人臉識別技術(shù)在安全保衛(wèi)工作中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢研究

蘇大偉

摘要：人臉識別技術(shù)作為一種新興的生物特征識別技術(shù)，與其他生物特征識別技術(shù)相比，可以非接觸式遠(yuǎn)距離采集生物特征，數(shù)據(jù)獲取更加自然、直接、便捷。人臉識別技術(shù)在公共安全、經(jīng)濟(jì)文化保衛(wèi)、人機(jī)交互等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，在研究和應(yīng)用方面得到長足的發(fā)展。人臉識別技術(shù)安保領(lǐng)域中主要有2種類型的應(yīng)用，即靜態(tài)人臉比對識別和動態(tài)人臉監(jiān)控識別。動態(tài)識別技術(shù)可應(yīng)用于車站、機(jī)場、地鐵等重點場所和人群密集公共場所以及學(xué)校、醫(yī)院等企事業(yè)單位出入口等多種治安、安保、安防、反偽等領(lǐng)域。靜態(tài)人臉識別搜索比對是指靜態(tài)人臉照片與人臉數(shù)據(jù)庫比對，進(jìn)行人的身份搜索和身份管理，主要應(yīng)用在治安和戶籍管理、身份核查、內(nèi)保等方面。文章對人臉識別技術(shù)在安全保衛(wèi)工作中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：人臉識別；視頻監(jiān)控；安全保衛(wèi)；生物識別；安防

1.概述

人臉識別技術(shù)作為一種新興的生物特征識別技術(shù)，與指紋、虹膜、靜脈等其他生物特征識別技術(shù)相比，有其獨特優(yōu)勢，可以非接觸式遠(yuǎn)距離采集生物特征，既可主動采集、隱蔽采集，也可被動采集、強(qiáng)制采集；人臉數(shù)據(jù)相對容易獲得，更自然直接、方便，不具有侵犯性，用戶沒有任何心理障礙等。隨著越來越多的國際安全形勢的嚴(yán)重性、遠(yuǎn)距離，快速識別技術(shù)的匹配條件，實現(xiàn)智能預(yù)警和比對成為亟需。人臉識別技術(shù)在公共安全、經(jīng)濟(jì)和文化安全、人機(jī)交互、等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來研究和應(yīng)用有很大的發(fā)展。

2.人臉識別產(chǎn)業(yè)態(tài)勢

近年來，人臉識別硬件的進(jìn)化速度很快，處理器和圖像采集設(shè)備性能提升和成本日漸降低，鏡頭模組的更高分辨率、更小體積、更低功耗等，都意味著幾乎所有的智能設(shè)備原則上都已具備安裝和部署人臉識別的技術(shù)基礎(chǔ)和可能性，數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、拍照手機(jī)的不斷普及極大地拓展了人臉識別技術(shù)的使用空間。雖然主要的軟件技術(shù)來源和核心軟件的原創(chuàng)研發(fā)還是有限的少數(shù)，但核心技術(shù)進(jìn)入到商業(yè)企業(yè)后，因為來自客戶需求和實際應(yīng)用的驅(qū)動，技術(shù)的改良和進(jìn)步也是明顯可見的，基于大量各類型特征數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和技術(shù)更迭，一些核心軟件技術(shù)與其源頭的原創(chuàng)技術(shù)相比脫胎換骨。

如果一項安防技術(shù)可以對它所涉及和關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行完全采集，那么這項技術(shù)就可以貫穿打通安防領(lǐng)域各應(yīng)用分支的技術(shù)。比如，指紋識別是非“完全采集”的技術(shù)，所以它基本用于安全和調(diào)查，而在監(jiān)控、防范和預(yù)警等領(lǐng)域就難以大派用場。另一項達(dá)到完全采集原則的常見技術(shù)是虹膜識別，但因為在采集難度、采集特征的直觀性、可見性以及特征值的常用性、已完成采集特征數(shù)據(jù)庫規(guī)模上的巨大差別，遠(yuǎn)不能與人臉識別相比。

“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)時代，能夠滿足完全采集原則的生物特征識別技術(shù)，正是在大數(shù)據(jù)環(huán)境下對人的行為軌跡進(jìn)行跟蹤、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)性技術(shù)。成本因素以及產(chǎn)品制造和系統(tǒng)部署的便利性都是人臉識別技術(shù)在整個生物識別技術(shù)集群中即將脫穎而出并領(lǐng)先的獨特優(yōu)勢和基本條件，在攝像頭成為絕大多數(shù)智能設(shè)備標(biāo)配部件的現(xiàn)實下，人臉識別就是一種可隨時安裝使用的軟件功能。這也是眾多行業(yè)巨頭精心準(zhǔn)備和布局人臉識別技術(shù)和應(yīng)用的原因。

