淺談公安人臉識(shí)別系統(tǒng)規(guī)劃方案

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，外來(lái)人口流動(dòng)性越來(lái)越大，各大商超、市場(chǎng)、景區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、娛樂(lè)場(chǎng)所、工廠和重大活動(dòng)場(chǎng)所等人流量密集區(qū)域的社會(huì)治安隱患問(wèn)題愈加嚴(yán)峻。采用專業(yè)化人臉識(shí)別技術(shù)手段和設(shè)備加強(qiáng)這些區(qū)域的流動(dòng)人群監(jiān)控，不僅可以變被動(dòng)為主動(dòng)，還可以提高公安機(jī)關(guān)偵查工作的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，提升公安機(jī)關(guān)快速防范和應(yīng)急能力，維護(hù)社會(huì)治安穩(wěn)定，保障人們正常生產(chǎn)和生活，創(chuàng)造長(zhǎng)治久安的和諧環(huán)境。

2 人臉識(shí)別系統(tǒng)整體架構(gòu)和數(shù)據(jù)流向

公安人臉識(shí)別系統(tǒng)主要包括前端采集人臉攝像機(jī)，后端存儲(chǔ)、計(jì)算和應(yīng)用分析平臺(tái)，以及人臉信息庫(kù)等幾個(gè)部分。其中，前端人臉攝像機(jī)可以是帶有抓拍功能的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，或者是計(jì)算功能前移的智能人臉攝像設(shè)備，也可以是方便快捷的移動(dòng)終端設(shè)備。后端平臺(tái)主要包括視頻圖像的存儲(chǔ)、計(jì)算和人臉的比對(duì)分析，目前，一般是將視頻圖像的存儲(chǔ)統(tǒng)一由現(xiàn)有的視頻接入平臺(tái)完成，人臉識(shí)別分析系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)人臉視頻解析計(jì)算和與人臉信息庫(kù)的比對(duì)分析等。人臉信息庫(kù)主要包括人臉抓拍庫(kù)、人臉注冊(cè)庫(kù)和黑名單庫(kù)三部分。其中的人臉抓拍庫(kù)和人臉注冊(cè)庫(kù)是屬于靜態(tài)信息庫(kù)，主要用于事后的查詢檢索目標(biāo)，黑名單庫(kù)則是動(dòng)態(tài)庫(kù)，主要用于實(shí)時(shí)比對(duì)預(yù)警。

如圖1所示公安人臉識(shí)別系統(tǒng)整體架構(gòu)，其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流向分析如下。

前端人臉攝像機(jī)所采集的視頻圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳到分局視頻專網(wǎng)進(jìn)行存儲(chǔ)、解析和分析處理，形成的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分局視頻專網(wǎng)和市局視頻專網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)通道上傳市局視頻專網(wǎng)，然后由市局視頻專網(wǎng)和市局公安信息網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)安全接入平臺(tái)，推送到市局公安網(wǎng)內(nèi)人臉識(shí)別系統(tǒng)平臺(tái)，完成人臉數(shù)據(jù)的比對(duì)分析。同時(shí)，人臉視頻則經(jīng)過(guò)分局的視頻專網(wǎng)和公安網(wǎng)之間的視頻安全接入平臺(tái)送往市局圖像綜合應(yīng)用平臺(tái)。分局通過(guò)部署在公安網(wǎng)內(nèi)的客戶端接入市局人臉識(shí)別系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)人臉比對(duì)結(jié)果的瀏覽、查詢等實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用功能。

圖1 公安人臉識(shí)別系統(tǒng)整體架構(gòu)及視頻數(shù)據(jù)流向

3 前端攝像機(jī)規(guī)劃

3.1 前端建設(shè)場(chǎng)景

人臉識(shí)別系統(tǒng)主要功能是對(duì)人臉的識(shí)別、抓拍及預(yù)警，其前端人臉攝像機(jī)的建設(shè)場(chǎng)景有別于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控項(xiàng)目，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控項(xiàng)目主要是為了滿足對(duì)全場(chǎng)景監(jiān)控的要求，而人臉識(shí)別系統(tǒng)前端設(shè)備的布控場(chǎng)景重點(diǎn)是人流密集、集中的出入口、通道、路口等。所以，只有選擇最佳的布控場(chǎng)景，才能最大限度地發(fā)揮人臉識(shí)別系統(tǒng)的布控價(jià)值。

