刷臉時(shí)代的人工智能

□ 文/李歡

人臉與人體的其它如指紋、掌紋、虹膜、視網(wǎng)膜等具有唯一生物特征性，它的唯一性和不易被復(fù)制的良好特性為身份鑒別提供了必要的前提，與其它類(lèi)型的生物識(shí)別比較人臉識(shí)別還具有如下特點(diǎn)：非強(qiáng)制性：用戶(hù)不需要專(zhuān)門(mén)配合人臉采集設(shè)備，幾乎可以在無(wú)意識(shí)的狀態(tài)下就可獲取人臉圖像；非接觸性：用戶(hù)不需要和設(shè)備直接接觸就能獲取人臉圖像；并發(fā)：在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下可以進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷及識(shí)別；視覺(jué)特性：“以貌識(shí)人”的特性，操作簡(jiǎn)單、結(jié)果直觀、隱蔽性好；這些特性使得人臉技術(shù)取得突破后，迅速得到普及，業(yè)內(nèi)掀起了人臉識(shí)別應(yīng)用浪潮。

系統(tǒng)構(gòu)成

人臉識(shí)別技術(shù)主要包括四個(gè)組成部分：人臉圖像檢測(cè)及采集、人臉圖像預(yù)處理、人臉圖像特征提取以及人臉特征數(shù)據(jù)匹配與識(shí)別。

人臉圖像采集及檢測(cè)：基于人的臉部特征，對(duì)輸入的人臉圖像或視頻流，首先判斷是否存在人臉，如果存在人臉，則進(jìn)一步的給出每個(gè)臉的位置、大小和各個(gè)面部器官的位置信息。

人臉圖像預(yù)處理：對(duì)于人臉的圖像預(yù)處理是基于人臉采集及檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)人臉智能算法，對(duì)選擇出來(lái)的人臉圖片進(jìn)行優(yōu)化和擇優(yōu)選擇，挑選當(dāng)前環(huán)境下最優(yōu)人臉并最終服務(wù)于特征提取的過(guò)程。其預(yù)處理過(guò)程主要包括人臉圖像的光線(xiàn)補(bǔ)償、灰度變換、直方圖均衡化、歸一化、幾何校正、濾波以及銳化等。

人臉圖像特征提取：人臉識(shí)別系統(tǒng)可使用的特征通常分為視覺(jué)特征、像素統(tǒng)計(jì)特征、人臉圖像變換系數(shù)特征、人臉圖像代數(shù)特征等。人臉特征提取的方法歸納起來(lái)分為兩大類(lèi)：一種是基于知識(shí)的表征方法；另外一種是基于代數(shù)特征或統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的表征方法?；谥R(shí)的表征方法主要是根據(jù)人臉器官的形狀描述以及他們之間的距離特性來(lái)獲得有助于人臉?lè)诸?lèi)的特征數(shù)據(jù)，其特征分量通常包括特征點(diǎn)間的歐氏距離、曲率和角度等。人臉由眼睛、鼻子、嘴、下巴等局部構(gòu)成，對(duì)這些局部和它們之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的幾何描述，可作為識(shí)別人臉的重要特征，這些特征被稱(chēng)為幾何特征?；谥R(shí)的人臉表征主要包括基于幾何特征的方法和模板匹配法。

人臉特征比對(duì)識(shí)別：通過(guò)采集到的人臉圖片形成人臉特征數(shù)據(jù)，與后端人臉庫(kù)中的人臉特征數(shù)據(jù)模板進(jìn)行搜索匹配，通過(guò)設(shè)定一個(gè)闕值，相似度超過(guò)這一閾值，則把匹配得到的結(jié)果輸出。這一過(guò)程又分為兩類(lèi)：一類(lèi)是確認(rèn)，是一對(duì)一進(jìn)行圖像比較的過(guò)程，另一類(lèi)是辨認(rèn)，是一對(duì)多進(jìn)行圖像匹配對(duì)比的過(guò)程。

人臉應(yīng)用重點(diǎn)場(chǎng)景

人臉門(mén)禁

通過(guò)人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)，加強(qiáng)小區(qū)、企業(yè)生產(chǎn)園區(qū)、辦公樓宇、倉(cāng)庫(kù)廠(chǎng)房等門(mén)禁出入管理控制，完全使用人臉識(shí)別技術(shù)替代刷卡、密碼等門(mén)進(jìn)出入方式，做到精準(zhǔn)識(shí)別、安全門(mén)禁人員進(jìn)出。

人臉考勤

利用人臉識(shí)別進(jìn)行企事業(yè)單位人臉考勤，做到無(wú)接觸、精準(zhǔn)身份信息確認(rèn)，防止代打卡情況發(fā)生，并可通過(guò)視頻進(jìn)行事后準(zhǔn)確復(fù)核考勤記錄，做到有據(jù)可查，實(shí)時(shí)效率大大提升。系統(tǒng)可與HR（HRM/SAP）系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)人臉考勤數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)互通及保存?zhèn)浞荨?/p>

