錢發(fā)華　陳昕　巴業(yè)帥　 江蘇省公安廳科技信息化處

引言

隨著國內(nèi)公安部門信息化建設(shè)的深入發(fā)展，與公民相關(guān)的人臉影像資料和各類信息檔案逐步完善，出入境管理、人口管理等公安專業(yè)系統(tǒng)中均有與人臉照片相關(guān)的信息。人臉識別作為人工智能領(lǐng)域的一項重要技術(shù)，與視頻圖像信息應(yīng)用系統(tǒng)相結(jié)合，可以在不侵犯公民個人自由與尊嚴(yán)的情況下獲取人臉信息，實現(xiàn)公共安全視頻監(jiān)控“全域覆蓋、全網(wǎng)共享、全時可用、全程可控”的建設(shè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用目標(biāo)。

一、現(xiàn)狀與需求

（一）現(xiàn)狀分析

2015年4月13日，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加強社會治安防控體系建設(shè)的意見》，提出將社會治安防控信息化納入智慧城市建設(shè)總體規(guī)劃。近年來，各級公安機關(guān)積極順應(yīng)信息化發(fā)展大勢，充分運用現(xiàn)代科技，深入開展視頻圖像監(jiān)控建設(shè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工作。2017年4月25日，為明確“十三五”期間公共安全科技領(lǐng)域的發(fā)展思路、發(fā)展目標(biāo)、重點任務(wù)和政策措施，科技部制定了《“十三五”公共安全科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》，指出在立體化社會治安防控體系建設(shè)中，要研究智能視覺與警務(wù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。人臉識別作為人工智能領(lǐng)域的一項重要技術(shù)，與視頻圖像信息應(yīng)用系統(tǒng)相結(jié)合，可以在不侵犯公民個人自由與尊嚴(yán)的情況下，準(zhǔn)確獲取人臉信息服務(wù)城市安全治理，提升公共安全視頻監(jiān)控建設(shè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用水平。

在人臉比對系統(tǒng)的建設(shè)大潮中，江蘇公安積極開展了探索實踐，形成了人臉比對系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基本框架，在公安警務(wù)實戰(zhàn)中初步發(fā)揮了應(yīng)用成效。

（二）需求分析

在公安各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，借助人臉識別技術(shù)，提取人臉圖片信息特征進行比對應(yīng)用，是視頻圖像智能化應(yīng)用的趨勢。當(dāng)前，很多地方都開展了靜態(tài)人臉比對和動態(tài)人臉比對應(yīng)用，但是在應(yīng)用實踐中，犯罪分子作案后，通常不會在同一地點長時間停留，有的逃犯甚至洗白身份在異地過上了“正常人”的生活，自由出入檢查站、旅館等公共場所。由于視頻監(jiān)控資源不能異地聯(lián)網(wǎng)共享應(yīng)用，辦案民警想進行跨地域追逃，卻苦于系統(tǒng)無法提供應(yīng)用支撐，極大地削弱了各類基于視頻資源的應(yīng)用效果。為此，需要支持不同地區(qū)人臉比對系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)資源匯聚整合和聯(lián)網(wǎng)共享，實現(xiàn)全域統(tǒng)一應(yīng)用、統(tǒng)一布控，滿足實戰(zhàn)應(yīng)用需要。

二、人臉比對系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用建設(shè)思路

（一）總體架構(gòu)

1. 省級機關(guān)

省廳在公安專網(wǎng)部署省級人臉比對系統(tǒng)，通過對接各類系統(tǒng)中明確人員身份的人臉照片,并整合在逃、涉毒、肇事肇禍精神病等關(guān)注人員數(shù)據(jù)建立基礎(chǔ)人臉庫；根據(jù)業(yè)務(wù)需要，提取基礎(chǔ)人臉庫中的部分關(guān)注人員形成目標(biāo)人臉庫；基礎(chǔ)人臉庫和目標(biāo)人臉庫調(diào)用多算法引擎，提取多算法特征值分別存入基礎(chǔ)人臉特征庫和比對目標(biāo)特征庫；同時，省級系統(tǒng)匯聚全省動態(tài)卡口采集的路人數(shù)據(jù)，包括人臉圖片、路人全身圖片和圖片描述信息，通過省級人臉比對系統(tǒng)進行解析服務(wù)后，將人臉特征和圖片描述信息存入全省路人人臉庫。

2. 市縣機關(guān)