前端人臉攝像機(jī)主要選擇以下場(chǎng)景進(jìn)行部署：

（1）門口

在大廈的大廳門口，醫(yī)院的門診、住院大廳入口，重要層樓的門口部署人臉攝像機(jī)，對(duì)經(jīng)過(guò)門口的每個(gè)人能夠獲取到較高質(zhì)量的人臉圖像。人臉攝像機(jī)可以吊掛安裝在頂棚上，應(yīng)避免陽(yáng)光直射，導(dǎo)致背景太暗，在設(shè)備選型時(shí)要考慮強(qiáng)光抑制功能。

（2）電梯口

在娛樂(lè)中心、休閑中心和大型商超等場(chǎng)所的電梯口部署人臉攝像機(jī)，能采集進(jìn)入人員的視圖數(shù)據(jù)。人臉攝像機(jī)可以壁掛或者吊掛安裝于內(nèi)側(cè)墻壁或者吊頂。

（3）人行通道

在地下商場(chǎng)的通道、人行過(guò)道等處部署人臉攝像機(jī)，這類場(chǎng)景的特點(diǎn)是人流按指定方向運(yùn)動(dòng)，因此在入口里側(cè)適當(dāng)距離內(nèi)的吊頂下吊掛方式安裝人臉攝像機(jī)設(shè)備，采集進(jìn)入人員視頻圖像信息。

（4）商超的扶梯

大型商場(chǎng)和超市自動(dòng)扶梯主要特點(diǎn)是扶梯通行速度不快，人流較為集中，人流密度大，人員的運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)固定。在人員的上行扶梯盡頭吊頂處吊掛安裝人臉攝像機(jī)，采集上行人員的視頻圖像信息。

（5）公園、景區(qū)入口、售票口

在一些旅游景點(diǎn)的出入口、售票口等處安裝攝像機(jī)進(jìn)行人臉抓拍，由于是室外場(chǎng)景，需要考慮光照問(wèn)題?？梢越钘U或者新立監(jiān)控桿安裝人臉攝像機(jī)設(shè)備，架設(shè)高度在2米～3米，具體高度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定，保證能夠抓拍到清晰的人臉視頻圖像。

（6）人行道

在人行道上靠近路口、單位入口、小區(qū)入口和商場(chǎng)入口等處面向行人走來(lái)方向部署人臉攝像機(jī)，采集人員的視頻圖像信息。此類場(chǎng)景可以和單位出入口、小區(qū)等出入口綜合考慮，共享共建?，F(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)應(yīng)注意避免陽(yáng)光直射和補(bǔ)光等問(wèn)題。

（7）封閉公交站臺(tái)

在封閉公交站臺(tái)出入口內(nèi)側(cè)吊頂下面吊掛安裝人臉攝像機(jī)，需要注意避免陽(yáng)光直射和夜晚補(bǔ)光。

（8）重大活動(dòng)

在一些重大的節(jié)日慶典、商業(yè)活動(dòng)場(chǎng)所的出入口，可以采取部署由固定人臉攝像機(jī)和移動(dòng)終端組成的“動(dòng)靜”組合模式，采集流動(dòng)人員的人臉視頻圖像信息。

3.2 前端安裝要求

3.2.1 攝像機(jī)安裝要求

攝像機(jī)設(shè)在監(jiān)控區(qū)域正前方面向來(lái)人方向，一般正面抓拍人臉。人臉攝像機(jī)的安裝高度大約2.5米左右，攝像機(jī)監(jiān)控的水平距離大約5米（視鏡頭焦距調(diào)整）。人臉攝像機(jī)的俯視角建議設(shè)置15°左右，攝像機(jī)的左右偏轉(zhuǎn)度數(shù)小于30°。人臉攝像機(jī)安裝示意圖如圖2所示。

圖2 人臉攝像機(jī)安裝示意圖

另外，由于人臉攝像機(jī)的安裝位置主要是為了能夠正面拍到清晰的人臉，因此需要盡量避免前后人臉遮擋或者人臉被其他物體遮擋的情況，還要注意不要出現(xiàn)畫面歪斜情況。

監(jiān)控區(qū)域盡量避開(kāi)逆光環(huán)境，否則可能會(huì)導(dǎo)致人臉照度達(dá)不到光照要求。如果實(shí)在無(wú)法規(guī)避逆光環(huán)境建議選用帶有強(qiáng)光抑制功能攝像機(jī)或者通過(guò)調(diào)節(jié)圖像參數(shù)優(yōu)先保證人臉的拍攝效果。

3.2.2 攝像機(jī)補(bǔ)光要求

在光照條件較好的區(qū)域，可借助環(huán)境光線實(shí)現(xiàn)清晰的彩色監(jiān)控，對(duì)于光照條件較差或無(wú)補(bǔ)光的監(jiān)控區(qū)域，須采用紅外補(bǔ)光方式實(shí)現(xiàn)光照條件的增強(qiáng)。

