基于人臉識(shí)別技術(shù)的公安人像大數(shù)據(jù)整體解決方案

????????警用裝備網(wǎng)訊：?一套完整的公安人像大數(shù)據(jù)解決方案，基于人臉識(shí)別技術(shù)的整體解決方案

　　正文：

　　1、系統(tǒng)建設(shè)背景

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)建設(shè)速度加快，以及互聯(lián)網(wǎng)的突飛猛進(jìn)，導(dǎo)致城市中人口密集，流動(dòng)人口增加，引發(fā)了城市建設(shè)中的交通、社會(huì)治安、重點(diǎn)區(qū)域防范、網(wǎng)絡(luò)犯罪日益突出等城市管理問(wèn)題，今后現(xiàn)代化城市的建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)信息必然將安全作為重中之重，與城市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)處于同等重要的地位。近年來(lái)，社會(huì)犯罪率呈逐年升高的趨勢(shì)，特別是網(wǎng)絡(luò)犯罪更加的嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)逃犯頻頻發(fā)生，罪犯的犯罪手法也更加隱蔽和先進(jìn)，給廣大公安人員偵破案件增加了難度。同時(shí)，惡性事件時(shí)有發(fā)生，使人們對(duì)公共生活場(chǎng)所的安全感普遍降低。

　　同時(shí)公安人員在對(duì)通緝犯進(jìn)行人工排查時(shí)如大海撈針，成功率極低，效果也不明顯。主要有如下實(shí)際問(wèn)題：1.首先，由于罪犯群體不斷擴(kuò)大，要在數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人員照片庫(kù)中找出犯罪嫌疑人，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還有可能造成遺漏等情況，破案的效率大打折扣。2.其次，目前公安機(jī)關(guān)偵察案件大多數(shù)仍然依靠事后追查和通緝，對(duì)已經(jīng)發(fā)生的案件造成的損失很難有效彌補(bǔ)。3.最后，如果在案發(fā)的同時(shí)即能防患于未然，就能第一時(shí)間將損失控制在最小范圍內(nèi)。

　　平安城市、雪亮工程等項(xiàng)目建設(shè)從最初的視頻監(jiān)控、卡口電警建設(shè)，系統(tǒng)已大量掌握了視頻圖像資源和卡口車輛數(shù)據(jù)和價(jià)值圖片，但是針對(duì)人員偵查，身份確認(rèn)還是需要通過(guò)技偵或網(wǎng)偵手段，無(wú)法充分利用視頻圖像資源快速定位人員身份。即使出動(dòng)大量警力，采用“人海戰(zhàn)術(shù)”但受制于肉眼識(shí)別勞動(dòng)強(qiáng)度的極限，再加上人工排查效率不足，視頻圖像拍攝受光線、角度傾斜等不確定因素影響，無(wú)法保證查找的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，尤其出現(xiàn)突發(fā)緊急案件時(shí)，往往會(huì)貽誤最佳破案時(shí)機(jī)。如何提供更加豐富以及實(shí)用的“人像防控”應(yīng)用，從“事后被動(dòng)偵查”到“事前主動(dòng)預(yù)警”將是平安城市、雪亮工程等項(xiàng)目下一建設(shè)階段面臨的主要需求。

　　2、系統(tǒng)建設(shè)需求

　　人像大數(shù)據(jù)系統(tǒng)采用高效的人臉檢測(cè)定位及識(shí)別比對(duì)系統(tǒng)，可以第一時(shí)間幫助公安偵查人員快速識(shí)別辨別特定人員真實(shí)身份，把過(guò)去人工排查海量的視頻圖像資源比對(duì)需求變成現(xiàn)實(shí)，從而有效的為公安視頻偵查、治安管理、刑偵立案等工作提供實(shí)戰(zhàn)上的有效幫助和解決方法。第二可幫助公安偵查人員辦案時(shí)候追查和通緝，真正從打變?yōu)榉?，能夠極大的減少警力資源浪費(fèi)和事故發(fā)生概率。

