張凡軍

摘 要：監(jiān)獄、戒毒所、看守所等關(guān)押高度危險(xiǎn)人員的特殊場(chǎng)所的安全問題關(guān)系到社會(huì)的安定和人民群眾人身安全。隨著科技的不斷發(fā)展，人臉識(shí)別技術(shù)作為一種新興事物逐漸走入人們的視野，向科技要安全成為一種迫切的需求。人臉識(shí)別技術(shù)是一種目前應(yīng)用比較成熟的生物特征識(shí)別技術(shù)，是指利用分析比較的電腦技術(shù)識(shí)別人臉?；竟ぷ髟硎抢脭z像機(jī)采集人臉的圖像或視頻，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，并通過對(duì)智能比對(duì)分析，以達(dá)到個(gè)體身份甄別的目的。相關(guān)技術(shù)主要分為人臉圖像采集和智能比對(duì)識(shí)別兩大部分。近年來，人臉識(shí)別系統(tǒng)在公安、金融、社保、教育等系統(tǒng)以及和娛樂化應(yīng)用上迅速發(fā)展，在法院、安檢、監(jiān)獄等多個(gè)領(lǐng)域得到了實(shí)際部署。特別是在江蘇監(jiān)獄系統(tǒng)在民警進(jìn)出監(jiān)獄大門的控制上增加了人臉識(shí)別技術(shù)的運(yùn)用，在防止關(guān)押人員越獄方面增加了安全防范的水平。

關(guān)鍵詞：人臉識(shí)別；監(jiān)獄信息化；應(yīng)用

1、前言

隨著監(jiān)獄視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造工作的推進(jìn)，高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化視頻應(yīng)用到大多數(shù)的監(jiān)獄中，但智能化改造仍然未能實(shí)現(xiàn)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺乏充足智能化程度情況下，系統(tǒng)監(jiān)控會(huì)存在較大的被動(dòng)性，無法分析視頻，導(dǎo)致視頻系統(tǒng)僅能發(fā)揮錄像作用，事前行為預(yù)警、事中研判報(bào)警并不能進(jìn)行，影響了管理效果。為解決這一問題，在進(jìn)行監(jiān)獄視頻監(jiān)控系統(tǒng)信息化建設(shè)過程中，需應(yīng)用人臉識(shí)別技術(shù)，構(gòu)建智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提高管理效率，使監(jiān)獄安全得到保障。

2、總體設(shè)計(jì)思路

傳統(tǒng)的人臉識(shí)別技術(shù)在人臉圖像采集這個(gè)環(huán)節(jié)，存在如檢測(cè)準(zhǔn)確率不高，漏抓誤報(bào)比較多，人臉抓拍不清晰，圖像質(zhì)量不理想等問題。主要原因有兩點(diǎn)：一、人臉的相似性，所有的人臉的結(jié)構(gòu)及人臉器官的結(jié)構(gòu)外形都很相似，在加上化妝的掩蓋更是增加了識(shí)別的難度；二、人臉的易變性，人臉的外形不穩(wěn)定會(huì)受到口罩、墨鏡、頭發(fā)、胡須等的影響，不同表情、角度相差很大，特別是光照條件（例如白天和夜晚，室內(nèi)和室外等）的變化。這也是傳統(tǒng)主要基于可見光圖像的人臉識(shí)別的難點(diǎn)之所在。在監(jiān)獄門禁系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，在光照發(fā)生變化時(shí)，識(shí)別效果會(huì)急劇下降，不僅起不到作用而且影響直接正常通行。