對(duì)于槍型人臉攝像機(jī)因監(jiān)控范圍較固定，則可采用紅外補(bǔ)光燈的方式進(jìn)行定點(diǎn)補(bǔ)光，槍型人臉攝像機(jī)的補(bǔ)光距離應(yīng)達(dá)到30米以上。具體要求如下：

（1）目標(biāo)人員正臉光照強(qiáng)度應(yīng)不低于100 lux。（2）目標(biāo)人員側(cè)臉光照強(qiáng)度應(yīng)為100～200 lux。

（3）目標(biāo)人員背光照強(qiáng)度低于正面光照強(qiáng)度。否則需要采取強(qiáng)光抑制，減弱側(cè)面光照影響，消除“陰陽(yáng)臉”和“背光”現(xiàn)象。

（4）補(bǔ)光：是指利用額外光源來(lái)改善現(xiàn)場(chǎng)的光照條件，提高人臉圖像的采集效果。主要補(bǔ)光措施有：普通射燈補(bǔ)光、白熾燈補(bǔ)光和其他補(bǔ)光措施，但是要注意不要影響到行人的正?；顒?dòng)。

3.2.3 攝像機(jī)室外防護(hù)要求

對(duì)于安裝在室外的人臉攝像機(jī)，由于長(zhǎng)期工作在室外，受到風(fēng)吹日曬雨林的損害，沿海地區(qū)還會(huì)受到鹽霧等影響，為了保證前端設(shè)備工作的穩(wěn)定性以及后期維護(hù)的便捷性，前端設(shè)備需滿足以下要求：

（1）為提高前端視頻采集系統(tǒng)穩(wěn)定性，攝像機(jī)供電電壓盡量選擇AC24V，（市電農(nóng)電AC220V轉(zhuǎn)AC24V），因?yàn)橄鄬?duì)于直流供電，交流供電更適合于室外長(zhǎng)距離應(yīng)用，壓降較小，不易受到雷擊。考慮到部分點(diǎn)位電壓不穩(wěn)定，攝像機(jī)應(yīng)滿足一定的電壓變化范圍。

（2）攝像機(jī)應(yīng)能夠支持寬溫度范圍的工作，可以根據(jù)不同地域的全年氣溫變化情況選取攝像機(jī)的工作溫度范圍，此工作溫度范圍越寬越好，以保證夏天太陽(yáng)直射下攝像機(jī)不會(huì)因溫度過(guò)高而停止工作，冬天氣溫較低時(shí)不會(huì)無(wú)法啟動(dòng)的情況。應(yīng)選取在烈日照射下圖像不泛白，長(zhǎng)時(shí)間曝曬時(shí)，設(shè)備的傳感器不易損壞的攝像機(jī)設(shè)備。

（3）室外安裝的人臉攝像機(jī)護(hù)罩的防護(hù)等級(jí)需達(dá)到IP66以上，應(yīng)配置防水支架、防水防護(hù)罩和防水配電箱，設(shè)備安裝時(shí)應(yīng)使用防水膠、密封圈等措施達(dá)到防水要求。

（4）應(yīng)采取防止小蟲(chóng)進(jìn)入的措施。

3.2.4 攝像機(jī)供電要求

人臉攝像機(jī)的供電一般取自配套的設(shè)備箱，設(shè)備箱的電源需就近引接。

當(dāng)設(shè)備箱的電源從電線桿或墻壁引上時(shí)，新建的引上鋼管需采用Φ32鍍鋅鋼管。室外取電的引上鋼管還應(yīng)做開(kāi)口向下的彎頭，電源線由彎頭引出并接到公用電源，以避免開(kāi)口向上。

當(dāng)設(shè)備箱的電源從變壓器或者附件用戶配電箱等公用電源引接時(shí)，應(yīng)采用管道、架空、墻壁及直埋等多種方式。

人臉攝像機(jī)的供電方案可采用放射式或樹(shù)干式方式（一點(diǎn)多攝像機(jī)處）供電，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定。

人臉攝像機(jī)的配電線路采用YJV—1kV型交聯(lián)聚乙烯電纜穿Φ50碳素波紋管管道敷設(shè)。新建管道基本埋深為0.8 m；在過(guò)機(jī)動(dòng)車道時(shí)需穿Φ100鍍鋅鋼管進(jìn)行保護(hù)，在綠化帶內(nèi)新建管道時(shí)埋深0.5 m。