企事業(yè)訪(fǎng)客

訪(fǎng)客系統(tǒng)利用人臉識(shí)別進(jìn)行訪(fǎng)客人員身份信息確認(rèn)，簡(jiǎn)化訪(fǎng)客登記流程，提高企事業(yè)單位及園區(qū)安全等級(jí)，提升企業(yè)園區(qū)訪(fǎng)客進(jìn)出體驗(yàn)與企事業(yè)園區(qū)形象等，并有效提高接待人員接待工時(shí)，配合大華門(mén)禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人臉訪(fǎng)客企事業(yè)園區(qū)安全進(jìn)出管理。

活動(dòng)簽到

活動(dòng)簽到免除人工紙質(zhì)簽注記錄，利用人臉識(shí)別進(jìn)行活動(dòng)人員名單記錄及身份信息確認(rèn)，有效避免代簽注及真實(shí)記錄活動(dòng)人員身份信息。

小區(qū)/單元門(mén)人臉布控

人臉識(shí)別部署在小區(qū)出入口、單元門(mén)等場(chǎng)所，對(duì)進(jìn)入小區(qū)的居民、租客和外來(lái)人員進(jìn)行出入管控，通過(guò)高清視頻結(jié)合人臉識(shí)別，將慣犯、危險(xiǎn)人員照片錄入人臉數(shù)據(jù)庫(kù)（可與公安進(jìn)行人臉數(shù)據(jù)對(duì)接），一旦闖入小區(qū)能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)，并且可進(jìn)行人臉路徑追蹤，有效加強(qiáng)小區(qū)安保強(qiáng)度。

酒店住客&訪(fǎng)客身份登記及驗(yàn)證

酒店住客身份登記及驗(yàn)證系統(tǒng)采用人證一體機(jī)設(shè)備，部署在酒店的前臺(tái)，

住客或訪(fǎng)客于前臺(tái)登記時(shí)，出示身份證，通過(guò)人證識(shí)別一體機(jī)驗(yàn)證身份真?zhèn)?、讀取身份證信息、抓拍記錄登記人員，并自行將抓拍人臉與身份證照片進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別持證人與證件是否為同一人，加強(qiáng)酒店反恐的安全。

重點(diǎn)場(chǎng)所人員布控

將布控人員的信息（包含姓名、性別、身份證號(hào)、家庭住址、人臉照片等信息）加入到黑名單，然后按照時(shí)間、地點(diǎn)、布控等級(jí)、相識(shí)度報(bào)警閾值等信息，對(duì)人員進(jìn)行布防。如果人臉的相識(shí)度達(dá)到設(shè)定報(bào)警閥值，系統(tǒng)自動(dòng)可通過(guò)聲音、彈出窗口等方式進(jìn)行預(yù)警，提醒監(jiān)控管理人員。監(jiān)控管理人員可以根據(jù)雙擊報(bào)警信息查看抓拍原圖和錄像進(jìn)行核實(shí)。

人員布控主要針對(duì)高危人員及特殊人員，高危人員包括有全國(guó)在逃人員、全國(guó)違法犯罪人員、全國(guó)出入境人員等等。方案可通過(guò)導(dǎo)入手段將高危人員導(dǎo)入人臉注冊(cè)庫(kù)中，通過(guò)攝像機(jī)實(shí)時(shí)視頻檢測(cè)和照片信息檢索，與注冊(cè)庫(kù)內(nèi)人臉進(jìn)行比對(duì)識(shí)別，在出現(xiàn)高危人員時(shí)通過(guò)平臺(tái)告警方式通知公安。

斑馬線(xiàn)人行橫道/機(jī)動(dòng)車(chē)道做違章行為管理，失駕毒駕管理?；谝曨l的行人闖紅燈抓拍系統(tǒng)、卡口系統(tǒng)等在不需要人工介入的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)行人過(guò)街、車(chē)輛駕駛的規(guī)范管理。人臉系統(tǒng)應(yīng)用在交通行業(yè)，可以提高對(duì)違章人員的警醒和打擊力度，有針對(duì)性的進(jìn)行警告、處罰及管理。

金融大廳/商場(chǎng)/新零售場(chǎng)所做VIP客戶(hù)管理及數(shù)據(jù)管理。在入口通道安裝人臉相機(jī)，通過(guò)人臉識(shí)別vip客戶(hù)，調(diào)出客戶(hù)檔案，提供針對(duì)性服務(wù)，提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。

