智能视频分析技术为ATM提供更智能的监控

　　由于银行自助设备(ATM)和自助银行的公开性、方便性和环境特殊性，近年来针对银行自助设备和自助银行的犯罪活动不断增加。传统的ATM视频监控系统主要是将视频录制下来，事件发生后，通过录像进行事后取证，从而排解纠纷、破获案件。这样的监控系统在一定程度上保证了ATM的安全操作，但存在着只能提供事后取证、不能提前预警的缺陷，这样往往耽误了解决事件的最佳机会。而有些事件发生后再解决，往往费时费力，即使能够找到证据，可能造成的损失也无法挽回，这就直接导致了整个事件陷入“案件发生->造成损失->警方取证->警方破案->银行赔偿->声誉损失”的怪圈。如何在第一时间发现作案迹象，并发出预警已经成为ATM安保体系最重要的环节。

　　对于银行用户而言，提前预警、制止案件发生、避免损失是最基本的要求。如何保证ATM的运行安全、防止ATM被故意破坏，并防止利用ATM 进行诈骗行为，强化ATM机的危险感知能力，变被动防守型的事后取证为主动防御型预警，有效保护银行和储户的利益，已经成为摆在银行和安保服务商面前的一个重要课题。

　　针对上述需求，结合ATM机及自助银行的治安特点，本文提出新形势下ATM机智能视频监控系统解决方案的设计思路。该方案融合当前智能视频分析技术的最新成果及硬件技术的最新发展，通过搭建全新的视频智能监控的软硬件综合平台，实现当前自助银行业务监控场景中异常行为的识别和理解，以最终实现“主动”监控。

　　系统组成

　　ATM智能视频监控系统是通过在传统ATM监控系统中加入智能视频分析单元，实现一系列智能视频处理。它能根据用户预先设置的规则，对场景进行实时的监控，当预设规则被破坏，系统及时发出报警信息，提醒监控人员注意并采取有效的处置手段。

　　ATM智能视频监控系统包括：

　　视频采集摄像机：固定安装的高感度摄像机，用于拍摄监视现场的图像，为智能分析提供基础视频数据。

　　智能视频服务器/硬盘录像机：用于对摄像机采集的视频图像内容进行高速分析与数据处理，并对比安全管理规则或用户设定的条件以给出报警和智能分析结果。同时，智能视频服务器/硬盘录像机也承担着将视频编码、压缩(及录制保存)的功能，并将视频分析处理结果(目标位置、目标框、运动轨迹、报警信息等)与视频码流一起打包，采用通用的网络协议，通过网口输出模块输出传输至中心监控平台或用户客户端。

　　报警控制单元及报警探测器、警灯警号：对于极为重要的监控场景，工程设计时可能需要更多的(一种以上的)安全防护手段，即除了智能视频分析以外还安装有其他类型的报警探测设备。针对这种使用需求，一般智能视频监控系统还设计有报警控制单元，它不但为各类报警探测器的接入提供了可能，同时，还具备了将智能视频分析的报警用来直接驱动警灯、警号的能力。

　　显示设备：智能视频分析系统具有消除多余无用信息，提取关键报警信息的能力，使得监控人员能够通过设在监控中心的监视器/电视墙获得有用的报警视频，从而使他们根据真实情况、迅速采取最有效的措施。

　　中心管理平台：考虑到采用IVS构建大规模智能监控系统的需求，一般智能视频监控系统还设计有远程监视控制管理中心管理平台，以便使系统管理人员能在异地对现场进行实时监控和根据语音提示处理突发事件。同时该中心管理平台还能对远程的各种网络设备如智能视频服务器/硬盘录像机进行管理和配置。

　　系统构建

　　智能视频分析单元一般是通过硬件电路实现，可以将硬件电路板加载在传统ATM监控系统的硬件设备中，如摄像机、视频服务器/网络摄像机上，或者以该硬件电路板去实现具有视频智能处理功能的独立设备。

　　智能视频监控系统的常用构建方式有四种，分别是：

　　方式1：通过在视频服务器或硬盘录像机等设备中加载智能视频处理模块构成ATM智能视频监控系统，这是目前最流行、最常用的一种构建方式。这样在不改变传统ATM监控系统连接方式的前提下，智能视频服务器或硬盘录像机具有了智能视频分析处理功能。

图1

　　图中，智能视频服务器或硬盘录像机通过视频线与摄像机连接，采集模拟视频信号。智能视频服务器/录像机能够对摄像机捕获的视频进行自动地分析，检测ATM机场景周围异常行为。同时智能视频服务器或硬盘录像机具有传统视频服务器或硬盘录像机的所有功能，能够对视频进行编码、传输(录像机可存储)，同时智能视频服务器或硬盘录像机能够将ATM视频及经过智能视频分析处理得到的分析结果(目标位置、目标框、运动轨迹、报警信息等)一起通过网口传输给监控中心的管理平台/客户终端。