（1）供電原則

本項(xiàng)目所需電力直接由公共電網(wǎng)220/380 V線路引入，依據(jù)攝像機(jī)監(jiān)控范圍及用電負(fù)荷分布情況，就近卡式電表箱引出220V電源為人臉攝像機(jī)供電，采用低壓側(cè)計(jì)量方式，卡式電表箱、電度表精度及型號(hào)等技術(shù)參數(shù)由供電部門提供和安裝。

配電系統(tǒng)需在卡式電表箱中裝設(shè)SPD，放電電流不小于20 kA（8/20 μs）；在控制電源處裝設(shè)SPD，放電電流不小于5 kA（8/20 μs）；工程配電系統(tǒng)接地方式采用TN-S接地形式，并在監(jiān)控點(diǎn)處做若干重復(fù)接地。

電力電纜在井內(nèi)的接線采用熱縮式電纜頭制作工藝，保證接頭的防水及耐腐性能不低于電纜的相應(yīng)指標(biāo)要求。

人臉攝像機(jī)取電方式為集中就近取電，根據(jù)實(shí)際情況，取電線纜敷設(shè)方式為埋地管道取電（特殊情況下可采取架空取電）。

（2）取電方式

人臉攝像機(jī)可采用兩種供電方式，一種是集中供電，另一種是就近取電。由于前端監(jiān)控布點(diǎn)是沿主干道和有關(guān)路口進(jìn)行布放，點(diǎn)位分布廣，有條件的采取集中供電方式，沒(méi)有條件的采取就近引電方式供電。

（3）電纜材料選取及要求

配電電壓為220 V單相二線制，采用樹(shù)干式供電，配電線路采用YJV—1KV型交聯(lián)聚乙烯電纜。

全路電力電纜型號(hào)為YJV-1kV-3x2.5 mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜（分架空自承式及管道纜），桿內(nèi)引線采用2x1.5 mm2電力電纜纜。

3.2.5 攝像機(jī)防雷接地要求

人臉攝像機(jī)設(shè)備的防雷接地設(shè)計(jì)應(yīng)需符合《通信局（站）防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50689-2011）的要求。

新建監(jiān)控桿需要按照國(guó)家和行業(yè)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行防雷接地網(wǎng)的建設(shè)，接地電阻要滿足規(guī)范要求。

新增設(shè)備箱采用二合一等電位防雷器，進(jìn)行電源和網(wǎng)絡(luò)的避雷。其中，二合一等電位防雷器設(shè)備技術(shù)要求如下：

（1）220 V電源浪涌保護(hù)器部分：具備電源220 V和高清網(wǎng)絡(luò)信號(hào)等電位防雷功能；220 V電源浪涌保護(hù)器。

（2）網(wǎng)絡(luò)信號(hào)浪涌保護(hù)器部分：最大放電電流10 kA；響應(yīng)時(shí)間：≤25 ns；頻率范圍：0～1 000 MHz；接口形式：RJ45。

3.2.6 攝像機(jī)接入方式

人臉攝像機(jī)一般采用租用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)或者自建網(wǎng)絡(luò)接入視頻監(jiān)控平臺(tái)的措施。

3.3 前端功能要求

（1）高清性能

人臉攝像機(jī)在圖像質(zhì)量方面要求更加清晰和細(xì)膩，在同等的環(huán)境基礎(chǔ)上，視頻圖像分辨率的提高意味著獲得比傳統(tǒng)攝像機(jī)更豐富的信息量，符合視頻監(jiān)控系統(tǒng)高清化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和應(yīng)用化的發(fā)展趨勢(shì)。

為了保證抓拍到效果清晰人臉，人臉攝像機(jī)的分辨率不低于1080p，高清攝像機(jī)的高清圖像要求達(dá)到600萬(wàn)像素3072x2048@25fps以上分辨率，清晰度不小于2000TVL則效果更佳。

最低照度要求不低于彩色：0.0003lx，黑白:0.0001lx；灰度等級(jí)不小于11級(jí)。另外，人臉布控?cái)z像機(jī)還應(yīng)具備寬動(dòng)態(tài)的特性、強(qiáng)光抑制性能和補(bǔ)光措施。

（2）智能化功能

根據(jù)實(shí)際需要，要求前端部署的部分?jǐn)z像機(jī)具有智能分析功能。支持H.264、H.265、MJPEG視頻編碼格式，且具有High Pro fi le編碼能力。實(shí)現(xiàn)人臉區(qū)域自動(dòng)曝光功能，可根據(jù)外部不同場(chǎng)景和光照變化自動(dòng)調(diào)節(jié)人臉區(qū)域曝光參數(shù)。能夠識(shí)別人臉性別、年齡段和是否戴眼鏡。具備人臉檢測(cè)、區(qū)域入侵檢測(cè)、越界檢測(cè)、進(jìn)入?yún)^(qū)域、離開(kāi)區(qū)域、徘徊、人員聚集、場(chǎng)景變更、虛焦檢測(cè)、音頻異常檢測(cè)等功能。具有實(shí)時(shí)視頻透霧、ROI感興趣區(qū)域、SVC可伸縮編碼、視頻水印等功能。