　　目前人臉抓拍比對(duì)系統(tǒng)主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：

　　1）公安治安人員黑名單比對(duì)實(shí)時(shí)報(bào)警：針對(duì)一些人員密集區(qū)域（如車站、地鐵站、機(jī)場(chǎng)、社區(qū)等）的關(guān)鍵出入口、通道等卡口位置布置人員卡口，后端對(duì)重點(diǎn)關(guān)注人員、打防控人員進(jìn)行黑名單布控，通過(guò)實(shí)時(shí)視頻流比對(duì)布控黑名單，實(shí)現(xiàn)人臉比對(duì)識(shí)別。

　　2）不明身份人員身份確認(rèn)：治安人員在日常巡邏、人員身份驗(yàn)證過(guò)程中，避免肢體接觸和沖突，使用前端攝像機(jī)或手機(jī)進(jìn)行抓拍，后端通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行人員信息比對(duì)分析，達(dá)到人員身份確認(rèn)的應(yīng)用。治安或刑偵人員對(duì)流動(dòng)性人口中的無(wú)合法有效身份證件、無(wú)固定住所、無(wú)正當(dāng)職業(yè)或合法經(jīng)濟(jì)來(lái)源的人員進(jìn)行非接觸性身份確認(rèn)。

　　3）重要點(diǎn)位重點(diǎn)人員身份排查：針對(duì)一些重要管控的區(qū)域，如大型保障活動(dòng)，政府、公安出入口等布置前端攝像機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人臉抓拍，每日安排公安人員人工進(jìn)行重點(diǎn)人員篩選排查。

　　3、系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

　　系統(tǒng)主要是完成針對(duì)動(dòng)態(tài)人像識(shí)別方面建設(shè)和靜態(tài)人像識(shí)別方面建設(shè)。

　　1）動(dòng)態(tài)人像識(shí)別方面建設(shè)內(nèi)容

　　非標(biāo)人臉庫(kù)建設(shè)：協(xié)助公安針對(duì)當(dāng)?shù)匕歉`人員、偷搶盜人員、上訪人員、未成年犯罪人員建設(shè)人像采集環(huán)境，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行人像采集和身份采集入庫(kù)，為敏感人群、重點(diǎn)人群布控提供人像庫(kù)支持。

　　重點(diǎn)人員布控：公安重點(diǎn)人員根據(jù)地區(qū)和目的不同劃分不同類型，包括慣偷慣犯、涉恐、涉案、涉毒、水客等當(dāng)?shù)厣娣€(wěn)人員，同時(shí)也包括高危人員、敏感人員等。利用人像大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，將重點(diǎn)人員進(jìn)行城域級(jí)布控，同時(shí)后續(xù)刻畫典型關(guān)注人員軌跡，進(jìn)行高危行為預(yù)警研判。

　　高危人員布控：高危人員包括全國(guó)在逃人員、全國(guó)違法犯罪人員、重大犯罪前科人員、肇事肇禍精神病人等。人臉識(shí)別系統(tǒng)將利用實(shí)時(shí)視頻和身份證信息等手段，可在火車站、汽車站、港口口岸出入口建設(shè)人臉卡口，對(duì)出入境人士進(jìn)行審查識(shí)別。

　　敏感人群布控：敏感人群包括來(lái)自特殊地區(qū)、特殊身份、特殊職業(yè)等人員如來(lái)自新疆地區(qū)人群、個(gè)別少數(shù)民族人群、長(zhǎng)期無(wú)工作人群、非法上訪人群等。通過(guò)在出入境、關(guān)鍵人臉采集卡口對(duì)這些人群進(jìn)行身份信息和人臉信息采集，通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)對(duì)敏感人群的身份信息、行為軌跡、出沒(méi)時(shí)間等進(jìn)行管控，從而做到敏感人群防控的目的。