市、縣級部署本級人臉比對系統(tǒng)。其中，在視頻專網(wǎng)，從前端視頻流或圖片流中采集人臉數(shù)據(jù)，經(jīng)過人臉特征抽取和比對服務(wù)，生成路人人臉庫、路人全身庫、路人場景庫、路人特征碼庫和路人描述信息數(shù)據(jù)庫，并實現(xiàn)比對預(yù)警、路人軌跡快速重現(xiàn)等功能。路人人臉庫、全身庫、特征碼、圖片描述信息庫和實時報警信息通過內(nèi)外網(wǎng)安全交互平臺，進入公安專網(wǎng)本級人臉比對系統(tǒng)。在公安專網(wǎng)，各地按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建立基礎(chǔ)人臉庫和目標(biāo)人臉庫，支持?jǐn)?shù)據(jù)上傳。

省市縣三級人臉比對系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用總體框架圖見圖1。其中，人臉綜合服務(wù)包含特征值抽取、安全管理、權(quán)限管理、報警信息上報、路人圖片匯聚等功能，為三級聯(lián)動應(yīng)用提供支撐。上級基礎(chǔ)人臉庫和比對目標(biāo)庫實時下發(fā)至下級（只下發(fā)特征碼），下級跨地域布控需求可以通過上級匯聚（特征碼、照片），由上級通過下發(fā)比對目標(biāo)的方式實現(xiàn)。市、縣級人臉比對系統(tǒng)的路人人臉圖片和圖片描述信息應(yīng)按要求統(tǒng)一匯聚到省級人臉比對系統(tǒng)，在省級系統(tǒng)完成全省路人數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用。

（二）人臉資源庫架構(gòu)

1. 建設(shè)思路

為確保人臉比對系統(tǒng)高效發(fā)揮作用，統(tǒng)一匯集調(diào)配各地人臉資源，省廳統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)人臉資源庫。人臉資源庫按照省廳統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)分級建立，包括基礎(chǔ)人臉庫、目標(biāo)人臉庫和路人圖片庫?；A(chǔ)人臉庫包括常住人口、暫住人口等可以確定人員身份的數(shù)據(jù)，也包括在逃、涉毒、肇事肇禍精神病等各類關(guān)注人員數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于各業(yè)務(wù)警種系統(tǒng)或民警手工采集；目標(biāo)人臉庫由各地根據(jù)業(yè)務(wù)需要從基礎(chǔ)人臉庫中提取形成；路人圖片庫由各地通過人臉比對系統(tǒng)中的人臉綜合服務(wù)模塊逐級匯聚到省廳，以備后續(xù)數(shù)據(jù)分析。省市縣三級人臉資源庫級聯(lián)架構(gòu)圖見圖2。

2. 邏輯架構(gòu)

人臉比對系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖見圖3。自下至上分為五層：最下層為數(shù)據(jù)來源，全省用于人臉比對的數(shù)據(jù)來源多樣，按照來源屬性分為靜態(tài)和動態(tài)兩大類，靜態(tài)數(shù)據(jù)指公安機關(guān)從各種渠道獲取的圖片資源，包括人口庫（含常住人口庫和流動人口庫）、關(guān)注人員庫、出入境人員庫、全國在逃人員庫以及移動終端采集照片等，動態(tài)數(shù)據(jù)指公安機關(guān)從各種視頻監(jiān)控資源采集的數(shù)據(jù)，如從各種人臉卡口獲得的人臉照片和視頻資源等；第二層為人臉庫，將從第一層中獲得的數(shù)據(jù)資源分類，形成基礎(chǔ)人臉庫、比對目標(biāo)庫和路人圖片庫，并從這些分類資源中按照算法提取的人臉特征碼形成特征庫；第三層是人臉比對算法，比對算法基于多算法引擎，能夠根據(jù)實際情況調(diào)用某種算法抽取特征值，主要功能包括1：1比對，1：N比對、N：N比對和動態(tài)人臉比對；第四層和第五層都是基于人臉比對拓展而成的應(yīng)用層。第四層是實戰(zhàn)應(yīng)用，包括人證合一、人口查重、身份認證、路人軌跡、離線視頻分析等；最上層是大數(shù)據(jù)應(yīng)用，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)從海量人臉數(shù)據(jù)資源中以人臉為核心開展分析研判，包括關(guān)系挖掘、同行分析、頻次分析、人員類型分析、行為模式挖掘、落腳點分析等。

人臉比對系統(tǒng)通過級聯(lián)接口與上下級系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互：由省級系統(tǒng)通過級聯(lián)接口發(fā)起布控、檢索指令，并將布控照片抽取的特征碼下發(fā)給相應(yīng)的市縣級系統(tǒng)，建立前端目標(biāo)特征庫，在視頻專網(wǎng)實現(xiàn)實時比對。比對命中預(yù)警信息由比中地系統(tǒng)推送至省級系統(tǒng)，并同步推送到對應(yīng)的單位和用戶。市、縣級人臉比對系統(tǒng)的路人人臉圖片和圖片描述信息應(yīng)按全省標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一匯聚到省級系統(tǒng)，形成全省路人圖片庫。同時，級聯(lián)接口還應(yīng)支持市、縣級系統(tǒng)上傳人臉特征和圖片描述信息到省級系統(tǒng)，以適應(yīng)將來前端采集數(shù)據(jù)規(guī)模過大時，通過人臉特征實現(xiàn)上下級系統(tǒng)的聯(lián)動應(yīng)用。