阿里和騰訊布局的一個潛力巨大領(lǐng)域——人工智能，也是以人臉識別作為基礎(chǔ)技術(shù)之_的。人工智能可細(xì)分為弱人工智能、強(qiáng)人工智能以及超人工智能3類技術(shù)。強(qiáng)人工智能及以上的技術(shù)將具備與人類進(jìn)行簡單溝通和理解的能力，無論它被設(shè)計成什么樣的外形。人臉識別技術(shù)（表情、情緒）提供了機(jī)器人判斷人類個人特征以及了解人類情感狀態(tài)的可能，這也是它們發(fā)展出與人類進(jìn)行簡單交流與溝通能力的基礎(chǔ)。人臉識別技術(shù)是人工智能最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之_，因此目前人工智能的飛速發(fā)展以及世界各國從政府到企業(yè)在人工智能上的大手筆投入也必將極大推動人臉識別技術(shù)進(jìn)一步成熟和在其他領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用。而人臉識別技術(shù)在安全保衛(wèi)領(lǐng)域的應(yīng)用將非常具有競爭力。

3.人臉識別技術(shù)在安全保衛(wèi)領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)如今人臉識別技術(shù)在安保領(lǐng)域中主要有2種類型的應(yīng)用：動態(tài)人臉監(jiān)控識別和靜態(tài)人臉比對識別。

3.1動態(tài)人臉識別監(jiān)控系統(tǒng)

畫面中的人員處于非配合狀態(tài)，且要求系統(tǒng)做出實時快速響應(yīng)。到目前為止最常見的是目標(biāo)人（黑/白名單）人臉監(jiān)控識別系統(tǒng)，它將相機(jī)視野和特定目標(biāo)群體（黑/白名單）數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，判斷是否屬于某人的列表。系統(tǒng)可以收集視頻圖像，自動分析，實時對比人臉，主動關(guān)注人員監(jiān)控場景識別，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)自動報警提示安全人員采取控制措施，實現(xiàn)可疑和黑名單人員的布控和識別、響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)“關(guān)注對象”，是解決社會保障和警衛(wèi)人員監(jiān)控領(lǐng)域的有效技術(shù)。目前，名單的庫容量一般可以達(dá)到幾十萬的數(shù)量級。

動態(tài)識別技術(shù)可以應(yīng)用于火車站、機(jī)場、地鐵和其他關(guān)鍵站點的商場超市、學(xué)校和其他擁擠的公共領(lǐng)域入口等多種領(lǐng)域，如公安、安全、安全、反對虛假，滿足各種需求，其他應(yīng)用程序模式包括實名認(rèn)證系統(tǒng)，主要是確定一個攝像頭來識別人員證書狀態(tài)，常用于測試考場，出入境，家庭，等等；人員出現(xiàn)頻率統(tǒng)計信息系統(tǒng)，自動尋找相機(jī)視圖中多次出現(xiàn)，許多服務(wù)窗口上安裝用于自動找到牛，醫(yī)學(xué)報警等；人臉識別考勤，門禁系統(tǒng)，為了確定相機(jī)之前人員身份權(quán)限之后打開日志（電子鎖，鎖機(jī)等）和開放，更多的為每一個單位的考勤門禁系統(tǒng)。

以出入口控制中的人臉實時報警系統(tǒng)應(yīng)用為例，動態(tài)人臉識別監(jiān)控能夠配合門禁系統(tǒng)進(jìn)行出入口智能控制，針對流竄作案、多次作案人員，在出入口增加人臉識別系統(tǒng)，對嫌疑人員、多次作案人員、公安部門通緝在逃人員等建立嫌疑人數(shù)據(jù)庫，只要嫌疑人進(jìn)門即可實時報警。人臉實時報警系統(tǒng)采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的人臉檢測算法、人臉跟蹤算法、人臉質(zhì)量評分算法以及人臉識別算法等多種技術(shù)，其實現(xiàn)了實時人臉抓拍、實時黑名單比對報警和人臉檢索等功能。系統(tǒng)把人臉捕捉相機(jī)設(shè)備安裝在前面，面對經(jīng)過的人員后捕獲和上傳。前端攝像機(jī)捕獲的臉圖像通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲、實時，并面臨黑名單庫發(fā)現(xiàn)可疑人員，系統(tǒng)自動發(fā)送報警信號，并使用多種聯(lián)系通知保安人員。

3.2靜態(tài)人臉識別比對系統(tǒng)

靜態(tài)面臨搜索推出了目前市場上基于比較法的應(yīng)用識別包括3個主要功能模塊：一是單面搜索，是指提交照片，系統(tǒng)返回降序排列的相似性一定數(shù)量的人員候選人名單；二是批量搜索，是指提交了一批照片，每張照片單面搜索后系統(tǒng)將統(tǒng)一所有結(jié)果報告返回；三是身份檢查，指的是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的所有圖像交叉引用或不同數(shù)據(jù)庫表中交叉引用，返回相似度大于一定值關(guān)閉所有數(shù)據(jù)報告，用于搜索發(fā)現(xiàn)不止一個證書（如姐姐），多一個證書（使用證書）異常情況。