基于紅外與可見光融合的多光源人臉識(shí)別方法是人臉識(shí)別技術(shù)的一項(xiàng)革命性創(chuàng)新?？梢姽馐枪庾V中人眼可以感知的部分，可見光譜沒有精確的范圍，一般人的眼睛可以感知可見光的波長在400到700納米之間。自然界中，除人眼可見的光線外，還存在著紅外、紫外等不可見的光線。由于可見光圖像受光源影響較大，而單純的紅外圖像可以獨(dú)立光源，但對(duì)溫度變化比較敏感。工作原理是對(duì)紅外與可見光人臉圖像分別采用PCA與線性辨別分析相結(jié)合的方法進(jìn)行特征提取和識(shí)別，并利用獲得的識(shí)別結(jié)果與它們各自的置信度進(jìn)行決策融合，并確定最終的人臉識(shí)別結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明，可以有效提高人臉識(shí)別性能和對(duì)各種應(yīng)用環(huán)境的適用性，有效的消除可見光變化對(duì)人臉識(shí)別的影響。由于這種技術(shù)不僅僅增加了特征識(shí)別源，而且深度優(yōu)化了算法所以在精度、穩(wěn)定性和速度方面的整體系統(tǒng)性能超過三維圖像人臉識(shí)別和熱成像人臉識(shí)別，已經(jīng)取得了卓越的識(shí)別性能。

規(guī)劃建設(shè)監(jiān)獄安防控制系統(tǒng)時(shí)，出發(fā)點(diǎn)應(yīng)為大局實(shí)際需求，即維護(hù)政治穩(wěn)定、治安良好，核心指導(dǎo)思想堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展，逐漸的實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)警的目的，促使獄警戰(zhàn)斗力在相應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)上不斷提高，進(jìn)而提升監(jiān)獄綜合安防能力。設(shè)計(jì)智能監(jiān)控系統(tǒng)過程中，要對(duì)實(shí)際的系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求做出充分考慮，之后將人臉識(shí)別技術(shù)、人群分析技術(shù)等應(yīng)用到系統(tǒng)建設(shè)中，同時(shí)，要與監(jiān)獄業(yè)務(wù)工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，有效的整合技術(shù)與業(yè)務(wù)，保證系統(tǒng)建設(shè)的合理性與科學(xué)性。另外，智慧視頻系統(tǒng)建設(shè)之后，要能良好的對(duì)接主流監(jiān)控廠商生產(chǎn)出來的視頻監(jiān)控平臺(tái)，提供的API接口具有標(biāo)準(zhǔn)化。

3、分系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)

3.1人臉識(shí)別系統(tǒng)

智慧視頻系統(tǒng)中，人臉識(shí)別系統(tǒng)是關(guān)鍵組成部分之一，設(shè)計(jì)時(shí)，要具備人臉比對(duì)、告警輸出、告警信息記錄管理、目標(biāo)庫管理、布控任務(wù)管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史記錄與視頻源配置管理功能。在性能方面，要滿足如下要求：非監(jiān)控名單誤報(bào)率應(yīng)控制在5%之內(nèi)；系統(tǒng)注冊(cè)失敗率要控制在1%之內(nèi)；監(jiān)控名單對(duì)象誤識(shí)率控制在10%之內(nèi)；監(jiān)控名單對(duì)象漏報(bào)率控制在5%之內(nèi)；單幀視頻圖像檢測(cè)人臉最大數(shù)量要超過30，而識(shí)別人臉最大數(shù)量要超過20；系統(tǒng)檢測(cè)識(shí)別報(bào)警響應(yīng)時(shí)間控制在2s內(nèi)；系統(tǒng)平均響應(yīng)時(shí)間控制在3s內(nèi)。人臉識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別人臉時(shí)，流程為動(dòng)態(tài)人臉比對(duì)、圖片檢索人臉比對(duì)、1：1檢索。在動(dòng)態(tài)人臉比對(duì)階段，先進(jìn)行人臉實(shí)時(shí)抓拍，一方面，能夠全面的采集、存儲(chǔ)人臉信息，另一方面，使原視頻存儲(chǔ)需求的存儲(chǔ)設(shè)備顯著減少，并擇優(yōu)存儲(chǔ)，促進(jìn)占用存儲(chǔ)空間的降低；之后進(jìn)行人臉動(dòng)態(tài)比對(duì)。在圖片檢索人臉比對(duì)階段，需檢索人臉圖片由平臺(tái)客戶端提交后，與服務(wù)器中存儲(chǔ)的特征數(shù)據(jù)做出對(duì)比，形成比對(duì)結(jié)果后，展現(xiàn)在平臺(tái)中。在1：1檢索階段，主要是比對(duì)兩張模糊圖像，判斷這兩個(gè)圖像是否屬于同一人。人臉識(shí)別系統(tǒng)在監(jiān)獄的AB門系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、人臉軌跡系統(tǒng)、點(diǎn)名系統(tǒng)中應(yīng)用，本文以AB門系統(tǒng)為例，闡述其具體應(yīng)用。

