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：用戶不需要專門配合人臉采集設(shè)備，幾乎可以在無意識(shí)的狀態(tài)下就可獲取人臉圖像；非接觸性：用戶不需要和設(shè)備直接接觸就能獲取人臉圖像；并發(fā)：在實(shí)際應(yīng)用場景下可以進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷及識(shí)別；視覺特性：“以貌識(shí)人”的特性，操作簡單、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：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結(jié)果，通過人臉智能算法，對(duì)選擇出來的人臉圖片進(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)于特征提取的過程。其預(yù)處理過程主要包括人臉圖像的光線補(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分為兩大類：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。基于知識(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獲得有助于人臉分類的特征數(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：通過采集到的人臉圖片形成人臉特征數(shù)據(jù)，與后端人臉庫中的人臉特征數(shù)據(jù)模板進(jìn)行搜索匹配，通過設(shè)定一個(gè)闕值，相似度超過這一閾值，則把匹配得到的結(jié)果輸出。這一過程又分為兩類：一類是確認(rèn)，是一對(duì)一進(jìn)行圖像比較的過程，另一類是辨認(rèn)，是一對(duì)多進(jìn)行圖像匹配對(duì)比的過程。

人臉應(yīng)用重點(diǎn)場景

人臉門禁

通過人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)，加強(qiáng)小區(qū)、企業(yè)生產(chǎn)園區(qū)、辦公樓宇、倉庫廠房等門禁出入管理控制，完全使用人臉識(shí)別技術(shù)替代刷卡、密碼等門進(jìn)出入方式，做到精準(zhǔn)識(shí)別、安全門禁人員進(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)訪客

訪客系統(tǒng)利用人臉識(shí)別進(jìn)行訪客人員身份信息確認(rèn)，簡化訪客登記流程，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)，配合大華門禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人臉訪客企事業(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)/單元門人臉布控

人臉識(shí)別部署在小區(qū)出入口、單元門等場所，對(duì)進(jìn)入小區(qū)的居民、租客和外來人員進(jìn)行出入管控，通過高清視頻結(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（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)，

住客或訪客于前臺(tái)登記時(shí)，出示身份證，通過人證識(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在逃人員、全國違法犯罪人員、全國出入境人員等等。方案可通過導(dǎo)入手段將高危人員導(dǎo)入人臉注冊庫中，通過攝像機(jī)實(shí)時(shí)視頻檢測和照片信息檢索，與注冊庫內(nèi)人臉進(jìn)行比對(duì)識(shí)別，在出現(xiàn)高危人員時(shí)通過平臺(tái)告警方式通知公安。

斑馬線人行橫道/機(jī)動(dòng)車道做違章行為管理，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)行人過街、車輛駕駛的規(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/新零售場所做VIP客戶管理及數(shù)據(jù)管理。在入口通道安裝人臉相機(jī)，通過人臉識(shí)別vip客戶，調(diào)出客戶檔案，提供針對(duì)性服務(wù)，提高客戶滿意度。

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，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：人臉庫包括人臉抓拍庫、人臉注冊庫，其中抓拍庫包括場景圖片、場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，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；注冊庫包括標(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。

人臉抓拍庫做為靜態(tài)庫，適用于事后查詢檢索目標(biāo)、人臉注冊庫作為動(dòng)態(tài)庫，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。人臉注冊庫庫數(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)通過人臉檢測服務(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)器通過智能算法，從抓拍的人臉中提取特征數(shù)據(jù)，與注冊庫中的人臉特征數(shù)據(jù)庫進(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)：通過平臺(tái)客戶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)，與人臉抓拍庫或人臉注冊庫中的人臉特征數(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)

人臉檢測抓拍

人臉識(shí)別系統(tǒng)能夠?qū)z測區(qū)域出現(xiàn)的人員進(jìn)行人臉檢測和評(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)度超過設(shè)定閥值，系統(tǒng)可自動(dòng)通過聲音等方式進(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)人臉特征庫的大小，50W特征庫下，人臉實(shí)時(shí)比對(duì)報(bào)警響應(yīng)時(shí)間在5秒以內(nèi)。

抓拍庫查詢檢索

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

用戶上傳目標(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，通過以圖搜圖方式檢索注冊庫比對(duì)結(jié)果，可以快速查詢?nèi)藛T身份信息。

全息檔案

公安可通過一人一檔的方式，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，通過大數(shù)據(jù)流式計(jì)算、定時(shí)離線批量計(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)查詢可以看到的數(shù)據(jù)里面，但通過這種“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。

用戶畫像建設(shè)

通過從公安接口獲取的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，來分析出豐富的關(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、直線等形狀的排列，支持關(guān)系展開收攏等操作。

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，通過這些模型組成一個(gè)“人物畫像”的服務(wù)接口，對(duì)人員各類信息進(jìn)行提煉總結(jié)，形成基本的人物畫像。當(dāng)一線民警在對(duì)一個(gè)人進(jìn)行信息的綜合檢索時(shí)，通過這個(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、有沒有網(wǎng)購習(xí)慣、有沒有犯罪前科、是否屬于特別關(guān)注的群體、社交圈子里有沒有前科或者特殊的人員、是不是在逃人員等等。

最終通過這些信息，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)查詢可以看到的數(shù)據(jù)里面，但通過這種“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，還有戶籍管理、出入境管理、出所人員管理、上訪人員管理、重點(diǎn)人員動(dòng)態(tài)管控、各種案件偵查等等，人臉技術(shù)的場景及應(yīng)用將越來越廣泛，我們將全面進(jìn)入刷臉時(shí)代。