（3）存儲(chǔ)功能

考慮到公安監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的重要性和安全性，為防止傳輸網(wǎng)絡(luò)故障或后端系統(tǒng)宕機(jī)引起的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)丟失，人臉攝像機(jī)增加SD卡存儲(chǔ)冗余方式，一旦傳輸網(wǎng)絡(luò)大面積故障，視頻數(shù)據(jù)暫存在攝像機(jī)內(nèi)置的SD卡中，在短時(shí)間內(nèi)保證數(shù)據(jù)不缺失，待傳輸網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)后，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行斷點(diǎn)續(xù)傳。

3.4 立桿等建設(shè)方案

（1）監(jiān)控桿和基礎(chǔ)

根據(jù)人臉攝像機(jī)的有效掛高以及最佳拍攝位置需求，確定新建監(jiān)控桿的高度和橫臂的長(zhǎng)度，一般人臉攝像機(jī)的安裝高度應(yīng)在2.5米左右，因此監(jiān)控立桿的高度應(yīng)在3米以上。橫臂的長(zhǎng)度則可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求調(diào)整，一般在0.8～1.5米。立桿材質(zhì)需采用熱鍍鋅鋼管，立桿口徑不小于Φ140/90 mm，壁厚不小于5 mm；懸臂口徑不小于Φ60 mm鋼管，壁厚不小于3 mm；桿體鍍鋅量不少于550 g/m2，鋅層厚度不少于85 μm，需要新建地錨?；A(chǔ)尺寸不小于長(zhǎng)500 mm＊寬500 mm＊深1 000 mm。

具體參數(shù)需要根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、地質(zhì)條件等確定。

（2）設(shè)備箱

如果是室外設(shè)備箱則需要做好防水措施，并用配套管箍法蘭等安裝，設(shè)備箱內(nèi)配置插排等電源控制設(shè)備，箱體按照具體需求編碼噴繪，箱體背板厚度應(yīng)不小于1.5 mm，其余面板厚度應(yīng)不小于1.2 mm厚，材質(zhì)應(yīng)為不銹鋼材料。還應(yīng)包含電表、空開(kāi)、接線端、插排、電源線、二合一等電位防雷器、噴涂等設(shè)備。

（3）警示標(biāo)示牌

警示標(biāo)示牌的尺寸一般參照客戶的具體需求定制。

3.5 前端傳輸網(wǎng)絡(luò)方案

從建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益等因素考慮，前端人臉攝像機(jī)的視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)主要采用租賃方式建設(shè)，個(gè)別區(qū)域有線傳輸設(shè)置困難，也可以采用4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包月卡的方式。

有線傳輸租賃主要分為裸光纖租賃及PON網(wǎng)絡(luò)租賃兩種方式。其中，本項(xiàng)目前端人臉攝像機(jī)以PON網(wǎng)絡(luò)租賃方式。

單路人臉攝像機(jī)需求傳輸帶寬測(cè)算如下：

600萬(wàn)像素人臉攝像機(jī)碼流按照8 Mbit/s，以雙流需求計(jì)算，每一路人臉攝像機(jī)所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬為不低于20 Mbit/s。

4 人臉識(shí)別系統(tǒng)規(guī)劃方案

人臉識(shí)別系統(tǒng)主要通過(guò)動(dòng)態(tài)人像系統(tǒng)和靜態(tài)人像系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行圖片比對(duì)，快速識(shí)別可疑人員、黑名單人員，并且及時(shí)預(yù)警和防范。

動(dòng)態(tài)人像系統(tǒng)整合了人臉跟蹤捕獲和識(shí)別、實(shí)時(shí)布控、過(guò)往路人軌跡查詢等功能。該系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、火車站、地鐵站、快速公交站、機(jī)場(chǎng)、海關(guān)、商場(chǎng)出入口等人流密集區(qū)域。通過(guò)布控報(bào)警功能，可在第一時(shí)間預(yù)警黑名單人員進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域。通過(guò)路人軌跡查詢功能可以查詢對(duì)象軌跡路線，確認(rèn)對(duì)象出沒(méi)規(guī)律以及隨行同伴，為警方提供有效破案線索。

