□ 文/吳立新 路大為

人臉識別比對技術(shù)作為視頻圖像深度應(yīng)用的一項新興技術(shù)，在公安實戰(zhàn)中起到的作用越來越顯著，靜態(tài)人臉識別比對系統(tǒng)經(jīng)過近幾年的飛速發(fā)展，已較為成熟，因其應(yīng)用場景較為單一，在此不做贅述。動態(tài)人臉識別比對技術(shù)和靜態(tài)人臉識別比對技術(shù)既有區(qū)別也有聯(lián)系，它是以人臉抓拍照片結(jié)構(gòu)化為基礎(chǔ)，由前端視頻/圖片采集和人臉檢測、網(wǎng)絡(luò)傳輸、后端特征提取、比對識別及布控報警等一系列流程組成，業(yè)務(wù)流程和戰(zhàn)法應(yīng)用較靜態(tài)人臉比對要復(fù)雜和豐富得多。目前，天津市公安局在全市機場、車站、綜合商業(yè)體等人流密集區(qū)域建設(shè)了1000余路人臉抓拍點位，在市局搭建了系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)對前端抓拍人臉信息的實時匯聚、結(jié)構(gòu)化解析，并對關(guān)注目標開展全網(wǎng)布控和分級報警。

隨著公安維穩(wěn)安保工作的不斷加強，在一些大型活動安保、臨時應(yīng)急處突等場景，利用已建成的固定點位動態(tài)人臉采集前端開展動態(tài)人臉比對已越來越不能滿足實戰(zhàn)需要，因此開發(fā)一款基于4G回傳、多場景快速布控的移動人臉布控前端的需求越來越迫切。2017年，天津市公安局圖偵技防總隊結(jié)合實戰(zhàn)需求，自主研發(fā)設(shè)計了一款移動式人臉識別比對系統(tǒng)，可在車站、碼頭等專網(wǎng)未鋪設(shè)的重點部位進行快速移動部署，實現(xiàn)對人臉信息的采集，通過4G網(wǎng)絡(luò)回傳至后端解析中心，實現(xiàn)人臉數(shù)據(jù)的比對，從而有效地對在逃人員、重點人員等關(guān)注目標進行實時布控、即時預(yù)警，為安保維穩(wěn)工作提供重要的技術(shù)支撐。

系統(tǒng)架構(gòu)

移動式人臉識別比對系統(tǒng)由三部分組成：一是前端移動式人臉采集設(shè)備，可將過往行人人臉照片進行實時檢測和采集；二是無線傳輸，將前端采集的人臉照片、GPS位置信息等數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)回傳至后端解析中心；三是后端解析應(yīng)用，通過搭建人臉結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)存儲、應(yīng)用平臺等多臺服務(wù)器，對接收到的人臉照片進行特征提取和實時比對，對接收到的GPS信號進行地圖定位，與市局動態(tài)人臉識別比對系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)對接，實現(xiàn)關(guān)注目標的實時預(yù)警。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

▲圖1

建設(shè)內(nèi)容

前端人臉采集設(shè)備

前端人臉采集設(shè)備作為移動式人臉識別比對系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提供者，是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，包括了移動設(shè)備箱、前端采集攝像機、攝像機支架、4G無線圖傳模塊、箱體電源防雷模塊、前端GPS模塊、數(shù)據(jù)交換模塊和UPS電源。組成圖如圖2所示。

▲圖2

移動設(shè)備箱：箱體采用高強度金屬材質(zhì)，抗沖擊能力強，不易形變，預(yù)留2個支架安裝位置，以及外接電源及網(wǎng)絡(luò)接線口，具備鎖閉功能。具備室外自然環(huán)境防腐蝕、防銹蝕特性，具備防水能力。箱體底部帶有萬向轉(zhuǎn)輪，具備鎖定功能，可穩(wěn)定支撐箱體上加裝的伸縮支架及攝像頭設(shè)備，具備抗風防抖動能力。內(nèi)部設(shè)計預(yù)留安裝位置，具備GPS模塊、本地數(shù)據(jù)交換模塊、供電模塊、4G無線圖傳模塊，可外接本地顯示模塊等，具備抗震能力。

攝像機支架：可與移動設(shè)備箱便捷固定，采用高強度金屬材質(zhì)、不易形變、可伸縮，安裝至設(shè)備箱后，攝像頭舉高高度可在3米范圍內(nèi)手動調(diào)節(jié)，不影響整體穩(wěn)定性。