在靜態(tài)人臉識別技術(shù)在金融安全的應(yīng)用程序，例如，銀行有很多地方和企業(yè)要求嚴(yán)格的身份驗證，例如銀行金庫、自助銀行或VTM認(rèn)證、ATM機(jī)的房間添加錢、錢和汽車控制等。梳理近年來發(fā)生的某些情況，傳統(tǒng)的信用卡密碼，指紋身份驗證方法，如不能從根本上保證真實性的身份，指紋和容易被復(fù)制，密碼很容易偷、卡很容易失去，造成很大潛在的安全隱患。面部識別身份驗證無法復(fù)制、不能偷、自然直觀、保密性強(qiáng)、安全性高，是解決銀行的問題驗證的最好辦法。

當(dāng)進(jìn)入ATM自助銀行或銀行網(wǎng)點營業(yè)廳的人員面部有帶口罩、默鏡、帽子等遮擋偽裝特征時系統(tǒng)通過實時視頻傳輸和后臺比對，將自動發(fā)現(xiàn)識別，根據(jù)預(yù)定的報警規(guī)則，彈出實時監(jiān)控預(yù)警監(jiān)控中心。收到報警信息安全相關(guān)人員將按照自動應(yīng)急計劃的警察，同時接受銀行監(jiān)控指揮中心的遠(yuǎn)程控制和進(jìn)度。系統(tǒng)自動生成嫌犯面臨庫和視頻數(shù)據(jù)，視頻圖像的檢索和獲取證據(jù)。

銀行貸款給家庭在每個分支或分支面建立功能集合，然后存儲在云計算中心人臉特征信息基地。貸款家庭在某網(wǎng)站完整的人臉特征信息登記后，可以在銀行分行智能比對任何一個身份驗證，真正“固定的身份信息和銀行面臨功能一一對應(yīng)”，以防止可能冒充貸款和其他隋況，意識到借款人的身份認(rèn)證信息，智能和網(wǎng)絡(luò)管理。

4.當(dāng)前安保應(yīng)用中人臉識別技術(shù)存在的問題

目前生物特征的身份識別技術(shù)受到各國的極大重視，國內(nèi)外很多科研院所和公司對動態(tài)人臉身份識別技術(shù)正在進(jìn)行深入研究，但由于人臉識別技術(shù)對圖像質(zhì)量的要求較高，人臉識別視頻監(jiān)控產(chǎn)品在準(zhǔn)確性和實時性方面尚存有難度，無法達(dá)到100%的準(zhǔn)確。由于視頻監(jiān)控攝像頭是遠(yuǎn)離目標(biāo)，人們發(fā)現(xiàn)監(jiān)控識別系統(tǒng)通常不積極合作，并不總是積極地面對圖片收集，環(huán)境和光通常是不符合要求的控制，使得采集質(zhì)量好的人臉圖像是很困難的，容易產(chǎn)生運動模糊，遠(yuǎn)低于圖像采集的質(zhì)量。因此要密切協(xié)調(diào)條件面對形象，因為不配合用戶運動的同時，一邊臉，回相機(jī)的概率大大增加，這使得人臉檢測、跟蹤，人臉匹配識別帶來相當(dāng)大的困難。此外，監(jiān)控場景，通常有很多人在同一時間，多個身體容易讓彼此的身份很難相關(guān)聯(lián)。這一系列的因素為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的面部識別難度非常大。

動態(tài)的人臉識別監(jiān)控系統(tǒng)在人臉識別核心引擎、識別精度，響應(yīng)速度、兼容性、可擴(kuò)展性方面還有進(jìn)一步發(fā)展的空間，以適應(yīng)多種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最大限度滿足行業(yè)要求。

5.未來發(fā)展趨勢

從當(dāng)前的發(fā)展來看，大型靜態(tài)臉部比較系統(tǒng)產(chǎn)品成熟，其關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)可以支持目前的產(chǎn)品應(yīng)用程序數(shù)據(jù)處理和人臉識別基于web服務(wù)，支持識別比、戶籍管理、安全管理、安全管理、以及其他各種業(yè)務(wù)對面孔識別的需求，可以支持互聯(lián)網(wǎng)終端、移動終端，如各種各樣的終端訪問，方便和靈活的使用。

人臉識別整個生態(tài)鏈的整合即將出現(xiàn)，核心硬件商對軟件商的整合出現(xiàn)的可能性也很大，移動設(shè)備核心元器件供應(yīng)商將可能成為整合的主力。百萬級規(guī)模的人臉識別應(yīng)用即將出現(xiàn)。千萬至億級規(guī)?；瘧?yīng)用正在開展之中?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)和移動設(shè)備領(lǐng)域規(guī)模用戶的市場布局正在進(jìn)行，特別是安保領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、移動及便攜式終端將進(jìn)一步深入和細(xì)化，具有十分廣闊的發(fā)展前景。