靜態(tài)人像比對(duì)支持十億級(jí)別的大規(guī)模人像庫(kù)的1:1，1:N，n:N比對(duì)，被廣泛應(yīng)用于公安，金融等領(lǐng)域，可對(duì)城市人口以及重點(diǎn)人口進(jìn)行建庫(kù)，通過(guò)人像比對(duì)可以快速精準(zhǔn)確認(rèn)被查詢?nèi)藛T身份。

人臉識(shí)別系統(tǒng)，是指通過(guò)在重點(diǎn)監(jiān)控地點(diǎn)部署安裝高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或復(fù)用原來(lái)建設(shè)的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)設(shè)卡，對(duì)經(jīng)過(guò)卡口的人員進(jìn)行人臉抓拍，后臺(tái)的智能分析系統(tǒng)僅通過(guò)接入的視頻流、圖片流就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的人臉識(shí)別、人臉抓拍、人臉數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)人員時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，采用多種聯(lián)動(dòng)方式通知值班人員。系統(tǒng)集高清人臉圖像的抓拍、傳輸、存儲(chǔ)，人臉特征的提取和分析識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警和聯(lián)網(wǎng)布控等諸多功能于一身，并具有強(qiáng)大的查詢功能及強(qiáng)大的通信、聯(lián)網(wǎng)功能，可廣泛應(yīng)用于重要關(guān)卡的行人監(jiān)控，可與車輛卡口系統(tǒng)一道構(gòu)筑出具備車輛和行人監(jiān)控的現(xiàn)代治安卡口智能監(jiān)控系統(tǒng)。

4.1 業(yè)務(wù)流程

人臉識(shí)別分析業(yè)務(wù)包含人臉實(shí)時(shí)比對(duì)和人臉歷史查詢。其中實(shí)時(shí)比對(duì)發(fā)生在事前或事中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有布控人員出現(xiàn)時(shí)，執(zhí)勤人員可以迅速做出反應(yīng)。歷史查詢則是針對(duì)事后重點(diǎn)人員排查，可通過(guò)可疑人員圖片查詢系統(tǒng)記錄的人員信息。

人臉實(shí)時(shí)比對(duì)的業(yè)務(wù)流程主要分為人臉信息的采集、匯聚、圖像獲取、計(jì)算和特征值抽取，然后根據(jù)人臉庫(kù)進(jìn)行特征值的比對(duì)和識(shí)別。

如圖3所示為實(shí)時(shí)人臉識(shí)別業(yè)務(wù)流程：

4.2 人臉?lè)治鱿到y(tǒng)

人臉攝像機(jī)所采集的視頻圖像通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)同時(shí)傳送至天網(wǎng)平臺(tái)和人臉識(shí)別分析系統(tǒng)，人臉攝像機(jī)的設(shè)備管理和維護(hù)由天網(wǎng)平臺(tái)統(tǒng)一負(fù)責(zé)。設(shè)備采集的視頻流的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)由流媒云存儲(chǔ)服務(wù)器負(fù)責(zé)，視頻的解析和結(jié)構(gòu)化分析、人臉特征數(shù)據(jù)提取由人臉識(shí)別分析系統(tǒng)完成，分析后結(jié)果將上傳到市局視頻專網(wǎng)內(nèi)相關(guān)平臺(tái)，然后經(jīng)數(shù)據(jù)安全接入平臺(tái)推送到市局人臉平臺(tái)，完成人臉的比對(duì)和應(yīng)用。

圖3 實(shí)時(shí)人臉識(shí)別業(yè)務(wù)流程圖

（1）人臉識(shí)別分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、上傳和存儲(chǔ)

人臉?lè)治鱿到y(tǒng)前端攝像機(jī)所采集的視頻流經(jīng)租用的運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳視頻專網(wǎng)，在分局視頻專網(wǎng)內(nèi)完成匯聚、存儲(chǔ)和計(jì)算分析以及特征值抽取任務(wù)。

系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備完成數(shù)據(jù)的匯總、處理、傳輸、存儲(chǔ)，主要包含數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)、消息總線、數(shù)據(jù)采集服務(wù)以及分布式緩存。數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)負(fù)責(zé)解析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的接收、過(guò)濾、校驗(yàn)，將數(shù)據(jù)推送到消息總線，數(shù)據(jù)采集服務(wù)負(fù)責(zé)從消息總線接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并再次過(guò)濾校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、照片轉(zhuǎn)存，并將數(shù)據(jù)推送到應(yīng)用系統(tǒng)、保存到存儲(chǔ)。