　　人證合一：在汽車站、火車站、機(jī)場(chǎng)等身份證檢查、其他民事應(yīng)用中，可通過(guò)單兵、手機(jī)、相機(jī)對(duì)人員進(jìn)行臉部拍照，并通過(guò)身份證讀卡器讀取身份證信息，通過(guò)拍照?qǐng)D片和身份證人臉確認(rèn)是否人證合一，并上傳照片至后端進(jìn)行人臉識(shí)別確認(rèn)是否屬于重點(diǎn)布控人員。

　　2）靜態(tài)人像識(shí)別方面建設(shè)內(nèi)容

　　身份信息確認(rèn)：針對(duì)孤寡老人、三無(wú)身份人員、聾啞人員等無(wú)法確認(rèn)身份的人員，可通過(guò)手機(jī)、相機(jī)等對(duì)人員進(jìn)行臉部拍照，并上傳后端比對(duì)常住人口或流動(dòng)人口庫(kù)，確認(rèn)身份信息。

　　身份信息查重：對(duì)當(dāng)?shù)爻Ｗ∪丝趲?kù)、流動(dòng)人口庫(kù)或全國(guó)人員信息庫(kù)中人員身份證進(jìn)行人臉庫(kù)自查重，排查一人多證的問(wèn)題。

　　洗白人員身份確認(rèn)：通過(guò)比對(duì)當(dāng)?shù)爻Ｗ∪丝趲?kù)&全國(guó)在逃人員庫(kù)或當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)人口庫(kù)&全國(guó)在逃人員庫(kù)進(jìn)行人臉圖片碰撞比對(duì)，排查兩個(gè)庫(kù)中相似人員人臉及身份信息，從而清洗出漂白身份的人員。

　　4、系統(tǒng)架構(gòu)

　　系統(tǒng)采用高可靠性的人臉檢測(cè)算法、人臉跟蹤算法、人臉抓拍算法、人臉質(zhì)量評(píng)分算法及人臉識(shí)別算法、并結(jié)合配套的前端攝像機(jī)設(shè)備和后端平臺(tái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)黑名單比對(duì)報(bào)警、靜態(tài)人臉圖片檢索等功能。系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)可根據(jù)實(shí)際需求線性擴(kuò)展，輕松滿足爆炸式增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求，同時(shí)系統(tǒng)支持上億級(jí)別人臉注冊(cè)庫(kù)/人臉抓拍庫(kù)、上百萬(wàn)黑名單庫(kù)，極大的滿足公安對(duì)重點(diǎn)人員的事前預(yù)警和事后追查需求。

　　系統(tǒng)由人像卡口、人臉識(shí)別服務(wù)器、人臉識(shí)別平臺(tái)、存儲(chǔ)設(shè)備、人像大數(shù)據(jù)系統(tǒng)五部分組成。

　　1）人像卡口：前端攝像機(jī)包括普通高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和人臉抓拍單元。普通高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要實(shí)現(xiàn)圖像采集、編碼、視頻傳輸?shù)裙δ堋Ｈ四樧ヅ膯卧粌H實(shí)現(xiàn)普通高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的所有功能，其內(nèi)置智能分析算法，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻中人臉進(jìn)行自動(dòng)捕獲、跟蹤、抓拍等功能。同時(shí)人臉抓拍單元擁有人臉區(qū)域自動(dòng)曝光優(yōu)化、人臉小圖優(yōu)化處理等功能，更適合于人臉卡口場(chǎng)景下獲取最優(yōu)人臉圖片。

