羅 軍 鄧健威 邱曉彬 肖孟尚

（廣東機(jī)場白云信息科技有限公司，廣東 廣州 510470）

引言

截至2020年，中國現(xiàn)有241座民用機(jī)場，包括待建的民用機(jī)場共有300多座。隨著機(jī)場數(shù)量快速增加，機(jī)場工作人員數(shù)量也將大幅增長，無形中增加了機(jī)場安防管理的負(fù)擔(dān)。如何通過新手段、新技術(shù)、新理念提升機(jī)場安防管控的模式是我們研究的重要方向。

一、研究方向

本文研究方向以新一代信息技術(shù)為支撐，通過人臉識別視頻分析技術(shù)[1]，建立防尾隨視頻分析平臺，為機(jī)場管理人員提供信息化安防管理策略，進(jìn)而提升整體的管理效能的目標(biāo)。本文對基于人臉識別的機(jī)場防尾隨視頻分析應(yīng)用研究進(jìn)行探索，并提供建設(shè)基于人臉識別的視頻分析防尾隨門禁應(yīng)用可行性方案。

國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們出行方式的轉(zhuǎn)變，機(jī)場的吞吐量日益劇增，這對機(jī)場的安全、運(yùn)營、服務(wù)管理都提出了更加嚴(yán)格的要求[2]。目前國內(nèi)外的機(jī)場基本都不同程度上引入門禁系統(tǒng)，對推動機(jī)場安防管理有積極的推進(jìn)作用。通過人臉識別的視頻分析搭建的門禁平臺，可為機(jī)場管理打造更智慧、更高效、更安全的安防管理模式。

二、人臉智能識別防尾隨門禁應(yīng)用研究

1.人臉智能識別定義

人臉識別是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)。用相機(jī)設(shè)備采集包含人臉的圖像信息，并自動檢測和跟蹤圖像中的人臉，然后對被檢測到的人臉信息進(jìn)行人臉識別的一系列相關(guān)技術(shù)，通常稱為人像識別、人臉識別。

人臉識別主要包含幾個部分，一是人臉圖像采集與檢測；二是人臉圖像預(yù)處理；三是人臉圖像特征提?。凰氖侨四樒ヅ渑c識別。

2.防尾隨設(shè)計(jì)思路

防尾隨技術(shù)依托于信息技術(shù)，通過采用視頻分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)防尾隨的告警和追蹤。防尾隨設(shè)計(jì)主要分為，人臉獲取、數(shù)據(jù)比對、異常告警和追查，三個部分。通過視頻人臉獲取，經(jīng)過獲取后的人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行和人臉庫數(shù)據(jù)比對和卡片信息算法比對，比對結(jié)果一致則不產(chǎn)生告警，比對結(jié)果存在差異，現(xiàn)場告警以及后臺告警管理人員。進(jìn)行違規(guī)上報(bào)處理，形成違規(guī)工單，進(jìn)行追責(zé)處置，同時鎖定刷卡人人臉信息，便于在機(jī)場范圍內(nèi)隨時查找違規(guī)人員。

由智能閘機(jī)與門禁控制器、人臉識別和聯(lián)動設(shè)備（包括攝像機(jī)、報(bào)警器等）設(shè)備結(jié)合構(gòu)成的，具有對人員出入控制、實(shí)時監(jiān)控、保安防盜報(bào)警等多種功能的出入口管理控制系統(tǒng)（如圖1所示）。

圖1 人員進(jìn)入閘機(jī)流程圖

防尾隨門禁應(yīng)用架構(gòu)如圖2所示。

圖2 應(yīng)用架構(gòu)

首先，訪客通過刷卡或者是人臉平板的方式進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證成功后進(jìn)行確認(rèn)授權(quán)，前端的攝像頭抓拍人臉進(jìn)行保存，當(dāng)有人員尾隨進(jìn)入安防門，攝像機(jī)進(jìn)行人臉識別比對，刷卡人數(shù)和進(jìn)入安防門人數(shù)或刷卡人和進(jìn)入安防門不一致時，控制器觸發(fā)報(bào)警，提醒刷卡人。

其次，人臉分析盒對抓拍的尾隨人員人臉進(jìn)行去重，歸類整合進(jìn)入到尾隨人員庫，同時抓拍到的人臉傳送至后臺控制室的指揮大屏，并立即生成違規(guī)事件上報(bào)，鎖定防尾隨人員。

當(dāng)防尾隨人員再次尾隨出門禁時，觸發(fā)攝像機(jī)進(jìn)行人臉抓拍，閘機(jī)控制器報(bào)警，信息數(shù)據(jù)傳至服務(wù)器保存。同時記錄防尾隨人員的違規(guī)次數(shù)和違規(guī)檔案，建立個人的360視圖和行為標(biāo)簽，以便于人員的開卡和進(jìn)出權(quán)限管理，并作為日常管理的考核依據(jù)之一，達(dá)到數(shù)據(jù)驅(qū)動日常管理的運(yùn)行模式。