　　管理平台/客户终端是整个ATM智能视频监控系统的后端，监控中心的管理平台/客户终端能够接收智能视频服务器或硬盘录像机传输来的视频信息及视频分析结果，及时对视频信息及视频分析结果解码叠加、播放与显示，同时还提供智能报警录像回放、报警日志检索等功能。

　　方式2：通过在ATM视频监控系统中添加具有智能视频处理功能的硬件设备。该设备嵌入上述的智能视频处理模块，该设备能够通过网口、串口、视频口等与传统智能视频监控系统中的其他硬件设备通讯。

图2

　　方式3：通过对ATM监控系统中的摄像机加载智能视频处理模块，形成智能视频处理摄像机。这样在不改变传统ATM监控系统连接方式的前提下，智能视频处理摄像机能够对其捕获的视频数据进行智能分析处理。

图3

　　方式4：通过在中心机房增设后端智能视频分析处理服务器，对从各前端汇聚来的视频信号(模拟或数字)进行智能视频分析处理。这样在不改变传统ATM监控系统连接方式的前提下就能实现监控系统的智能化升级，这样做的前提是中心机房需要有足够的建筑空间和供电余量来增加智能视频分析处理服务器。

图4

　　系统功能

　　ATM智能视频监控系统为ATM应用提供更智能的监控、更高效的报警和更安全的保障，根据监控场景可分为面板模式、人脸模式、环境模式，系统可实现的具体功能如下：

　　面板模式

　　面板模式中，摄像机主要监控自动取款机ATM面板，通过监控设备实时分析发生在ATM上的操作，通过智能视频处理算法，判断人的行为属于正常还是异常行为。ATM智能视频监控系统可以监测以下异常行为：

　　1)粘贴虚假纸条或广告

　　智能视频分析单元能够自动识别ATM机上的异常粘贴虚假广告或纸条的行为。检测出该类异常行为，本地将发出报警信号(声或光);同时，报警信息通过网络传输给监控中心管理平台/客户终端，管理平台/客户终端能够实时获取报警信息，从而防止取款人被非法粘贴上的诸如“向指定账户转账” 等假通知或假广告的迷惑、诱导而造成不必要的经济损失。

　　2)卡口安装读卡器异常行为

　　目前一种很常见的ATM作案行为是：将假的插口固定在ATM机原来真插口的位置，在取款人不知的情况下，很容易将银行卡插入假插口，而假插卡槽内部有一个卡的资讯读写装置，可以复制卡上全部信息。

　　智能视频分析单元能够自动检测人为在ATM插卡处加装装置的行为。工作机制是：检测出该类异常行为，本地发出报警信号(声或光)，同时，报警信息通过网络传输给监控中心管理平台/客户终端，管理平台/客户终端能够实时获取报警信息，从而防止取款人在取款插卡时被非法获取卡号或造成假吐卡等现象的发生，有效保护了人民群众的财产安全。

　　在面板模式下，智能视频分析单元还可以支持如下异常行为的监测：

　　1)键盘贴膜和加装假键盘异常行为;

　　2)出钞口封装异常行为。

　　3)人员靠近、操作超时检测

　　利用ATM机出钞口的视频，智能视频分析单元能够依据视频自动检测出是否有人靠近ATM机并将提示信号上传监控中心平台软件(根据此信号可上弹当前实时视频)。同时，用户可以设定用户操作ATM正常操作时间，当用户操作ATM机的时间超出预设时间时，智能视频分析设备能够向监控中心上传提示信号，提醒监控人员对该ATM的操作人员进行关注，避免异常情况发生。

　　人脸模式

　　利用ATM机正面人脸的视频，智能视频分析设备能够自动分析是否有人脸出现在画面里，当发现视频画面中出现面戴口罩、戴墨镜或用帽子遮住眼睛等异常人脸行为时，智能视频分析设备能够向监控中心上传提示信号，提醒监控人员对该ATM的操作人员进行关注，避免异常情况发生。检测画面如下图所示。

　　环境模式

　　环境模式主要应用于银行室内外环境的监控，主要功能包括：

　　1)跨越警戒面

　　在摄像机监视的场景范围内，根据监控需要和目的设置警戒面。系统可以自动检测入侵目标的运动方向和运动轨迹，一旦发现该目标满足预设警戒条件，则自动产生报警信息，并用告警框标示出报警目标。该功能主要用于银行周围的周界防范。

　　2)进入/离开警戒区域

　　在摄像机监视的场景范围内，根据监控需要和目的设置警戒区域。系统可以自动检测入侵到警戒区域内的运动目标及其行为，一旦发现有满足预设警戒条件，则自动产生报警信息，并用“告警框”标示出进入警戒区的目标。该功能主要用于自助银行周围的周界防范，也可用于银行重点区域如金库的重点防范。

　　3)区域入侵

　　可以监测设定区域内突然出现和入侵的物体并及时报警。

　　4)物品遗留/丢包捡包行为

　　智能视频服务器或硬盘录像机能够识别操作人将随身携带的物品落在ATM上或者自助银行内某些地方的行为。工作机制是：检测出该类异常行为，将实时的发出报警信息，自动语音提示ATM用户，或者将报警信息传输给监控中心，由监控中心对讲进行提示，从而有效地解决了由于物品遗忘而给客户造成的不必要经济损失。