邏輯構(gòu)架

系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯包含三塊內(nèi)容：

人臉采集系統(tǒng)：人臉采集系統(tǒng)包括普通高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)及人臉檢測(cè)服務(wù)器，將前端采集到的視頻圖片等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，定位檢測(cè)獲取人臉圖片。

人臉比對(duì)系統(tǒng)：人臉比對(duì)識(shí)別系統(tǒng)是對(duì)人臉采集系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行智能分析處理，進(jìn)行人臉建模，通過(guò)人臉眼睛、鼻子、嘴、下巴等局部構(gòu)成，對(duì)這些局部和它們之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的幾何描述，進(jìn)行人臉特征數(shù)據(jù)提取入庫(kù)，并根據(jù)考勤業(yè)務(wù)需求進(jìn)行二次人臉確認(rèn)和事后人臉檢索應(yīng)用。

人臉庫(kù)：人臉庫(kù)包括人臉抓拍庫(kù)、人臉注冊(cè)庫(kù)，其中抓拍庫(kù)包括場(chǎng)景圖片、場(chǎng)景下扣取的人臉圖片、人臉特征數(shù)據(jù)，是人臉采集系統(tǒng)采集的人臉圖片存儲(chǔ)庫(kù)，用于人臉比對(duì)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行人臉圖片比對(duì)檢索；注冊(cè)庫(kù)包括標(biāo)準(zhǔn)人臉圖片、人員身份信息、人臉特征數(shù)據(jù)，用于人臉比對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行人臉圖片比對(duì)檢索。

人臉抓拍庫(kù)做為靜態(tài)庫(kù)，適用于事后查詢(xún)檢索目標(biāo)、人臉注冊(cè)庫(kù)作為動(dòng)態(tài)庫(kù)，用于實(shí)時(shí)比對(duì)報(bào)警，與前端實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行人臉比對(duì)報(bào)警。

其中抓拍庫(kù)因人流量和存儲(chǔ)時(shí)間跨度，需根據(jù)項(xiàng)目情況合算存儲(chǔ)設(shè)備大小。人臉注冊(cè)庫(kù)庫(kù)數(shù)據(jù)由或?qū)I(yè)人員導(dǎo)入，存儲(chǔ)大小一般有微調(diào)，但是不會(huì)有數(shù)量級(jí)上的變化。

業(yè)務(wù)流程

人臉系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如下：

實(shí)時(shí)視頻人臉比對(duì)：普通高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過(guò)人臉檢測(cè)服務(wù)器或?qū)I(yè)人臉抓拍相機(jī)分析視頻中的人臉，提取人臉圖片轉(zhuǎn)發(fā)給人臉識(shí)別服務(wù)器，人臉識(shí)別服務(wù)器通過(guò)智能算法，從抓拍的人臉中提取特征數(shù)據(jù)，與注冊(cè)庫(kù)中的人臉特征數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行遍歷檢索，最后由平臺(tái)展現(xiàn)人臉比對(duì)結(jié)果。

圖片檢索人臉比對(duì)：通過(guò)平臺(tái)客戶(hù)端提交需檢索的人臉圖片，人臉識(shí)別服務(wù)器提取人臉圖片特征數(shù)據(jù)，與人臉抓拍庫(kù)或人臉注冊(cè)庫(kù)中的人臉特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，最后由平臺(tái)展現(xiàn)人臉比對(duì)結(jié)果。

人臉應(yīng)用設(shè)計(jì)

人臉檢測(cè)抓拍

人臉識(shí)別系統(tǒng)能夠?qū)z測(cè)區(qū)域出現(xiàn)的人員進(jìn)行人臉檢測(cè)和評(píng)分，并篩選出最為清晰的人臉圖像最為抓拍人員人臉圖片。即避免了對(duì)出現(xiàn)人員的重復(fù)抓拍又可以采集人員最佳照片。

當(dāng)屏幕中出現(xiàn)多個(gè)人臉時(shí)，也可同時(shí)進(jìn)行抓拍。

比對(duì)識(shí)別報(bào)警

根據(jù)前端攝像頭中出現(xiàn)的人臉圖片和黑名單或者白名單中的人臉進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，如果人臉相識(shí)度超過(guò)設(shè)定閥值，系統(tǒng)可自動(dòng)通過(guò)聲音等方式進(jìn)行報(bào)警。系統(tǒng)可按通道對(duì)人臉進(jìn)行布防，每個(gè)通道可以單獨(dú)配置黑名單，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)布防。

人臉建模比對(duì)

管理人員可以根據(jù)雙擊報(bào)警信息查看抓拍原圖和錄像進(jìn)行核實(shí)。根據(jù)人臉特征庫(kù)的大小，50W特征庫(kù)下，人臉實(shí)時(shí)比對(duì)報(bào)警響應(yīng)時(shí)間在5秒以?xún)?nèi)。