內(nèi)置電源模塊：內(nèi)置UPS電源模塊是為滿足前端人臉采集、數(shù)據(jù)交換、無線傳輸?shù)仍O(shè)備的供電需求，以保證獲得穩(wěn)定、可靠的電源服務(wù)。因此設(shè)計設(shè)備箱內(nèi)置電源模塊功率大于1000VA，在外接電源中斷時，可持續(xù)供電大于2小時。

箱體電源防雷模塊：因前端人臉采集設(shè)備使用場景的不確定，且系統(tǒng)工作需要一個穩(wěn)定可靠，能獨立運行的工作環(huán)境，因此設(shè)計有電源防雷模塊，采用工作電壓：Un（AC）AC220V/50Hz，限制電壓UP：1.4KV，放電電流 In：20KA，響應(yīng)時間 Ta：25 ns，最大后備保險絲強度：63A的性能。

4G無線圖傳模塊：設(shè)計為支持多種網(wǎng)絡(luò)的4G無線路由器，提供前端人臉照片傳輸至后端解析中心的鏈路通道。

數(shù)據(jù)交換模塊：箱體內(nèi)配置8口交換機組建的局域網(wǎng)，將前端人臉比對設(shè)備與管理端互聯(lián)，完成數(shù)據(jù)信息的傳遞和交互。

前端GPS模塊：采集設(shè)備箱位置信息回傳至后端，可實現(xiàn)位置信息在電子地圖上的實時展示。

網(wǎng)絡(luò)傳輸

天津市公安局與北訊集團天津分公司、中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司天津市分公司合作，建立了4G無線專網(wǎng)與視頻監(jiān)控網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)銜接，實現(xiàn)視頻監(jiān)控網(wǎng)與4G專網(wǎng)內(nèi)設(shè)備實現(xiàn)互訪，該系統(tǒng)即利用北訊和聯(lián)通專網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的回傳。

▲圖3

后端解析中心

后端解析中心由人臉識別服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器、GPS服務(wù)器、對接服務(wù)器等硬件設(shè)備和人臉實戰(zhàn)應(yīng)用平臺組成（見圖3所示）。通過對接收前端人臉采集設(shè)備回傳的人臉照片進行特征提取、信息比對，開展關(guān)注人員的布控報警。

人臉解析

后端中心人臉識別服務(wù)器與前端移動式人臉采集設(shè)備建立良好的網(wǎng)絡(luò)通信，前端人臉采集攝像機在人臉識別服務(wù)器上進行注冊，采集人臉視頻后通過無線圖傳模塊將實時視頻流傳輸至人臉識別服務(wù)器進行分析處理。

數(shù)據(jù)存儲

后端中心采用集中存儲架構(gòu)，包括3臺16盤位NVR磁盤陣列，可對前端人臉采集攝像機視頻存儲90天，對前端人臉采集圖片數(shù)據(jù)存儲90天。采用智能緩存補錄、動態(tài)碼流直存和N+M熱備方案，有效保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲安全，具有系統(tǒng)處理性能高、數(shù)據(jù)存儲安全性高、數(shù)據(jù)檢索速度快和系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測全面等特點

GPS信息回傳

后端中心部署GPS服務(wù)器，利用NNEA-0183協(xié)議與前端設(shè)備中的GPS模塊建立通信，通過4G無線圖傳模塊將位置信息傳輸至GPS服務(wù)器進行處理，并在電子地圖上實時顯示前端設(shè)備地理位置。

數(shù)據(jù)對接

后端解析中心系統(tǒng)與視頻監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)的人像數(shù)據(jù)庫平臺對接，將本系統(tǒng)內(nèi)的人臉抓拍圖片上傳至市局人臉平臺做進一步的分析應(yīng)用，實現(xiàn)市局公安實戰(zhàn)應(yīng)用的信息數(shù)據(jù)高度集成，為各部門進行各項實戰(zhàn)業(yè)務(wù)提供人臉識別技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐（如圖4所示）。

實戰(zhàn)應(yīng)用

通過利用上述硬件設(shè)備的搭建，在視頻監(jiān)控網(wǎng)部署了一套人臉實戰(zhàn)應(yīng)用平臺，作為重點人員比對、布控報警、分析研判的實戰(zhàn)應(yīng)用界面。