（2）人臉?lè)治鱿到y(tǒng)的視頻解析、結(jié)構(gòu)化分析和特征值抽取

人臉?lè)治鱿到y(tǒng)對(duì)人臉攝像機(jī)獲取的人臉視頻，在后臺(tái)完成視頻的解析、計(jì)算分析。然后抽取特征值數(shù)據(jù)，上傳市局視頻專網(wǎng)對(duì)接公安網(wǎng)內(nèi)的市局人臉識(shí)別系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)人臉數(shù)據(jù)的比對(duì)分析和應(yīng)用。

（3）人臉?lè)治鱿到y(tǒng)主要實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用功能

人臉識(shí)別系統(tǒng)主要實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用功能如下：

①軌跡還原

是指人臉?lè)治鱿到y(tǒng)對(duì)目標(biāo)人員的臉部特征進(jìn)行識(shí)別分析和判定，然后結(jié)合攝像機(jī)的定位，結(jié)合人員通過(guò)時(shí)間的先后關(guān)系，進(jìn)行計(jì)算并在GIS地圖上可視化展示出目標(biāo)人員的路線軌跡，并且能夠?qū)崟r(shí)更新目標(biāo)人員的當(dāng)前位置信息，預(yù)判目標(biāo)人員的行動(dòng)路線，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)人員提前預(yù)警和布控，為警務(wù)人員提供直觀的破案線索，進(jìn)一步提高辦案效率的目的。

②疑犯排查

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)疑犯排查主要包括重點(diǎn)人員的排查和疑犯踩點(diǎn)排查兩大功能。

重點(diǎn)人員排查是指系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)生高危行為的非白名單庫(kù)人員進(jìn)行提前預(yù)警和自動(dòng)排查工作。當(dāng)重點(diǎn)人員的高危行為發(fā)生次數(shù)高于系統(tǒng)預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信息。

疑犯踩點(diǎn)排查是指通過(guò)人臉?lè)治霾伎叵到y(tǒng)，記錄并分析在設(shè)定的布控范圍內(nèi)出現(xiàn)的人員，當(dāng)有人員反復(fù)在某區(qū)域出現(xiàn)時(shí)，則視其為疑犯踩點(diǎn)，系統(tǒng)可以及時(shí)預(yù)警。同樣，人臉?lè)治霾伎叵到y(tǒng)也可以設(shè)定高位時(shí)段如凌晨12點(diǎn)至5點(diǎn)，如果在一些重點(diǎn)區(qū)域捕捉到人員反復(fù)出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)可以將人臉信息保存至黑名單庫(kù)，并產(chǎn)生提前預(yù)警功能。

③關(guān)系挖掘

對(duì)于非個(gè)體沖動(dòng)性犯罪行為的有目的、有組織的團(tuán)伙犯罪行為。在案件偵破過(guò)程中，在通過(guò)疑犯排查確認(rèn)了一名疑犯后，可通過(guò)人臉?lè)治霾伎叵到y(tǒng)，偵查該疑犯在整個(gè)系統(tǒng)中的某些重要點(diǎn)位，前后一段時(shí)間內(nèi)是否一直有相同的人員出現(xiàn)，根據(jù)出現(xiàn)的吻合點(diǎn)位數(shù)量及時(shí)間差長(zhǎng)短，列出可能為疑犯團(tuán)伙成員的列表清單，系統(tǒng)還可以根據(jù)積分模型給出疑似團(tuán)伙成員概率。

④軌跡碰撞

當(dāng)不了解犯罪人員的具體特征信息，而是只了解犯罪人員作案時(shí)間、地點(diǎn)及逃竄路線時(shí)，則可通過(guò)在各個(gè)點(diǎn)位記錄數(shù)據(jù)的位置、時(shí)間信息，通過(guò)大數(shù)據(jù)碰撞分析，輸出符合條件的人員信息列表，以便進(jìn)一步縮小排查范圍，提高辦案效率。

⑤報(bào)警推送

在動(dòng)態(tài)布控視頻資源中，當(dāng)檢測(cè)到有公安部在逃庫(kù)人員或重點(diǎn)人員時(shí)，系統(tǒng)能夠?qū)a(chǎn)生的報(bào)警信息同時(shí)推送到PGIS地圖上距離報(bào)警位置最近的巡警警務(wù)通客戶端上，公安巡警可根據(jù)報(bào)警具體情況及時(shí)聯(lián)系指揮中心再次確認(rèn)，獲得批準(zhǔn)后及時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行抓捕。此功能一方面可提高犯罪人員抓獲效率，另一方面可減少危險(xiǎn)人員對(duì)社會(huì)造成的危害。