　　2）人臉識(shí)別服務(wù)器：集人臉檢測(cè)、人臉抓拍、人臉識(shí)別、人臉特征分類等多樣化算法和分布式計(jì)算軟件于一體，主要包括：1.人臉識(shí)別算法—采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)算法，構(gòu)建動(dòng)態(tài)人像識(shí)別服務(wù)、1:1/1：n/n:N等多樣化人臉識(shí)別服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)高效率、高準(zhǔn)確率的人臉識(shí)別比對(duì)。2.分布式計(jì)算集群—通過(guò)分布式計(jì)算軟件統(tǒng)一對(duì)多臺(tái)人臉識(shí)別服務(wù)器進(jìn)行集群管理，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率，適合大規(guī)模系統(tǒng)部署。3.系統(tǒng)運(yùn)維管理服務(wù)—負(fù)責(zé)對(duì)計(jì)算集群存儲(chǔ)、性能、服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的運(yùn)維管理，降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，提高用戶體驗(yàn)。4.人像數(shù)據(jù)庫(kù)—負(fù)責(zé)人臉圖像和算法特征化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)置提高系統(tǒng)耦合度，降低服務(wù)器于服務(wù)器之間的對(duì)接導(dǎo)致的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

　　3）人臉識(shí)別平臺(tái)：集人像卡口管理、視頻存儲(chǔ)、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、業(yè)務(wù)應(yīng)用于一體，提供人臉識(shí)別系統(tǒng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能。

　　4）人臉視頻存儲(chǔ)：前端攝像機(jī)對(duì)實(shí)時(shí)視頻的存儲(chǔ)，可存儲(chǔ)在平臺(tái)下掛載的存儲(chǔ)設(shè)備、云存儲(chǔ)等專業(yè)監(jiān)控行業(yè)存儲(chǔ)設(shè)備中。

　　5、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

　　1）當(dāng)系統(tǒng)部署與公安視頻專網(wǎng)時(shí)：

　　在公安視頻專網(wǎng)中部署人臉識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)出入口、重點(diǎn)道路等位置安裝前端攝像機(jī)，并通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理。通過(guò)人臉識(shí)別平臺(tái)對(duì)視頻流轉(zhuǎn)發(fā)到人臉識(shí)別服務(wù)器集群中，進(jìn)行特征提取和識(shí)別比對(duì)，并反饋結(jié)果到人臉識(shí)別平臺(tái)中。人臉識(shí)別平臺(tái)將相關(guān)人臉報(bào)警和歷史記錄通過(guò)網(wǎng)閘共享到公安專網(wǎng)下，公安能夠?qū)χ卮笙右赡繕?biāo)進(jìn)行事后目標(biāo)檢索，目標(biāo)軌跡跟蹤，并根據(jù)目標(biāo)出沒(méi)時(shí)間和地點(diǎn)安排警力部署。

　　2）當(dāng)系統(tǒng)部署在公安網(wǎng)時(shí)：

　　在公安網(wǎng)中部署人臉識(shí)別系統(tǒng)，前端人臉卡口通過(guò)共享平臺(tái)傳輸視頻至公安網(wǎng)。公安網(wǎng)下人臉識(shí)別平臺(tái)對(duì)接共享平臺(tái)獲取前端數(shù)據(jù)，導(dǎo)入識(shí)別服務(wù)器進(jìn)行特征提取和識(shí)別比對(duì)，并通過(guò)人像大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)分析，數(shù)據(jù)挖掘等工作。

　　6、系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

　　人臉識(shí)別系統(tǒng)利用分布式集群技術(shù)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)和海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控圖像、錄像。

　　前端采取視頻流或圖片流方式進(jìn)行視頻圖像傳輸，提供現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境人臉圖像，并形成人臉抓拍庫(kù)。

　　人臉識(shí)別服務(wù)采用可動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的分布式結(jié)構(gòu)，底層負(fù)責(zé)人像庫(kù)的庫(kù)管理，處理人像庫(kù)創(chuàng)建、抽取特征值、人像索引等底層應(yīng)用。對(duì)外提供人像1：1比對(duì)和1：N比對(duì)、n:N比對(duì)、動(dòng)態(tài)比對(duì)等服務(wù)，服務(wù)分別對(duì)應(yīng)有應(yīng)用網(wǎng)站的功能業(yè)務(wù)，以及外部調(diào)用的API接口。

