)的更深層的理解，是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中要解決的終極問題之一。

行為分析分為靜態(tài)姿態(tài)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別和復(fù)雜事件分析。靜態(tài)姿態(tài)識(shí)別是以靜態(tài)圖像為研究目標(biāo)，在圖像檢測和識(shí)別方法的基礎(chǔ)上對(duì)人體的姿態(tài)進(jìn)行分類識(shí)別。后兩類行為識(shí)別是基于視頻序列的，基于視頻的行為識(shí)別方法是目前行為識(shí)別方法的主要研究方向（詳見下圖）:

圖：行為分析結(jié)構(gòu)圖3智能分析系統(tǒng)的背景近幾年，隨著高清視頻監(jiān)控的逐步推廣和普及，視頻監(jiān)控市場已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“看得見”“看得清，看得明”，未來是向“提前看”方向發(fā)展。隨著政府和企業(yè)對(duì)平安城市建設(shè)、社會(huì)監(jiān)控建設(shè)的持續(xù)投入，視頻監(jiān)控成千上萬，進(jìn)而也推動(dòng)安防邁入大數(shù)據(jù)的領(lǐng)域，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，人們對(duì)智能視頻分析技術(shù)越來越看重。3.1背景一技術(shù)融合傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控和智能分析技術(shù)雖然解決了視頻的存儲(chǔ)和回放，以及各廠商視頻流的互聯(lián)互通，但仍然無法精準(zhǔn)識(shí)別、定位和查找視頻中的人、車、物等目標(biāo)信息，無法將沒用的視頻過濾，無法將人物、車輛的其他信息進(jìn)行有效分類。目前，要實(shí)現(xiàn)全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控，指揮調(diào)度，視頻錄像中可疑目標(biāo)的檢索查證，還必須依靠大量的工作人員時(shí)刻緊盯屏幕，監(jiān)視所有攝像機(jī)的實(shí)況視頻，以及回放相關(guān)視頻錄像，查找可疑人員，車輛目標(biāo)和線索。要想完美地解決這些問題，就要從技術(shù)層面出發(fā)，依靠科技的不斷進(jìn)步和融合來彌補(bǔ)不足之處。

安防領(lǐng)域的智能分析技術(shù)是基于人工智能而進(jìn)行的。越來越多的安防企業(yè)與芯片企業(yè)聯(lián)手，提出了智能分析解決方案，包括前端——智能攝像機(jī)的打造和后端——智能分析系統(tǒng)的制作，前后端的完美組合解決了傳統(tǒng)智能分析技術(shù)的問題。前端攝像機(jī)內(nèi)置人工智能芯片，可實(shí)時(shí)分析視頻內(nèi)容，檢測運(yùn)動(dòng)對(duì)象，識(shí)別人、車屬性信息，并通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到后端人工智能的中心數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)。智能分析的過程相當(dāng)于層層疊疊的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算的過程，這對(duì)運(yùn)算資源有很高的要求，需要一個(gè)能支撐整個(gè)智能分析的架構(gòu)，需要“云存儲(chǔ)”“云計(jì)算”的安全保障，需要GPU技術(shù)的提高和有效利用，需要深度學(xué)習(xí)算法在安防領(lǐng)域的不斷成熟和優(yōu)化。云架構(gòu)是智能分析的基礎(chǔ)，運(yùn)算方案是智能分析的中樞，深度學(xué)習(xí)算法是智能分析的助力器，只有這些技術(shù)完美的運(yùn)用和融合，智能分析技術(shù)才能更好的發(fā)展。

3.2背景一市場分析近年來，國內(nèi)國際安全形勢日益嚴(yán)峻，國內(nèi)安防需求日益增長?！笆濉逼陂g對(duì)于安防行業(yè)的投入預(yù)計(jì)將遠(yuǎn)超“十二五”期間水平。安防行業(yè)的整體規(guī)模也將依舊保持較快的增長勢頭。與此同時(shí)，“十三五”期間安防行業(yè)也將呈現(xiàn)價(jià)值鏈轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，即由原先側(cè)重硬件的發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)閭?cè)重軟件、平臺(tái)的發(fā)展。其中未來發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)方向是利用最新的智能技術(shù)來幫助提高安防效率，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、事前的智能分析，這樣的智能分析技術(shù)在不同的領(lǐng)域都有大需求，譬如平安城市建設(shè)的需求、公安行業(yè)的需求、金融、醫(yī)療、交通行業(yè)的需求等等。4醫(yī)院智能分析系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)階段，智能分析系統(tǒng)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用主要包含幾大類：人臉識(shí)別分析比對(duì)、人員流量統(tǒng)計(jì)、人員徘徊、人員聚集、車輛違停、物品及人員越界報(bào)警等功能，根據(jù)上海申康醫(yī)院發(fā)展中心發(fā)布的《市級(jí)醫(yī)院安全技術(shù)防范系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)意見》，明確了門(急)診大廳出入口宜安裝人臉、人流量數(shù)據(jù)采集裝置，但結(jié)合院方需求及實(shí)際情況，具體醫(yī)院內(nèi)應(yīng)用如下：人臉識(shí)別分析比對(duì)主要在醫(yī)院門診樓、急診樓、病房樓等重要人流量較大的建筑物對(duì)外出入口設(shè)置，采用1080P人臉識(shí)別專用攝像機(jī)，方向一致朝外，對(duì)所有進(jìn)出人員進(jìn)行人臉圖像的抓拍，可以是視頻流及圖片流，通過專用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳輸至安保中心機(jī)房內(nèi)的后臺(tái)人臉識(shí)別服務(wù)器進(jìn)行分析、比對(duì)、統(tǒng)計(jì)等功能，例如實(shí)時(shí)抓拍圖像、人臉布控、預(yù)警功能、實(shí)時(shí)視頻預(yù)覽、人臉查詢、身份核驗(yàn)、以臉?biāo)涯?、身份確認(rèn)、1比1比對(duì)、人員軌跡等功能；人臉識(shí)別分析還可以通過大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)將有嫌疑的人員信息推送至公安局相關(guān)人員數(shù)據(jù)庫進(jìn)行身份核實(shí)，經(jīng)公安部門比較后推送回醫(yī)院信息，確認(rèn)相關(guān)嫌疑人員是否為犯罪人員及有前科的人員。圖：人臉識(shí)別拓?fù)鋱D