（4）人臉識(shí)別系統(tǒng)的比對(duì)分析

①功能指標(biāo)：

可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)庫(kù)管理：目標(biāo)庫(kù)的創(chuàng)建、查詢、清空、刪除、導(dǎo)出功能；人臉圖片或特征入庫(kù)，獲取和刪除；

支持單庫(kù)人臉檢索和多庫(kù)人臉檢索；1:N單張照片（特征）與目標(biāo)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)；

支持人臉屬性提取和人臉特征提??；

實(shí)時(shí)分析任務(wù)管理：創(chuàng)建、刪除、修改、查詢視頻分析任務(wù)；更新任務(wù)配置；

支持實(shí)時(shí)視頻流分析，支持視頻文件分析；

比對(duì)結(jié)果返回：抓拍結(jié)果返回；比對(duì)結(jié)果返回；屬性結(jié)果返回；

實(shí)時(shí)目標(biāo)庫(kù)布控容量不小于20萬(wàn)；

目標(biāo)庫(kù)數(shù)量不小于200個(gè)；

人臉抓拍對(duì)實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行分析，抓拍人臉/頭肩，并對(duì)人臉做結(jié)構(gòu)化處理，同時(shí)返回?cái)z像頭信息和時(shí)間信息；

人臉比對(duì)：將抓拍到的人臉與目標(biāo)庫(kù)中的圖片進(jìn)行比對(duì)，超過(guò)閾值則返回比對(duì)結(jié)果，并能推送TopN的比對(duì)結(jié)果；

②性能指標(biāo)要求：

單張圖片入庫(kù)速度不小于：20毫秒/張；

視頻處理能力：25幀/s/路；

任務(wù)結(jié)果返回：實(shí)時(shí)抓拍返回時(shí)間小于1 s，比對(duì)結(jié)果返回時(shí)間小于1 s；

單偵同時(shí)檢測(cè)、識(shí)別人臉的最大數(shù)量不小于20；

人臉抓拍大小：長(zhǎng)寬大于20像素

抓拍率：99%；

識(shí)別率：誤識(shí)率為1%時(shí)，識(shí)別率為93.2%；

視頻接入方式：支持組播、GB28181視頻接入方式。

4.3 數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）存儲(chǔ)設(shè)備處理能力

流媒體存儲(chǔ)設(shè)備用于對(duì)不同品牌高清攝像機(jī)的視頻流進(jìn)行捕獲、存儲(chǔ)及實(shí)現(xiàn)按需調(diào)度，視頻流在視頻專網(wǎng)及公安信息網(wǎng)內(nèi)傳輸方式為組播方式。

設(shè)備集成流式直存流式轉(zhuǎn)發(fā)、視頻數(shù)據(jù)直接共享、全局緩存等技術(shù)。

設(shè)備人臉攝像機(jī)錄像直存、公安交警執(zhí)法辦案視頻上傳共享等公安視頻與圖片的存儲(chǔ)。

支持磁盤與節(jié)點(diǎn)故障短信報(bào)警。

可對(duì)接入的高清視頻信號(hào)進(jìn)行圖像質(zhì)量檢測(cè)，并向運(yùn)維系統(tǒng)提供檢測(cè)結(jié)果信息。

能夠檢測(cè)和收集數(shù)字高清攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)和視頻流狀態(tài)，支持向上級(jí)管理單元發(fā)送本單元所有攝像機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

接收公安局圖像綜合應(yīng)用平臺(tái)信令服務(wù)器的攝像機(jī)編號(hào)和起止時(shí)間請(qǐng)求，返回歷史錄像列表信息，提供回放及下載服務(wù)。

支持遠(yuǎn)程系統(tǒng)升級(jí)，統(tǒng)一圖形化界面配置，提供平臺(tái)統(tǒng)一配置管理接口。

統(tǒng)一集中時(shí)鐘服務(wù)器校時(shí)。

（2）視頻存儲(chǔ)容量計(jì)算

以一路600萬(wàn)像素人臉攝像機(jī)為例，其碼流為8 Mbit/s。按照如下公式計(jì)算所需的8TB硬盤數(shù)量需求：

5 結(jié)束語(yǔ)

人臉識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越普及，在社會(huì)治安和反恐處突等方面發(fā)揮了巨大的作用，隨著科技技術(shù)、計(jì)算能力和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能人臉攝像機(jī)在某些特殊監(jiān)控區(qū)域已經(jīng)開(kāi)始部署，正成為預(yù)防與打擊犯罪、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮、偵查破案、為社會(huì)安定保駕護(hù)航的強(qiáng)有力工具。