在監(jiān)獄中，AB門是指人員通道，車輛通道并不包含其中。常態(tài)下，獄警與來訪人員均通過AB門進(jìn)出監(jiān)獄，獄警調(diào)入監(jiān)獄后，人臉系統(tǒng)人臉底庫中即已錄入其人臉圖片，來訪人員進(jìn)入監(jiān)獄前，身份登記與人臉照片均在入口處進(jìn)行。由A門進(jìn)入監(jiān)獄，至B門時(shí)，攝像頭（A門處）會(huì)實(shí)施拍攝進(jìn)入人員的人臉，比對(duì)后臺(tái)人臉底庫，如匹配庫中人臉，智慧視頻系統(tǒng)向A門門磁或道閘推送信號(hào)，A門打開，人員進(jìn)入后到達(dá)緩沖區(qū)，關(guān)閉A門，通過緩沖區(qū)域檢測(cè)后，B門再次檢測(cè)人臉，允許人員進(jìn)入到監(jiān)區(qū)。B門至A門的出監(jiān)獄流程基本與進(jìn)入時(shí)相同。特殊情況下，值班室可將關(guān)閉按鈕緊急按下，使A/B門被強(qiáng)行閉鎖，若外力強(qiáng)行破壞AB門，全監(jiān)區(qū)均會(huì)受到告警信號(hào)。

3.2前端設(shè)計(jì)

以高清攝像機(jī)作為人臉識(shí)別前端，安裝時(shí)要符合相應(yīng)的依據(jù)，確保捕捉的人臉圖像質(zhì)量較高，促進(jìn)識(shí)別率的提升。高清攝像機(jī)安裝在人員卡口時(shí)，要處于監(jiān)控區(qū)域正前方，左右兩側(cè)均可進(jìn)行30°以內(nèi)的偏轉(zhuǎn)，俯視角度也要控制在30°之內(nèi)；架設(shè)高度應(yīng)超過2米，但最高為3.5米；逆光環(huán)境要盡量避開。重要人員卡口點(diǎn)位如果與安裝要求不符合，需適當(dāng)調(diào)整設(shè)備安裝環(huán)境。

3.3存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

存儲(chǔ)系統(tǒng)也是智能視頻系統(tǒng)中的重要組成部分，存儲(chǔ)內(nèi)容主要包含人臉注冊(cè)庫、人臉抓拍庫、告警記錄、視頻錄像。人臉注冊(cè)庫中，于標(biāo)準(zhǔn)人臉庫內(nèi)存儲(chǔ)人臉圖片、人臉特征數(shù)據(jù)、人員身份信息，部署工作可由監(jiān)獄內(nèi)部?jī)?yōu)先進(jìn)行。

4、結(jié)語

鑒于監(jiān)獄所關(guān)押的都是高危人群，安全防范技術(shù)亟待完善的重要性越來越得到重視，全新的監(jiān)獄安防理念和人臉識(shí)別技術(shù)的運(yùn)用能夠快速地識(shí)別關(guān)押人員及出入人員的身份，有效地進(jìn)行陌生人監(jiān)控預(yù)警以及加強(qiáng)工作信息的保密等等。隨著時(shí)代的進(jìn)步，監(jiān)獄戒毒所、看守所等特殊場(chǎng)所的科技運(yùn)用將推動(dòng)安全保衛(wèi)工作不斷的向縱深發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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