人像識(shí)別系統(tǒng)在平安城市建設(shè)中的運(yùn)用實(shí)踐微探

梁滿強(qiáng)

摘 要：本文介紹了人像識(shí)別技術(shù)及其原理，并對(duì)人像識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述，進(jìn)一步總結(jié)了人像識(shí)別系統(tǒng)在平安城市建設(shè)中的運(yùn)用，促進(jìn)平安城市建設(shè)的進(jìn)程。

關(guān)鍵詞： 人像識(shí)別；人像識(shí)別系統(tǒng)；平安城市建設(shè)

自2004年我國(guó)提出“平安城市建設(shè)”這一概念以來(lái)，在政府的大力推動(dòng)下，平安城市建設(shè)已經(jīng)取得初步成就并被持續(xù)推進(jìn)中。在已完成平安城市建設(shè)項(xiàng)目中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)占了將近一半的份額，這就為人像識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)用提供了基礎(chǔ)。

一、人像識(shí)別技術(shù)概論

人像識(shí)別技術(shù)就是指利用計(jì)算機(jī)圖像分析、模型理論、人工智能及模式識(shí)別技術(shù)，將從復(fù)雜的圖像場(chǎng)景中檢測(cè)出的特征人像信息進(jìn)行智能匹配識(shí)別的一種非接觸性生物特征識(shí)別技術(shù)，它具有生物特征唯一性、可識(shí)別性及可測(cè)量性等特點(diǎn)。

人像識(shí)別系統(tǒng)主要包括人像采集及檢測(cè)、人像預(yù)處理、人像特征提取及人像匹配與識(shí)別四個(gè)部分。

1.1 人像采集及檢測(cè)

人像的采集是指利用攝像鏡頭將拍攝范圍內(nèi)的人像的靜態(tài)圖像及動(dòng)態(tài)圖像自動(dòng)搜索并拍攝。人像的檢測(cè)是指在圖像中確定人像的位置及大小，主要是為人像的預(yù)處理做準(zhǔn)備。

1.2 人像預(yù)處理

人像預(yù)處理是指在人臉檢測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)圖像進(jìn)行光線補(bǔ)償、灰度校正、幾何校正、噪聲過(guò)濾等處理，以便能更好地完成人像特征提取。

1.3 人像特征提取

人像特征提取是指對(duì)人像進(jìn)行特征建模的過(guò)程，人像識(shí)別系統(tǒng)特征主要包括視覺特征、像素統(tǒng)計(jì)特征、人像代數(shù)特征和人像變化系數(shù)特征等。

1.4 人像匹配與識(shí)別

人像匹配與識(shí)別是指將待識(shí)別的人像特征數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的特征模板相匹配，當(dāng)相似度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)即輸出匹配結(jié)果。

二、人像識(shí)別技術(shù)的原理

2.1基于特征的人像識(shí)別算法

人像識(shí)別算法最早基于特征模板和人臉五官的幾何特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。該算法首先對(duì)輸入的人臉特征進(jìn)行處理，提取五官特征的輪廓，然后計(jì)算五官之間的幾何關(guān)系，如兩眼間距離、嘴距面頰距離、鼻子大概面積、下顎角度等，將輸入的圖像信息轉(zhuǎn)化成幾何信息后，采用統(tǒng)計(jì)識(shí)別技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行分類。

基于特征的人像識(shí)別算法基于手動(dòng)選擇的局部二維模式算法，提取的面部特征維度較低，匹配速度快，但由于該算法計(jì)算信息量小，計(jì)算特征信息精度不高，且受外界因素影響較高，如人臉被遮擋、面部表情變化、光線影響等，所以該算法只能作為粗略的人像識(shí)別。

2.2基于外觀的人像識(shí)別算法

基于外觀的人像識(shí)別算法使用人臉的全部信息，采用二維矩陣存儲(chǔ)人像的灰度值，對(duì)輸入的信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖像進(jìn)行對(duì)比，并在一個(gè)高維度空間進(jìn)行圖像分類，維度越高，計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng)。為簡(jiǎn)化算法，有些算法采用降維方法，假定人像由多個(gè)低維度的子空間組成，并將這些子空間組合成一個(gè)總空間。該算法即突出人像的主要面部特征，又不會(huì)丟失圖像中的任何信息。

三、人像識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

3.1 先進(jìn)性

在信息化時(shí)代的今天，科技發(fā)展日新月異，系統(tǒng)應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)方法及技術(shù)路線，才能更好的與其他系統(tǒng)聯(lián)通，同時(shí)也便于升級(jí)。

目前，人像識(shí)別系統(tǒng)集成了先進(jìn)的人臉識(shí)別算法，該算法最大限度的采用可集成的模塊，保證整個(gè)系統(tǒng)功能和性能的成熟穩(wěn)定，具有廣泛的發(fā)展前景。此外要確保整個(gè)系統(tǒng)功能的合理性，防止刻意追求部分子系統(tǒng)的高指標(biāo)和先進(jìn)性。

3.2 經(jīng)濟(jì)性

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮系統(tǒng)功能和價(jià)格等因素，構(gòu)建一個(gè)應(yīng)用范圍廣泛、質(zhì)量性能高、操作簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的人像智能識(shí)別系統(tǒng)。

3.3可靠性

人像識(shí)別系統(tǒng)24小時(shí)都處于工作狀態(tài)，且考慮到室外工作的惡劣環(huán)境，本系統(tǒng)裝有智能高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具有防水、防雷電、耐高溫、散熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，保證了系統(tǒng)的高度可靠性，為系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的運(yùn)行保障。