抓拍庫(kù)查詢(xún)檢索

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地點(diǎn)出現(xiàn)的人員目標(biāo)查詢(xún)，用戶(hù)可根據(jù)時(shí)間、采集地點(diǎn)信息，查詢(xún)歷史人臉圖片，也可關(guān)聯(lián)錄像查看現(xiàn)場(chǎng)具體情況，支持內(nèi)容的導(dǎo)出。

用戶(hù)上傳目標(biāo)人臉圖片，根據(jù)抓拍地點(diǎn)、相似度、抓拍時(shí)間等檢索條件，通過(guò)以圖搜圖方式檢索注冊(cè)庫(kù)比對(duì)結(jié)果，可以快速查詢(xún)?nèi)藛T身份信息。

全息檔案

公安可通過(guò)一人一檔的方式，構(gòu)建人員檔案，這些檔案不僅涵蓋了人員基礎(chǔ)信息、關(guān)聯(lián)人員信息、涉案信息、活動(dòng)軌跡等常規(guī)性信息，還使用預(yù)置的規(guī)則算法，通過(guò)大數(shù)據(jù)流式計(jì)算、定時(shí)離線(xiàn)批量計(jì)算等方式，挖掘大數(shù)據(jù)中隱藏的規(guī)律，智能總結(jié)人員行為習(xí)慣，形成基本的人物畫(huà)像，并據(jù)此實(shí)現(xiàn)智能研判結(jié)果標(biāo)簽化。這些智能研判信息，其實(shí)都包含在傳統(tǒng)查詢(xún)可以看到的數(shù)據(jù)里面，但通過(guò)這種“數(shù)據(jù)的再工”而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，形成對(duì)實(shí)戰(zhàn)更加具有指導(dǎo)意義的信息。

用戶(hù)畫(huà)像建設(shè)

通過(guò)從公安接口獲取的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，來(lái)分析出豐富的關(guān)系模型，利用這些關(guān)系可以追蹤出以前難以捉摸的目標(biāo)之間的聯(lián)系。關(guān)系圖譜呈現(xiàn)包括關(guān)系詳情、1度關(guān)系的檢索，可按需實(shí)現(xiàn)矩陣、環(huán)形、直線(xiàn)等形狀的排列，支持關(guān)系展開(kāi)收攏等操作。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供基于身份證號(hào)碼的人物畫(huà)像服務(wù)，設(shè)計(jì)圍繞著人物的家庭、婚姻、親朋等社會(huì)關(guān)系、教育水平、經(jīng)濟(jì)情況、前科背景、行為特征等方面信息的總結(jié)分析建設(shè)一系列的分析模型，通過(guò)這些模型組成一個(gè)“人物畫(huà)像”的服務(wù)接口，對(duì)人員各類(lèi)信息進(jìn)行提煉總結(jié)，形成基本的人物畫(huà)像。當(dāng)一線(xiàn)民警在對(duì)一個(gè)人進(jìn)行信息的綜合檢索時(shí)，通過(guò)這個(gè)接口往往對(duì)這個(gè)人進(jìn)行一個(gè)直觀的總結(jié)性描述，而不是一條條復(fù)雜的數(shù)據(jù)。

具體的描述性標(biāo)簽可包括：歲數(shù)、有沒(méi)有結(jié)婚、文化程度怎么樣、家庭關(guān)系怎么樣、經(jīng)濟(jì)水平怎么樣、在哪里工作、平時(shí)在哪里活動(dòng)、有什么樣的活動(dòng)特點(diǎn)、經(jīng)常跟什么樣的人聯(lián)系、有沒(méi)有網(wǎng)購(gòu)習(xí)慣、有沒(méi)有犯罪前科、是否屬于特別關(guān)注的群體、社交圈子里有沒(méi)有前科或者特殊的人員、是不是在逃人員等等。

最終通過(guò)這些信息，可以比較清晰的了解到這個(gè)人是不是一個(gè)有潛在風(fēng)險(xiǎn)的人員，是不是需要進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。

這些信息，其實(shí)都包含在傳統(tǒng)查詢(xún)可以看到的數(shù)據(jù)里面，但通過(guò)這種“數(shù)據(jù)的再工”而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，是對(duì)實(shí)戰(zhàn)更加具有指導(dǎo)意義的信息。

▲人物畫(huà)像

軌跡分析

系統(tǒng)對(duì)人像關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可生成軌跡，并可作落腳點(diǎn)等分析。

當(dāng)然，人臉識(shí)別不限于以上應(yīng)用，還有戶(hù)籍管理、出入境管理、出所人員管理、上訪(fǎng)人員管理、重點(diǎn)人員動(dòng)態(tài)管控、各種案件偵查等等，人臉技術(shù)的場(chǎng)景及應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，我們將全面進(jìn)入刷臉時(shí)代。