基于模式识别技术和眼动追踪技术的治安监控系统应用拓展

冯如杯创意大赛(论文)

基于模式识别技术和眼动追踪技术的治安

监控系统应用拓展

摘要

本文叙述了一种将眼动追踪技术和模式识别技术与现有的安全监控系统相结合的创新思路。以期对现有安全监控系统获取的过剩闲置的信息资源进行综合性的利用。通过眼动追踪和模式识别两种技术，我们可以进一步的对监控系统获取的图像信息进行分析和总结，并将结果运用在商业方向和学术研究，以此带来收益，减少安全系统自身的安装和维护的财政支出，同时也进一步的在安全方向上强化治安监控。

关键词：眼动追踪技术，模式识别，安全监控，学术研究，商业运营

目录

摘要 (i)

关键词 (i)

一、创意介绍 (1)

（一）作品背景 (1)

（二）创意来源 (1)

二、作品核心创意 (1)

（一）系统简介 (1)

（二）核心思路描述 (1)

三、系统相关技术及创意可行性分析 (2)

（一）眼动追踪技术 (2)

（二）实现方法 (2)

（1）信息采集 (2)

（2）后台计算 (2)

（3）数据整合 (3)

（4）商业运作 (3)

（三）预计难点 (4)

（1）数据储存 (4)

（2）设备问题 (4)

（3）模式识别 (4)

（4）市场认可 (4)

四、系统的前景与可能性 (4)

（一）采用更先进模式识别技术 (4)

（1）人脸定位技术 (4)

（2）人脸识别技术 (4)

（3）敏感区域入侵监控 (5)

（二）采用更加先进的设备 (5)

（1）更先进的监控设备 (5)

（2）更强大的计算处理 (5)

结论 (5)

一、创意介绍

（一）作品背景

如今，中国的社会经济高速发展，城市不断建设、扩大，城市的人口暴增、人员流动性增加，为了解决和缓解治安管理所面临着的问题和压力，安全监控系统被广泛的应用，安装在街头巷尾的它们威慑了不法分子，一定程度上保障了人民的生命财产安全。但是，安全监控系统的广范应用也意味着一笔高昂的安装与维护费用。平日里，时刻处于工作状态的监控器为我们采集了大量信息，但等待这些信息的，却往往只是无人问津，最后被删除的命运。我们认为，在信息化时代的当下，对这信息的不作为是一种对于资源的浪费。所以我们想要找到一种方法，使这些信息发挥出其应有的作用。

（二）创意来源

现代的城市生活充满了商业化的气息，我们在想:能不能把城市里无处不在的监控商业化呢？这样可以在完善治安监控的同时减少财政支出，甚至在一定程度上进行创收。于是我们注意到了现在的眼动追踪技术。眼动追踪是对人们目光注视点轨迹的追踪。现已有广告公司将此种技术运用到商业当中。如果将此技术和遍布街头的监控系统相结合，不仅有望解决系统的维护费用问题，也能创造商业价值。

二、作品核心创意

（一）系统简介

本系统将主要在步行街、商场等人流量大的地区投放。主要目的为完善治安监控，同时也起到进行有偿商业统计和科学调查的作用，以此降低治安监控的安装和维护成本。

（二）核心思路描述

本系统由监控系统，目光追踪系统以及后台数据处理系统3部分组成。其中监控系统与现今的治安监控系统没有太大区别，但是会增加所设置的摄像头数量

以及一些辅助设施。目光追踪系统是通过眼动追踪技术，追踪人们的目光落点以及目光落点变换的频率。后台数据处理系统有两大任务：其一，统计并分析步行街人们对周围不同部分的关注程度，从而对其进行商业化利用(如统计广告的受关注度，为心理学或行为学家提供可靠数据等)。其二，找出人群中眼动频率过高的人，将其视为潜在的不稳定因素（例如在人群中寻找目标的小偷）并对其进行重点的监控。

三、系统相关技术及创意可行性分析

（一）眼动追踪技术

眼动追踪，英文eye tracking，是指通过测量眼睛的注视点的位置或者眼球相对头部的运动而实现对眼球运动的追踪。目前眼动追踪有多种方法，其中最常用的无创手段是通过视频拍摄设备来获取眼睛的位置。基本原理是将一束光线和一台摄像机对准被试者的眼睛，通过光线和后端分析来推断被试者注视的方向，摄像机则记录交互的过程。除了要知道眼睛如何在眼窝内运动之外，在计算被试者的注视方向时还需一个额外的信息，即头部的位置。把所有这些信息收集在一起时，计算用户的注视点就成了一个简单的几何学问题。（显示器的位置是已知的）

（二）实现方法

（1）信息采集

在系统安装时，测量确认摄像机、广告牌、建筑物等事物的相对位置关系以及整个街道的空间数据，并存入系统内部。

配置若干台摄像机，监控并记录整个街道的场景。

（2）后台计算

利用比较简单的模式识别技术，采用五点取样法或直线取样法，在视频图像中选取几个人脸部大小的区域，当某帧图像中某几个区域被识别出现人脸时，判断其瞳孔与面部的相对角度，因为几乎所有人都是双眼同时注视同一个方向的，因此可通过计算双眼平均值的方法来确定用户的注视位置。然后利用内置数据，

计算出目光所注视的位置。

（3）数据整合

商业街道有着很大的人流量，这意味着庞大数据在被处理后需要保存，进行数据整合，能有效的减少数据储存方面的成本。

对于商业方向的应用来说，我们可以利用恰当的算法，将每次得到的结果转变为对所投放的广告图片的微小改变（针对电子屏幕的广告）或者分阶段的对数据进行总体分析，这样经过一段时间后，就能直接得到统计结果，而不必储存大量数据。

对于安全方向的应用，我们可以只对潜在不稳定者（即重点监控对象）的数据进行较长时间的保留，并定期的对不再频繁活动的不稳定者的数据进行清除。

图 1

（4）商业运作

出于对隐私的保护，该系统应由公安机关进行管理和使用，而以直接出售统计结果的方式与广告公司或科研机构进行合作。