摘 要： 大多數(shù)ATM監(jiān)控系統(tǒng)停留在視頻錄制功能，完全忽略了智能錄制功能。針對(duì)這個(gè)不足，采用Adboost及SVM方法研發(fā)了一個(gè)智能ATM監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)對(duì)取款客戶進(jìn)行有效的提醒，在一定程度上有效降低了全國(guó)的犯罪率。
關(guān)鍵詞： 智能系統(tǒng)； ATM監(jiān)控； 犯罪率
自動(dòng)取款機(jī)(ATM)在各銀行機(jī)構(gòu)的大量投入使用，在方便了銀行用戶存取款等金融業(yè)務(wù)的同時(shí)，也導(dǎo)致ATM金融犯罪日益增多,特別是盜用他人銀行卡取錢及對(duì)ＡＴＭ取款用戶實(shí)行搶劫。與此同時(shí),出現(xiàn)越來(lái)越多的ATM監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)[1-4],李煦麗等[5]對(duì)ATM取款機(jī)人的異常行為進(jìn)行分析及跟蹤，但并不能有效地防止他人盜用銀行卡進(jìn)行取款；楊麗梅等[6]對(duì)ATM系統(tǒng)進(jìn)行多通道身份識(shí)別，但缺乏有效的提醒及警報(bào)功能。
目前,在ATM機(jī)視頻監(jiān)控方面仍然出現(xiàn)一系列的問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：(1)視頻錄制存儲(chǔ)量過(guò)大，加大了公安部門破案的壓力，延緩了破案的進(jìn)度；(2)缺乏對(duì)監(jiān)控視頻的智能分析，從而缺乏對(duì)用戶的提醒警報(bào)功能。針對(duì)ATM監(jiān)控系統(tǒng)的以上不足,在ATM監(jiān)控系統(tǒng)加入實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)、人臉識(shí)別、特殊視頻錄制和實(shí)時(shí)反搶警報(bào)提醒等功能，當(dāng)視頻中出現(xiàn)多個(gè)人時(shí)或者不是持卡者本人取款時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的警報(bào)提醒處理。這種改進(jìn)不僅能有效避免持卡用戶不必要的經(jīng)濟(jì)損失，而且在一定程度上降低了國(guó)家犯罪率。
1 系統(tǒng)構(gòu)成
本文結(jié)合圖像處理、模式識(shí)別和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等知識(shí)，針對(duì)當(dāng)前ATM機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不太智能的缺陷，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上, 在ATM取款機(jī)上安裝相應(yīng)的攝像頭，如圖1所示，可以有效地檢測(cè)到ATM機(jī)周圍的人群。除此之外，在視頻監(jiān)控軟件上增加了人臉檢測(cè)、人臉識(shí)別、警報(bào)提醒和特殊視頻錄制等功能,系統(tǒng)流程圖如圖2所示。
1.1 人臉檢測(cè)
人臉檢測(cè)是在視頻幀圖像中確定是否有人臉區(qū)域，如果有，則把人臉區(qū)域圖像提供給ATM視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以便進(jìn)行人臉識(shí)別。人臉檢測(cè)具體步驟如下：
(1)讀取一幀視頻圖像。
(2)對(duì)圖像進(jìn)行膚色區(qū)域檢測(cè)，采用高斯膚色模型[7]來(lái)完成膚色像素的定位，它能克服橢圓膚色模型過(guò)分隔和欠分隔情況,并且能有效克服光照等其他情況的影響。
(3)對(duì)檢測(cè)到的膚色區(qū)域采用Adboost算法[8]對(duì)ATM監(jiān)控圖像進(jìn)行人臉區(qū)域檢測(cè)，如果檢測(cè)到人臉部分，系統(tǒng)自動(dòng)保存人臉區(qū)域圖像并添加時(shí)間地點(diǎn)信息。
1.2 ATM機(jī)人臉識(shí)別
在本系統(tǒng)中，人臉識(shí)別是指在ATM攝像頭前檢測(cè)到人臉照片是否與銀行卡持卡人人臉照片一致,如果一致,說(shuō)明取款人和持卡人是同一人;否則取款人取款行為屬于偷盜犯罪行為。人臉識(shí)別具體步驟如下：
(1)在上一步檢測(cè)到的人臉圖像基礎(chǔ)上提取出人臉圖像的邊緣特征值及LBP特征值[9]，分別對(duì)其特征賦以不同權(quán)值進(jìn)行人臉特征值求取。
(2)采用支持向量機(jī)算法(SVM)[10]對(duì)ATM取款機(jī)前待檢測(cè)的人和持卡人的人臉圖像進(jìn)行比較，從而判別取款人與持卡人是否一致。如果取款人與持卡人一致，在屏幕上輸出持卡客戶的簡(jiǎn)單個(gè)人信息；如果取款人不是持卡人本人，系統(tǒng)就進(jìn)行文字提醒、語(yǔ)音警報(bào)及視頻詳細(xì)錄制等操作。
1.3 ATM機(jī)周圍人臉檢測(cè)
在銀行用戶取款時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)多個(gè)人臉，這時(shí)要對(duì)取款用戶進(jìn)行提醒。主要檢測(cè)AMT攝像頭范圍內(nèi)人臉數(shù)量，如果檢測(cè)出兩張及兩張以上人臉圖像，系統(tǒng)在ATM取款界面發(fā)出文字提醒及語(yǔ)音提醒并進(jìn)行視頻詳細(xì)錄制等操作；如果未能檢測(cè)到多張人臉，系統(tǒng)提醒存取款用戶放心取款。
1.4 視頻特殊錄制
視頻特殊錄制主要用于出現(xiàn)非持卡人取款及ATM取款機(jī)前出現(xiàn)多個(gè)人的情況下對(duì)其進(jìn)行特殊視頻錄制。為了方便警察調(diào)查，文件采用“時(shí)間+持卡人姓名”來(lái)命名。
1.5 警報(bào)處理功能
針對(duì)ATM取款機(jī)出現(xiàn)的不同異常情況采取不同的警報(bào)處理方式。
(1) 當(dāng)取款人不是持卡者本人時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音警報(bào)處理，以啟到震懾作用。