3.防尾隨門禁功能分析

3.1 智能人臉識別。通過視頻監(jiān)控進(jìn)行圖像獲取以及預(yù)處理，人臉檢測比對等步驟，建立人臉數(shù)據(jù)庫[3]。在個人防尾隨系統(tǒng)工作時，對新采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理，特別對于人臉提取出各自的特征值，如年齡、身高、疾病、角度、表情、光照、面部特征、皺紋、頭發(fā)、眼睛、膚色等。將提取出來的特征值與人臉數(shù)據(jù)庫的人臉圖像特征值進(jìn)行對比分析，獲得相似度，相似度匹配上，則將指令傳給控制器進(jìn)行開門，否則安防門緊閉。

3.2 視頻監(jiān)控分析。視頻識別分析，通過視頻分析人臉比對，判斷刷卡人和進(jìn)出人員是否為同一人，當(dāng)異常時提示告警，后臺人員可以快速進(jìn)行違規(guī)處理。

智能視頻分析技術(shù)的領(lǐng)域是人工智能中的模式識別。將核心算法嵌入到DSP中，通過智能的分析和訓(xùn)練提取人員和車輛的各種行為模式，得到智能核心算法。在實(shí)際過程應(yīng)用中，通過對物品進(jìn)行對比和分析比較，自動跟蹤識別采集到的視頻圖像屬于哪種物體和行為，實(shí)現(xiàn)標(biāo)記目標(biāo)的幀周長和動作行為實(shí)時動態(tài)軌跡的自定義標(biāo)簽，進(jìn)行預(yù)警和實(shí)時報(bào)警，觸發(fā)視頻，通過網(wǎng)絡(luò)上傳。

視頻識別分析是智能監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的第三階段“機(jī)器眼睛”+“大腦”中的“大腦”的機(jī)器部分，利用機(jī)器的“大腦”判斷視頻圖像監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析提取特征形成算法進(jìn)入機(jī)器，形成“腦”機(jī)，對視頻圖像進(jìn)行自動檢測分析，并作出報(bào)警或其他動作。通過使用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，并通過預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)一步過濾視頻屏幕無用或干擾信息，自動提取視頻中的關(guān)鍵有用的信息來源，所以相機(jī)不僅成為人的眼睛，也使計(jì)算機(jī)成為人們的大腦。當(dāng)前人工運(yùn)營檢查核對的模式已不能適應(yīng)中國高速增長的業(yè)務(wù)量，單純通過增加人員的粗暴式已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)的日常運(yùn)營，并且會進(jìn)一步帶來管理成本和溝通成本。未來的方向更加注重垂直領(lǐng)域的精細(xì)化運(yùn)營和管理，通過技術(shù)驅(qū)動業(yè)務(wù)的發(fā)展，必然是重要的業(yè)務(wù)方向。因此智能視頻監(jiān)控技術(shù)作為一種前沿應(yīng)用，反映了未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化、智能化、多元化的必然發(fā)展趨勢。

3.3 防尾隨策略。傳統(tǒng)的防尾隨涉及一種基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法，基于步態(tài)模式追蹤的多人檢測算法的防尾隨通道包括防尾隨通道、中央控制模塊和紅外對射傳感器，該防尾隨通道具有入口和出口，該入口和出口處均設(shè)置用于阻擋人進(jìn)入通行的阻攔裝置，紅外對射傳感器在防尾隨通道壁成對設(shè)置，該于步態(tài)模式追蹤多人檢測算法的防尾隨通道還包括有數(shù)據(jù)處理模塊和信息提示模塊，該中央控制模塊與紅外對射傳感器、防尾隨通道出口和入口處的阻攔裝置、數(shù)據(jù)處理模塊和信息提示模塊連接，紅外對射傳感器與數(shù)據(jù)處理模塊連接，該紅外對射傳感器至少分為兩組，并以每組至少兩對的方式在防尾隨通道內(nèi)沿與通道地面平行的方向設(shè)置[4]。

機(jī)場防尾隨基于人臉識別的視頻分析技術(shù)，抓拍人臉信息，和后臺人臉庫進(jìn)行自動數(shù)據(jù)比對，發(fā)現(xiàn)異常告警及時報(bào)警。利用攝像頭追蹤技術(shù)，對異常告警的人員進(jìn)行異常標(biāo)簽，通過調(diào)用機(jī)場的攝像頭，鎖定異常人員的行程軌跡并記錄異常軌跡入檔，便于即時進(jìn)行違規(guī)處置和軌跡復(fù)盤檢查，防止違規(guī)事件導(dǎo)致的事態(tài)蔓延，有利于提升異常的處置效率，降低人工查找搜索成本。

結(jié)語

在當(dāng)前機(jī)場的運(yùn)行管理過程中，視頻監(jiān)控基本對機(jī)場全覆蓋，只不過我們還未充分運(yùn)用現(xiàn)有資源，很多時候都是依靠人工的方式進(jìn)行處理，效率低下，未能發(fā)揮視頻的價值。所以為了提升監(jiān)控視頻的使用效率，并且能夠采用智能化的手段來服務(wù)機(jī)場安防，需要通過人臉識別與視頻分析追蹤技術(shù)的實(shí)施[5]，從而提升防尾隨的管理效率，最終滿足機(jī)場安防管控要求。