圖：人臉識(shí)別抓拍流程圖人員流量統(tǒng)計(jì)主要在醫(yī)院門診樓、急診樓、病房樓等重要人流量較大的建筑物對(duì)外出入口設(shè)置，采用720P或1080P人員統(tǒng)計(jì)攝像機(jī)，在出入口大門的內(nèi)測吸頂安裝，通過專用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳輸至安保中心機(jī)房內(nèi)的后臺(tái)人員統(tǒng)計(jì)服務(wù)器，系統(tǒng)采用了先進(jìn)的智能視頻分析算法，通過視頻畫面分析檢測活體的形狀，并在設(shè)定區(qū)域內(nèi)（如出入口、通道等）分析進(jìn)和出的不同個(gè)體數(shù)量，實(shí)現(xiàn)相關(guān)客流數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和記錄。人員徘徊檢測主要是在行政樓行政樓層內(nèi)走道內(nèi)設(shè)置，采用1080P人員徘徊攝像機(jī)，采用吸頂或壁掛安裝，通過專用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳輸至安保中心機(jī)房內(nèi)的后臺(tái)人員徘徊服務(wù)器，通過自動(dòng)檢測防區(qū)內(nèi)滯留超過所設(shè)定時(shí)間的入侵者，防止可疑人員在重要辦公場所徘徊，如財(cái)務(wù)室門口、金庫門口、院長主任辦公室門口等區(qū)域，一旦發(fā)現(xiàn)可疑人物徘徊，即產(chǎn)生報(bào)警通知監(jiān)控中心安保人員，安保人員通過聯(lián)動(dòng)視頻查看可疑人員，做出判斷處理，防止惡性事件發(fā)生。另外智能分析系統(tǒng)還可以結(jié)合快速通道及訪客管理系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入醫(yī)院病房樓、門診樓的家屬、病人進(jìn)行人員管控，即訪客管理系統(tǒng)登記后通過人臉識(shí)別黑名單庫進(jìn)行相應(yīng)的分析比對(duì)后推送給訪客管理一體機(jī)發(fā)放二維碼，病人及訪客通過二維碼掃碼進(jìn)入相關(guān)病區(qū)進(jìn)行探訪。

5智能分析系統(tǒng)的發(fā)展隨著“國家應(yīng)急體系”、“平安城市”、“平安建設(shè)”、“科技強(qiáng)警”等重大工程項(xiàng)目在全國的不斷推進(jìn)，國內(nèi)視頻監(jiān)控市場前景一片看好。智能視頻相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用隨著視頻監(jiān)控市場規(guī)模的不斷壯大也將從相對(duì)集中的區(qū)域向各行業(yè)大幅度的伸展。就市場需求而言，目前整個(gè)市場對(duì)智能視頻分析的認(rèn)知都在不斷提高。一方面用戶從心理上從原來的“是什么”過渡到“如何來做”；另一方面一些專業(yè)視頻分析研究廠家也正著手完善現(xiàn)有的核心技術(shù)，進(jìn)一步提升和優(yōu)化現(xiàn)有算法結(jié)構(gòu)，在功能、應(yīng)用和價(jià)格上力求更加注重用戶的實(shí)際需求，以實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)產(chǎn)品形式。作為視頻監(jiān)控的高端應(yīng)用，像人臉識(shí)別、人員統(tǒng)計(jì)等功能業(yè)已在各重點(diǎn)行業(yè)中成功應(yīng)用，并逐步顯現(xiàn)威力。而針對(duì)目前用戶期望與現(xiàn)實(shí)之間的距離，都在努力尋找一種功能與應(yīng)用的