　　人臉業(yè)務(wù)系統(tǒng)，通過(guò)相應(yīng)服務(wù)的API接口實(shí)現(xiàn)人證合一、靜態(tài)檢索、一人多證排查、洗白人員身份確認(rèn)及其他大數(shù)據(jù)應(yīng)用處理。系統(tǒng)間通過(guò)API方便的實(shí)現(xiàn)松耦合，快速的實(shí)現(xiàn)人像平臺(tái)的集成。

　　7、人臉識(shí)別流程

　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)流包含人臉實(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)勤人員可以迅速作出反應(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。

　　1）實(shí)時(shí)視頻人臉比對(duì)：普通高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的實(shí)時(shí)視頻流或人臉抓拍單元的人臉圖片流，會(huì)由人臉識(shí)別服務(wù)器下的動(dòng)態(tài)人像算法進(jìn)行人臉特征數(shù)據(jù)提取，并實(shí)時(shí)與黑名單庫(kù)中的人臉特征數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行遍歷比對(duì)，并反饋平臺(tái)每次比對(duì)結(jié)果。

　　2）圖像檢索人臉比對(duì)：通過(guò)平臺(tái)客戶端提交需檢索的人臉圖片/錄像，人臉識(shí)別服務(wù)器自動(dòng)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)行遍歷比對(duì)，最后由平臺(tái)展現(xiàn)比對(duì)結(jié)果。

　　8、人臉業(yè)務(wù)庫(kù)

　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)包含三種業(yè)務(wù)庫(kù)：人臉抓拍庫(kù)、人臉注冊(cè)庫(kù)和黑名單庫(kù)。

　　1）人臉抓拍庫(kù)：包含歷史抓拍現(xiàn)場(chǎng)圖片、人臉小圖和結(jié)構(gòu)化的人臉特征數(shù)據(jù)、抓拍地點(diǎn)、抓拍時(shí)間等信息，此類庫(kù)的主要業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景是圖片檢索比對(duì)，查詢目標(biāo)人員的人像出沒(méi)地點(diǎn)、時(shí)間、PGIS軌跡跟蹤等；

　　2）人臉注冊(cè)庫(kù)：主要是導(dǎo)入一些大規(guī)模的人像圖片、結(jié)構(gòu)化的人臉特征數(shù)據(jù)和身份信息，如地級(jí)市當(dāng)?shù)氐纳绫Ｈ讼裥畔?kù)、當(dāng)?shù)爻Ｗ∪丝谛畔?kù)、當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)性人口信息庫(kù)等，導(dǎo)入后主要的應(yīng)用場(chǎng)景是圖片檢索比對(duì)和身份信息查詢，確定人員身份；

　　3）黑名單庫(kù):包含高危人員、特殊人員的人臉圖片、結(jié)構(gòu)化的人臉特征數(shù)據(jù)和人員身份信息，主要的應(yīng)用場(chǎng)景是在各個(gè)人臉卡口進(jìn)行實(shí)時(shí)人流的人臉比對(duì)預(yù)警。

　　一般來(lái)說(shuō)人臉抓拍庫(kù)和人臉注冊(cè)庫(kù)做為靜態(tài)庫(kù)，適用于事后查詢檢索目標(biāo)、黑名單庫(kù)作為動(dòng)態(tài)庫(kù)，用于實(shí)時(shí)比對(duì)報(bào)警。一個(gè)或多個(gè)黑名單也可以進(jìn)行勾選布控，形成具有針對(duì)性的人臉布控庫(kù)，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)因人流量和隨著時(shí)間將越來(lái)越大，需根據(jù)項(xiàng)目情況合算存儲(chǔ)設(shè)備大小。黑名單庫(kù)數(shù)據(jù)由公安或?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。

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