人臉檢索

可根據(jù)時間、地點以及抓拍人員的性別、年齡段、是否戴眼鏡等人臉屬性信息進行抓拍圖片查詢，點擊查詢記錄即可查看圖片和相關(guān)信息。

可實現(xiàn)以人臉搜人臉的功能，通過輸入人臉照片，可查詢到該人員的其他抓拍記錄。所有被抓拍的路人被自動存入路人庫，當上傳一張查詢照片，系統(tǒng)可在路人記錄中快速搜索與上傳照片相似的人臉，如果找到相似人臉，則按照相似度排位返回結(jié)果。

布控報警

可根據(jù)工作需要把要關(guān)注人員的信息（包含姓名、性別、身份證號、人臉照片等信息）加入到比對數(shù)據(jù)庫，按照時間、地點、相似度報警閥值等信息，對關(guān)注人員進行布防。系統(tǒng)對在各處抓拍的人臉照片與比對數(shù)據(jù)庫中的人臉特征數(shù)據(jù)實時比對，如果人臉的相識度達到設(shè)定報警閥值，系統(tǒng)會自動通過聲音提示、視覺信息提示等方式進行預(yù)警，提醒執(zhí)勤和監(jiān)控管理人員，采取進一步處理措施。

▲圖4

系統(tǒng)將前端攝像頭抓拍到的人臉圖像和報警庫中的“黑名單”人員作匹配，并實現(xiàn)實時報警。當目標人出現(xiàn)于攝像機畫面時，報警延遲＜3s。當布控庫為10000人且誤報率為1%時，漏報率＜5%。對于布控結(jié)果，工作人員可以在系統(tǒng)界面上可通過攝像頭、時間范圍、是否報警等指定條件進行檢索。

軌跡分析

平臺可實現(xiàn)人臉軌跡分析功能，對于輸入的人臉照片，通過檢索所有點位的人臉抓拍記錄，查詢和分析關(guān)注人員的行動軌跡路線，為公安機關(guān)破案提供有效線索。（如圖5所示）

▲圖5

多布控庫管理

平臺可以同時管理多個布控人員名單庫，支持目標庫的增加、刪除和修改；同時支持布控人臉照片的單張導入和批量導入功能，可以靈活選擇目標庫進行布控，可設(shè)置不同聯(lián)動預(yù)案和處置方式。

分級管理

平臺支持可設(shè)定預(yù)警判斷閾值或針對報警級別進行分類顯示。對視頻中的警情可實現(xiàn)預(yù)警提醒，系統(tǒng)預(yù)警閾值可自動設(shè)定，并可聯(lián)動不同的預(yù)案。還可以對報警進行分級管理，對布控人臉信息進行分級設(shè)置，并以不同顏色進行區(qū)分，報警后可聯(lián)動不同預(yù)案進行對應(yīng)處理。

典型應(yīng)用

中華人民共和國第十三屆全國運動會于2017年8月—9月期間在天津市舉行，在此期間，為了保證全運會的順利召開，確保開幕式和閉幕式以及運動員、教練員、媒體人員以及工作人員的安全有序的開展賽會各項比賽，天津市公安局在開、閉幕式場館全運村等重要部位進出口的安檢通道部署了移動式人臉識別比對系統(tǒng)，系統(tǒng)后臺部署白名單和黑名單兩類人員庫（白名單庫為參會人員、安保人員、工作人員等活動參與人員），黑名單庫為在逃人員、嫌疑人員等重點關(guān)注目標），通過部署在重點區(qū)域的前端人臉采集設(shè)備對進入?yún)^(qū)域的人員進行人臉檢測和采集，并與后端數(shù)據(jù)庫進行實時比對，實時對通行人員身份進行甄別，其精準識別、實時報警的特點為公安民警進行安全保衛(wèi)提供了重要的技術(shù)支撐。這樣的安保方式，既不需要參與活動的刻意配合，也不愿需要對人員身份證件進行逐一檢查，在保證活動進行的流暢和有序的情況下，“悄無聲息”就完成了參與活動人員的甄別和核驗。

結(jié)束語

天津市公安局作為全國第一家組建視頻圖像建設(shè)、管理、維護、研究和應(yīng)用專業(yè)隊伍的省級公安機關(guān)，緊貼實戰(zhàn)聚力攻關(guān)，自主研發(fā)設(shè)計了基于4G回傳的移動式人臉識別比對系統(tǒng)，用于大型活動安保維穩(wěn)、突發(fā)案事件處置等公共安全領(lǐng)域，是強化社會治安、維護社會穩(wěn)定的又一科技利劍，提升了公共安全應(yīng)用和科技含量和實戰(zhàn)效率。