李 民

（天津市中環(huán)系統(tǒng)工程有限責任公司，天津300060）

當前，天津市經濟持續(xù)快速發(fā)展，社會的開放性、動態(tài)性不斷增強，違法犯罪活動的流動性、跨區(qū)域性特征日益明顯。 京津冀協同發(fā)展國家戰(zhàn)略的深入實施，三地間路網建設明顯加快，公路客運量已遠遠超過民航、鐵路、航運的總和，在民航、鐵路、航運實行實名制購票并對旅客、物品進行安全檢查的情況下，公路已成為各類違法犯罪人員、治安危險分子和非法違禁物品快速跨區(qū)域流動的主要通道，對社會治安構成重大隱憂。 同時，據有關情報掌握，涉疆等重點關注人員近六成為通過公路進入內地，公安檢查站已成為防控打擊暴恐犯罪的橋頭堡和過濾屏障。

1 技術研究的思路及方向

1.1 系統(tǒng)架構研究方向

在實際應用中，車輛通道設置車輛號牌、車輛識別及車載人員抓拍識別系統(tǒng)及立式人證一致快速核查終端，并在旅客臨檢通道設置閘機型人證一致核驗系統(tǒng)。 主要由車輛/人臉采集設備、車輛/人臉識別布控服務器、 立式人證一致快速核查終端、閘機型人證一致核驗設備組成，實現本地人員/車輛信息采集、核驗、布控等功能。

1.2 系統(tǒng)性能研究方向

各類衡量人像卡口的指標，都是為了量化動態(tài)人像卡口系統(tǒng)是否能為公安民警的實戰(zhàn)所用，解決傳統(tǒng)監(jiān)控設備只能自動“監(jiān)”不能主動“控”，無法滿足公安“預知預警、防控風險”的實戰(zhàn)需求的問題。提升公安民警的辦案效率，降低辦案過程中的人力耗費[1]。

1.3 系統(tǒng)功能研究方向

1.3.1 人臉信息資源庫管理及完善

目前已建立人口信息系統(tǒng)、情報系統(tǒng)、警綜系統(tǒng)、在逃人員系統(tǒng)、票務實名登記信息系統(tǒng)等，有大量的人員基本信息及照片，但是無法對數據利用起來，當體育場館出現安全事件時只能通過人工去比對照片。 因此可根據常住人口、流動人口、重點人員、在逃人員的基本信息及照片，組建相應的人臉基礎數據庫，為公安開展公共安全和社會治安人臉智能識別業(yè)務應用、深化人臉治安管理、精確打擊犯罪和情報分析研判，提供數據支撐。

1.3.2 人臉識別動態(tài)布控

針對在逃人員、涉案人員、黑名單人員等不同業(yè)務人臉庫，構建基于實時視頻的實時抓拍照片比對識別任務，實現布控人員的實時報警。

1.3.3 人臉庫碰撞比對

構建多個人員信息庫碰撞比對分析處理服務，分析查找在逃人員。 通過將重點布控人員信息庫與常駐人口庫、 流動人口庫等人臉數據信息進行比對，批量碰撞，挖掘“漂白”身份的逃犯等線索信息，提交有關部門進行調查、抓捕，以震懾犯罪人員，降低社會治安安全隱患。

1.3.4 移動警務人員核查

當公安民警、便衣在值勤時，憑職業(yè)敏銳的感覺發(fā)現可疑人員， 使用警用手持終端采集人臉照片，通過內網傳輸到中心人臉庫做比對，再把此人的比對結果快速返回，從而知道此人是否為犯罪嫌疑人以及確認其真實身份， 提高打擊犯罪力度，震懾不法人員[2]。

1.3.5 涉案人員取證查詢

當有犯罪嫌疑人被監(jiān)控攝像頭抓拍到人臉圖片，但非動態(tài)布控人臉信息庫中的人員時，實時布控比對無法識別出該犯罪嫌疑人，可以通過采集到的人臉到靜態(tài)人臉大庫（常住人口庫）中去檢索查人，確定其身份信息。

當一個案犯或者嫌疑人被抓獲而拒不交代身份或提供假身份信息時，可以用人臉識別技術自動識別出他的身份；偵查人員發(fā)現正在辦理的幾個案件的嫌疑人（有幾張圖片，圖片上的人外觀有差異）看上去又像是同一個人，但又不能確定，通過人像應用平臺得到鑒別的結果，判斷是否是同一個人。

1.3.6 維穩(wěn)處突

在處置群體性事件中，通過相機、手機、攝像機抓拍人臉或體育場館高清探頭拍攝人臉等方式，依托視頻深度應用快速核查特定人員真實身份，準確掌握組織者、 骨干人員和參與人員的基本情況、真實身份，為公安機關現場采取敲打、震懾、抓捕等措施發(fā)揮直接作用，為妥善處置群體性事件提供有力支撐。