　　5)徘徊

　　在摄像机监视的场景范围内，根据监控需要和目的设置警戒区域，系统可以自动检测入侵到警戒区域内的运动目标及其行为，一旦发现有目标在警戒区域徘徊时间超过设定好的时间时，则自动产生报警信息。该功能主要用于自助银行周围的周界防范。

　　6)双摄像机跟踪

　　在视频监控系统中，监控区域的大小和目标的细节是一个矛盾。如果摄像机的监控区域大，则难以得到目标的细节;如果想要得到目标的细节，则摄像机的监控区域会很狭窄。

　　L/F双摄像机机跟踪系统是解决上述问题的一个有效方案。该系统由两个摄像机配合组成，一台静止摄像机作为主摄像机(Leader)，对银行外围大区域范围进行监控，一台高速球机作为从摄像机(follower)，跟踪放大目标的细节。当主摄像机检测到有可疑情况发生的时候，如跨越警戒面、进入/离开警戒区域、徘徊等，主摄像机发送指令控制从摄像机进行云台旋转和镜头缩放，锁定触发报警的目标并对其进行自动跟踪，使目标持续放大以显示在画面中央，这样可以看到更清晰的目标特征，以利于实时的判断和事后对照取证。下图显示了双摄像机跟踪的效果：静态摄像机(左)视野开阔，能监控较大范围的区域，但对其中的目标却很难得到细节，而配合上球机(右)后，球机根据静态摄像头提供的信息，自动锁定并跟踪目标，使目标以一定的放大倍数处于视野中心，得到有关目标丰富的信息。该功能可以用于室外ATM机取款人员的跟踪，为获取取款人员清晰的特征提供依据。

　　智能产品的选择

　　智能视频分析技术，是为了让计算机或监控设备通过特定的核心算法程序，提取视频信号中所包含的内容信息或是个体运动信息，以实现计算机对于视频的“理解”，让计算机能“明白”视频中所展现的是什么内容或者发生的是什么样的“事件”。

　　在选择不同的视频分析监控产品时，大部分情况下都应该就以下几个方面进行初步地考察，如果相关产品在这些方面表现比较差的话，那么在选择中应予以慎重考虑：

　　·设备稳定性

　　大部分监控系统都要求监控设备能实现7*24小时不间断稳定运行，平均无故障运行时间一般都要求在至少一万小时以上。在这一要求下，视频分析监控产品是否具有较高的稳定性应该是一个非常值得注意的因素，稳定性太差的产品是无法真正实用的。从这一角度来说，嵌入式结构的视频分析监控产品相对于微机软件版产品来说具有很大的优势，最大的特点就是稳定性高。

　　·适应性

　　大部分监控系统都不会只在某个固定或特定的时候才使用，很多情况下都要求处于正常工作状态。而对于长时间工作的监控系统来说，其使用环境的光照总是处于变化中的。其中，室外的光照环境更是多变，阴晴雨雪雾日夜，还包括了强光、反光、逆光、阴影等因素。而室内虽然比室外简单得多，但也存在灯光明暗、开灯关灯、阴影、人员走动等因素引起的光照条件的变化。视频分析技术不可能只应用在特定的光照条件下(当然，在某些极特殊的场合也许真的是恒定光照的)，因此，视频分析核心技术对于光照的适应能力是用户选择视频分析监控产品时需要考虑的一个极为重要的因素。

　　·模块化

　　做过工程的技术人员都知道，模块化的系统就像搭积木一样，不但很容易安装，而且有很多出色的表现，例如故障排查简单、维护方便、系统模块间的藕合性小等。因此，是否具有模块化的产品结构，也应该成为用户在选择视频分析监控产品时重点考虑的一个问题。

　　·技术支持和售后服务

　　视频分析监控产品目前还没有标准化，使用起来并不十分方便，一方面是因为安装调试起来专业性比较强，往往需要专业技术人员进行调试，并根据具体使用环境来设定参数;另一方面是因为产品和技术并不十分成熟，在使用过程中需要较多的技术支持。因此，用户在选择视频分析监控产品时也应多加考虑厂家的技术支持和售后服务能力。从某方面来说，相对于国外厂商，国内厂商总体上占据了地利人和优势，响应问题和解决问题会更方便、快捷。当然，这一能力的保证并不是所有国内企业都能做到的，只有技术实力雄厚、服务体系完善的企业，才能真正提供有保障、有效率的技术支持和售后服务。

　　结束语

　　ATM智能视频监控系统通过将视频智能分析技术和ATM传统监控技术的有效结合，提供了一种能够实时报警、事前预警的ATM安全解决方案，取代了传统的事后取证ATM安全解决方案，使ATM监控取得了从传统的监控到智能化视频监控的飞跃。

　　随着智能分析技术的不断完善，数字信号芯片处理能力的增强，嵌入式智能视频监控设备将会展现出更为广阔的发展和应用空间。同时，智能与高清视频监控的结合将会使ATM监控系统应用水平提升到新的高度。