3.4擴(kuò)展性

系統(tǒng)在軟件上充分考慮到后期的擴(kuò)展性，系統(tǒng)可二次開發(fā)，支持客戶根據(jù)自我需求，后期擴(kuò)充新功能；當(dāng)系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)超出存儲(chǔ)空間時(shí)，可擴(kuò)展存儲(chǔ)設(shè)備，提高信息存儲(chǔ)質(zhì)量和擴(kuò)大信息存儲(chǔ)量。系統(tǒng)可增加新的設(shè)備或更換現(xiàn)有設(shè)備，提高系統(tǒng)運(yùn)行速度；在硬件上具有多種拓展接口，便于后期擴(kuò)充更多設(shè)備接入，通過(guò)增加或更換新型設(shè)備，提高系統(tǒng)的處理速度。

3.5易操作性

系統(tǒng)設(shè)有簡(jiǎn)易的人機(jī)交互界面，避免繁瑣的操作實(shí)現(xiàn)某些具體功能，操作者無(wú)需專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)便可熟練掌握操作系統(tǒng)；系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中根據(jù)操作者的使用充分考慮性能的優(yōu)化，將系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間控制在合理的范圍內(nèi)；系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)也應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)化。

3.6安全性

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)建立、傳輸、查詢的過(guò)程中，采用一系列的數(shù)據(jù)加密處理，防止數(shù)據(jù)被竊取破壞，保證數(shù)據(jù)的傳輸、調(diào)取的安全性。

四、人像識(shí)別系統(tǒng)在平安城市建設(shè)中的運(yùn)用

4.1 人員身份核查

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)日益頻繁，人口流動(dòng)性大大增加，給公安戶籍管理工作造成一些困擾。假冒省份證泛濫成災(zāi)，單靠人的眼里分辨難以辨別真?zhèn)危四樧R(shí)別系統(tǒng)為身份證的防偽提供了有力的技術(shù)保障。當(dāng)被抓獲的嫌疑人拒不交代自己的真實(shí)身份時(shí)，也可以通過(guò)人像識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，看其是否存在劣跡或是在逃信息。

4.2 黑名單實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警

利用現(xiàn)有的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將人像識(shí)別技術(shù)與云計(jì)算平臺(tái)相結(jié)合，對(duì)各重要出入口抓拍到的人像特征進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與數(shù)據(jù)庫(kù)中的黑名單成員進(jìn)行對(duì)比，達(dá)到對(duì)黑名單人員針對(duì)性布控的效果，從而準(zhǔn)確獲取嫌疑人動(dòng)向。

4.3 重點(diǎn)人員常態(tài)化管控

在案發(fā)率較高區(qū)域，將區(qū)域內(nèi)前科人員、吸毒人員等重點(diǎn)人員注冊(cè)為高危人員庫(kù)。對(duì)重點(diǎn)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)抓拍比對(duì)，對(duì)其在重點(diǎn)區(qū)域的出現(xiàn)次數(shù)或者出現(xiàn)時(shí)間段等進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)案件，即可高效的進(jìn)行線索篩查，快速確定嫌疑人。

4.4 敏感場(chǎng)所管控

利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集每個(gè)出現(xiàn)在機(jī)場(chǎng)海關(guān)安檢口、港口、銀行、車站、旅店、網(wǎng)吧等人員密集區(qū)域的人像信息，通過(guò)人像識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比識(shí)別，發(fā)現(xiàn)可疑人員后立即發(fā)出警報(bào)并通知安保人員迅速出警，以此來(lái)提高治安監(jiān)管效率。

當(dāng)安保人員在執(zhí)勤時(shí)發(fā)現(xiàn)可疑人員，可通過(guò)警用PDA讓可疑人員配合獲取人像信息，并將此信息通過(guò)內(nèi)網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫(kù)匹配識(shí)別，快速傳回識(shí)別結(jié)果，來(lái)幫助判斷此人是不是犯罪嫌疑人。

4.5 實(shí)名制管控

對(duì)于辦理戶口或者身份證的人員，對(duì)其進(jìn)行人像識(shí)別搜索，確保該人員身份的唯一，避免出現(xiàn)雙戶口或者虛假戶口的現(xiàn)象。對(duì)于車站、機(jī)場(chǎng)等安全檢查通道，也可以通過(guò)人像識(shí)別技術(shù)對(duì)相應(yīng)人員的人像信息與其證件照片對(duì)比，看其是否一致，確保人證合一。

4.6 視頻偵查

在偵查辦案中，往往需要從大量的視頻資料中搜集尋找犯罪嫌疑人的相關(guān)影像，利用人像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行對(duì)比回放，用計(jì)算機(jī)來(lái)代替人力，可以大大提高工作效率及準(zhǔn)確性。

五、結(jié)束語(yǔ)

人臉識(shí)別系統(tǒng)在平安城市建設(shè)中起到了至關(guān)重要的作用，但是依然還存在著很多不足。目前的人臉識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于場(chǎng)景有著較高的要求，受燈光、姿態(tài)、表情等因素的影響較大。隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，人臉識(shí)別系統(tǒng)會(huì)更加準(zhǔn)確、方便，應(yīng)用的領(lǐng)域也會(huì)越來(lái)越廣泛，更好的發(fā)揮其安全防范作用，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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