2 人員及車輛基礎信息采集比對系統(tǒng)框架設計

2.1 系統(tǒng)邏輯結構

整個平臺依托于安全體系和標準體系進行頂層設計，整體架構分為數據接入、布控資源、算法服務、功能應用和數據展示。 平臺涉及的數據資源種類以及各個應用系統(tǒng)眾多，可集成人臉識別相關的各種資源、算法和應用，實現靈活而又全面的數據接入、數據分析、數據展示[3]。

數據接入數據接入是整個人像識別系統(tǒng)的基礎。 數據的來源可以是卡口攝像機，治安監(jiān)控攝像機，場館外圍卡口攝像機等。

布控資源可根據重點人員、在逃人員的基本信息及照片建立多種類型的人臉資源庫，供人臉識別系統(tǒng)調用。 并可設置相應的數據過濾機制，對數據進行過濾，確保數據的安全。

算法服務人臉識別算法是人臉識別最重要的部分，是整個平臺的支撐。 提供基于深度學習的優(yōu)秀人臉識別1∶N 和n∶N 及動態(tài)人像比對算法。 供應用系統(tǒng)調用，實現人臉、人體特征的提取和比對。

存儲計算提供對數據的接入、算法服務和人像資源的支撐，采用彈性冗余架構，可進行分布式并行計算及存儲，同時具有完備的接口與公安大數據平臺進行對接， 將人臉數據與其他業(yè)務數據融合，實現大數據的綜合分析與應用。

數據應用人臉識別系統(tǒng)的數據可通過PC 接警客戶端、大屏等方式提供給安保指揮中心和或者前場安保人員進行核身告警及相關業(yè)務應用。

2.2 系統(tǒng)功能結構

四個解析引擎中心、一個解析服務和一個應用平臺組成了一個人像智能綜合應用的服務體系，邏輯上自下至上分為五層：最下層為數據來源，用于人像比對的數據來源多樣，按照來源屬性分為靜態(tài)和動態(tài)兩大類，靜態(tài)數據指的是公安從各種渠道獲取的圖片資源， 動態(tài)數據指的是各種視頻資源，如從人像卡口獲得的視頻資源； 第二層為人像庫，將從第一層中獲得的數據資源分類， 形成基礎人像庫、布控庫和路人庫，并從這些分類資源中按照算法提取的人像特征碼形成特征庫；第三層是人像比對算法，比對算法基于多算法引擎，能夠根據實際情況調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)人像比對；第四層和第五層都是基于人像比對拓展而成的應用層，第四層是實戰(zhàn)功能，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；最上層是大數據應用層，采用大數據技術從海量人像數據資源中以人像為核心開展分析研判，服務于公安實戰(zhàn)[4]。

3 人員及車輛基礎信息采集比對系統(tǒng)實現功能

3.1 人像庫管理

根據用戶需求建立本省人像庫，并對人像庫進行分類管理。 支持對庫本身的基礎管理功能，如：新建人像庫、更新人像庫數據、編輯人像庫信息以及刪除人像庫。 新建人像庫過程中，支持便捷地導入身份證號等對應人像信息。

3.2 人臉抓拍和特征碼提取

基于前端高清攝像機，系統(tǒng)從視頻流中抓取過往人員最清晰、角度最優(yōu)的人臉照片（包括場景照片），抽取特征碼，記錄在路人庫中。 支持對經過攝像頭拍攝區(qū)域并符合拍攝角度的人，對其臉部照片作為抓拍照保存下來。 人臉采集率不低于98%。 每個加載人臉識別功能的視頻通道應支持處理不少于60 人/min 的人流情況，并支持至少30 個人臉同時出現在視頻畫面的峰值情況。

3.3 輔助識別

當上傳圖片過于模糊時，可能導致算法檢測不到圖像中的人臉，影響檢索結果。 此時用戶可以使用雙目標注功能， 通過網站界面手動標注雙目位置，幫助系統(tǒng)識別到準確的人臉位置，提高比對準確率，大大改善實戰(zhàn)中對模糊照片的比對效果。

3.4 人像特征比對

系統(tǒng)支持直接根據人像特征數據進行人臉比對的能力。

特征碼是用來“描述”人臉特征的一串二進制碼，數據量很小，通常在2～3 k。 特征碼的比對速度相當快。

3.5 動態(tài)人像布控

動態(tài)人像布控通過直接接入人像檢測攝像頭的視頻數據流， 系統(tǒng)識別出視頻中的人臉圖片，抽取人員人臉照片的特征碼，將特征碼與黑名單庫中人員的人臉特征碼進行實時比對。 一旦比對中就向各級安保指揮中心和大棚報警。

3.6 實時監(jiān)控

人像卡口系統(tǒng)可以在被拍攝者不知情的情況下，達到對人的特征分析和身份確認的目的。 主要應用在火車站、地鐵站、快速公交站、機場、商場出入口等人流密集的地方，對實時人流進行監(jiān)控。 系統(tǒng)支持攝像機與人臉抓拍相機兩種前端輸入方式，其中，視頻流支持H.264 與H.265 兩種視頻編碼標準。