(2)當(dāng)持卡者本人取款并且身后出現(xiàn)多個(gè)人的情況下，對(duì)取款用戶取款進(jìn)行安全提醒，以免造成不必要的損失。
2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
本文模擬銀行儲(chǔ)戶在ATM取款機(jī)進(jìn)行存取款操作來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。該系統(tǒng)采用3種視頻輸入方式：海康威視采集卡和SONY攝像頭接入方式、AVI視頻方式以及普通攝像頭接入方式。針對(duì)海康威視采集卡和SONY攝像頭接入方式，本系統(tǒng)把視頻采集卡安插在PC主板上，以方便用戶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作。另外,本系統(tǒng)以Visual Studio 2008為開(kāi)發(fā)平臺(tái),采用C++語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)驗(yàn)證內(nèi)容包括：ATM取款機(jī)人臉檢測(cè)、人臉識(shí)別、報(bào)警/提醒、視頻特殊錄制等。
2.1 ATM人臉檢測(cè)與人臉識(shí)別
當(dāng)某銀行儲(chǔ)戶在ATM取款機(jī)前進(jìn)行存取款操作時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)攝像頭進(jìn)行圖像采集，然后根據(jù)采集到的圖像進(jìn)行人臉檢測(cè)，將檢測(cè)到的人臉與持卡人本人的人臉圖像進(jìn)行對(duì)比，具體實(shí)驗(yàn)效果如圖3所示。
2.2 ATM警報(bào)/提醒功能
當(dāng)不法分子試圖用偷盜來(lái)的銀行卡進(jìn)行取款時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)取款人的人臉圖像進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出是否是持卡人本人，如果不是，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的警報(bào)處理。(1)ATM屏幕文字警報(bào)“警報(bào)：盜用他人銀行卡進(jìn)行取款屬于盜竊違法行為！”；(2)啟動(dòng)語(yǔ)音警報(bào)，目的是引起周圍人群的注意，為及時(shí)向110報(bào)警贏得寶貴的時(shí)間；(3)視頻特殊錄制，對(duì)這段時(shí)間的視頻詳細(xì)錄制，以備查案之用。
當(dāng)持卡人在ATM取款機(jī)進(jìn)行取款并且周圍有部分人圍觀時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)對(duì)持卡人進(jìn)行安全取款提醒處理：(1)ATM屏幕進(jìn)行文字安全提醒—“請(qǐng)注意周圍可疑人群，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失!”；(2)視頻特殊錄制，對(duì)這段時(shí)間的視頻詳細(xì)錄制，以備查案之用。
2.3 ATM警報(bào)/提醒功能
當(dāng)不法分子試圖用偷盜來(lái)的銀行卡進(jìn)行取款時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)取款人的人臉圖像進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出是否是持卡人本人，如果不是，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出文字相應(yīng)的警報(bào)處理：(1)ATM屏幕文字警報(bào)“警報(bào)：盜用他人銀行卡進(jìn)行取款屬于盜竊違法行為!”;(2)啟動(dòng)語(yǔ)音警報(bào)，目的是引起周圍人群的注意，為及時(shí)向110報(bào)警贏得寶貴的時(shí)間;(3)視頻特殊錄制，對(duì)這段時(shí)間的視頻詳細(xì)錄制，以備查案之用。
當(dāng)持卡人在ATM取款機(jī)進(jìn)行取款并且周圍有部分人圍觀時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)持卡人進(jìn)行安全取款提醒處理。(1)ATM屏幕進(jìn)行文字安全提醒“請(qǐng)注意周圍可疑人群，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失！”;(2)視頻特殊錄制，對(duì)這段時(shí)間的視頻詳細(xì)錄制，以備查案之用。
為了驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性，采用多個(gè)視頻對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,該系統(tǒng)在一定程度上能有效地識(shí)別出持卡用戶與非持卡用戶，與此同時(shí)，也能有效地對(duì)檢測(cè)出ATM取款機(jī)周圍的人臉，并對(duì)取款用戶進(jìn)行有效的提醒。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
如圖4所示，將計(jì)算機(jī)圖像處理應(yīng)用在ATM的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠有效提高ATM服務(wù)的安全性和可靠性，能有效地提高銀行客戶取款的安全性，在一定程度上降低了犯罪率。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中加入人臉檢測(cè)、人臉識(shí)別和多人檢測(cè)功能，極大地方便了值守人員的認(rèn)為監(jiān)控，減少ATM的風(fēng)險(xiǎn)。采用該技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)將有很大的發(fā)展前景，但目前人臉識(shí)別技術(shù)有限，需要繼續(xù)研究以提高人臉識(shí)別準(zhǔn)確率。
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