三、人臉比對系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用功能設(shè)計

人臉比對系統(tǒng)通過全省聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的方式，將局部零星的人臉數(shù)據(jù)匯集在一個大的數(shù)據(jù)池里，對其進行深度分析、處理和挖掘，充分發(fā)揮人臉數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值。主要包括省市縣聯(lián)動應(yīng)用、多算法引擎集成、人臉資源庫和大數(shù)據(jù)匯聚分析等功能，相關(guān)功能介紹和展示如下：

（一）省市縣聯(lián)動應(yīng)用

省市縣聯(lián)動應(yīng)用（功能界面見圖4），是通過建立全省互通聯(lián)動的人臉比對功能和靈活高效的授權(quán)策略，在保障數(shù)據(jù)資源安全的前提下，實現(xiàn)各級系統(tǒng)之間人臉數(shù)據(jù)聯(lián)通共享與系統(tǒng)功能聯(lián)動應(yīng)用的目標(biāo)。

（二）多算法引擎

對于全省范圍內(nèi)存在的多家人臉識別算法引擎，在人臉比對系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中進行集成應(yīng)用（功能界面見圖5），實現(xiàn)多算法引擎檢索、展示、特征值抽取、下發(fā)等功能。既解決了多廠家軟件不能統(tǒng)一界面登錄的問題，也解決了不同廠家特征數(shù)據(jù)和人臉數(shù)據(jù)不能共享比對的問題。

（三）人臉資源庫

人臉資源庫按照全省統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)分級建立（功能界面見圖6），主要包括?？趲?、二代證庫、出入境庫等基礎(chǔ)人臉庫和在逃、涉毒、肇事肇禍精神病人等關(guān)注目標(biāo)庫?？梢栽谌》秶鷥?nèi)提供圖片下載、信息查詢、人臉庫實時同步等接口服務(wù)。

（四）大數(shù)據(jù)匯聚分析

通過聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，將全省動態(tài)視頻識別抓拍的人臉圖片匯聚到省廳人臉比對系統(tǒng)，在省級系統(tǒng)完成全省路人數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用，隨著人臉數(shù)據(jù)的不斷積累與豐富，通過關(guān)聯(lián)整合其他信息資源，對時間、地點、人物等要素進行大數(shù)據(jù)分析，建立基于人的大數(shù)據(jù)深度挖掘體系，搭建人與人、人與物、人與地點的多維度關(guān)系模型，實現(xiàn)諸如全省路人軌跡分析（功能界面見圖7）、頻繁路人分析、落腳點分析、晝伏夜出分析、同行關(guān)系分析等功能。

四、初步建設(shè)成效

以省廳人臉比對系統(tǒng)為例，經(jīng)過半年多的研發(fā)部署和試點應(yīng)用，目前已經(jīng)完成對全省?？凇⒍C、出入境、在逃、禁毒、居住證等多個人臉庫的建設(shè)（人臉庫數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況見圖8），匯聚人臉照片數(shù)量超過1.6億張。

人臉比對系統(tǒng)在全省公安機關(guān)試點應(yīng)用期間，累計提供檢索比對服務(wù)54995次，比中嫌疑人員897名，抓獲犯罪嫌疑人392名，破獲案件327起，有效提升了民警辦案效率。通對全省人臉照片信息采集，結(jié)合GIS地圖以及各類公安業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，持續(xù)開發(fā)完善相關(guān)實戰(zhàn)應(yīng)用功能，將傳統(tǒng)的圖像查看應(yīng)用模式轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像數(shù)據(jù)研判應(yīng)用模式，提高了公安機關(guān)偵查破案和治安防控水平，挖掘了視頻圖像資源的利用價值，增強了人民群眾對公安工作的滿意度。

五、結(jié)語

近年來，人臉比對技術(shù)已經(jīng)逐步在各地公安機關(guān)開展建設(shè)應(yīng)用，通過研究建設(shè)省市縣三級人臉比對系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)，打破了地區(qū)和部門之間人臉數(shù)據(jù)應(yīng)用壁壘，探索開展了人臉大數(shù)據(jù)資源聯(lián)網(wǎng)共享與研判應(yīng)用，打造平安建設(shè)新的增長點。