3.7 實施監(jiān)控

支持實時顯示系統(tǒng)工作布控情況，支持顯示全部路人抓拍照片/報警照片切換；支持報警信息成對顯示，且顯示報警信息（報警位置、報警時間、捕獲照片、庫中命中照片）支持全部抓拍照片時，報警照片和非報警照片有明顯區(qū)分（如顏色等標記），易于查看。

3.8 離線視頻比對

支持對離線視頻進行類似人像信息采集點視頻流的處理，實現對離線視頻中的人臉抓拍、布控庫比對等功能，提供針對專案的離線數據分析。支持對離線視頻采用布控方式操作，對布控庫中的人臉，在離線視頻中出現時產生報警信息。 一段視頻處理時間小于等于此段視頻正常播放時間的50%。

3.9 人像身份確認（1∶N）

人臉圖像檢索是系統(tǒng)的核心功能， 即1∶N 的檢索，專門為確認人員身份而設計。 這里的N 是指一個龐大的人像庫。 本方案可根據天津市公安局指揮部的實際情況，將N 設定為2000 萬。

通過社會監(jiān)控、人像卡口等獲取的人員照片，可以通過上傳到系統(tǒng)，在秒級返回檢索結果。 所有的檢索結果會根據相似度來進行排序，分數從高到底，百萬庫規(guī)模比對下單次檢索返回結果時間應不高于0.58 s，證件照首位命中率＞99.9%，盤查照首位命中率不低于95.5%。

3.10 路人檢索及人臉軌跡追蹤

前端的攝像頭由于采集了路人的照片，系統(tǒng)對路人照片進行自動保存及特征碼的抽取。 并將這些數據匯聚成路人庫及路人特征庫。

3.11 目標底庫管理

目標底庫管理主要完成的功能是人臉注冊。 要進行人臉布控，首先把布控人員的人臉入庫，即人臉注冊，形成紅/黑名單庫。 人臉布控系統(tǒng)支持對底庫的增刪改等操作，同時支持單張人臉入庫和批量人臉入庫。 可以針對庫做增刪改查操作，可以顯示上傳未成功（系統(tǒng)未識別）的照片。

3.12 人體檢索

系統(tǒng)通過屬性識別單元對抓拍的人員、人體圖片進行特征提取分析和識別處理，獲取的人員面部特征及體態(tài)特征信息經過關聯處理后形成大容量人員資源庫，以達到視頻偵查業(yè)務中快速找人的目的。

查找人員的時候，通過Web 客戶端，提交檢索對象，通行時間，經過地點，人員特征等信息對識別結果進行組合查詢。

3.13 通過車輛圖像對車主布控

該場景適合在抓拍到嫌疑車輛的情況下，通過對車主的布控，達到抓獲嫌犯的目的。

對于卡口監(jiān)控已經抓拍到涉案嫌疑車輛的情況， 可以通過車輛識別系統(tǒng)連接六合一數據庫，獲取車主人像信息，再把車主的照片放入人臉識別系統(tǒng)布控庫。 這樣，安置在全市各地點的攝像頭就可以主動扮演“干警”的角色，一旦嫌疑人進入監(jiān)控區(qū)域，人臉識別系統(tǒng)馬上比對成功，返回報警信息，達到出奇制勝的效果。

3.14 通過監(jiān)控抓拍人像對車輛布控

適合在抓拍到嫌疑人人像的情況下，通過對嫌疑人車輛的布控，達到抓獲嫌犯的目的。

對于監(jiān)控抓拍到的嫌疑人照片，可以通過連接六合一數據庫，對人臉進行比對識別后，獲取嫌疑人擁有的車輛信息，再對該車輛進行布控。 即可達到“通過人，捕獲車”的效果。

3.15 車輛軌跡碰撞

通過道路車輛三級防控圈與安全圍欄、PGIS 的結合，勾畫出清晰、完整的車輛行駛軌跡，并精準定位，為車輛技戰(zhàn)法應用提供數據基礎。 通過多層防控網與安全圍欄的結合，勾畫出清晰、完整的人員行蹤軌跡，并精準定位，為人像技戰(zhàn)法應用提供數據基礎。 通過對人/車軌跡的對比，判斷人車是否綁定，即人是否在車上。

4 結語

目前，人像及車輛信息比對系統(tǒng)的建設以“高精度識別、高性能處理、統(tǒng)一標準服務、突出實戰(zhàn)、加強資源共享”為原則，強化頂層設計和規(guī)劃，提供技術先進、性能可靠、信息安全、易用性強的綜合人臉識別應用系統(tǒng)，滿足新形勢下的公共安全領域的應用。 另外，今后還應考慮如何通過能力開放，將網絡的安全能力以安全服務的方式提供給更多的應用場景，實現在滿足業(yè)務需求的同時，開發(fā)更多的商業(yè)模式，創(chuàng)造更多的價值。