人臉識(shí)別技術(shù)在視頻偵查工作中的應(yīng)用分析

張江波 樊文奇

[內(nèi)容摘要]人臉識(shí)別技術(shù)以其突出的直觀性、較快的識(shí)別速度和較高的識(shí)別精度得以廣泛應(yīng)用，其中在視頻偵查工作中更是發(fā)揮了重要作用。對(duì)此，筆者概述了人臉識(shí)別技術(shù)，分析了其在視頻偵查工作中的應(yīng)用，并提出了幾點(diǎn)完善措施，以供參考。

[關(guān)鍵詞]人臉識(shí)別技術(shù);視頻偵查工作;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：D918 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-4379-（2020）20-0139-02

作者簡(jiǎn)介：張江波（1989-），陜西榆林人，本科，公安刑事技術(shù)專業(yè)，任職于寶雞市公安局刑偵支隊(duì)技術(shù)大隊(duì)。

在科技力量的推動(dòng)下，視頻圖偵技術(shù)得以快速發(fā)展，而日趨成熟的人臉識(shí)別技術(shù)為視頻偵查工作帶來了良好的發(fā)展機(jī)遇，可通過快速實(shí)時(shí)識(shí)別可疑人員提高偵查效率，進(jìn)而有效的打擊違法違規(guī)人員。下面重點(diǎn)就人臉識(shí)別技術(shù)在視頻偵查工作中的應(yīng)用展開分析。

一、人臉識(shí)別技術(shù)概述

人臉識(shí)別技術(shù)一般分為三步，人臉檢測(cè)、人臉跟蹤和人臉比對(duì)，即基于人的臉部特征，根據(jù)輸入的人臉圖像或視頻流初步判斷人臉是否存在，確定存在后提供每個(gè)臉的大小、位置以及主要面部器官的位置信息，隨后經(jīng)進(jìn)一步提取給出人臉的身份特征，并與已知人臉對(duì)比分析，達(dá)到識(shí)別人臉身份的目的。該過程需要一系列技術(shù)的支持，如人臉圖像采集、人臉定位、識(shí)別預(yù)處理、身份確認(rèn)與查找等，具有非強(qiáng)制性和非接觸性的特點(diǎn)，較之指紋掃描、虹膜識(shí)別等生物技術(shù)，人臉識(shí)別技術(shù)還有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如人的面部圖像是肉眼所能觀察到的最為直觀的信息源，可在識(shí)別對(duì)象無意識(shí)的情況下獲取資料，而且精度高、誤識(shí)率低、快速可靠，即使圖像或視頻質(zhì)量較低也能經(jīng)圖像處理系統(tǒng)加以專業(yè)處理，突出圖像中的人臉細(xì)節(jié)，進(jìn)而為視頻偵查人員提供線索、縮小偵查范圍、盡快偵破案件，故其直觀、高效、精準(zhǔn)、易獲取的優(yōu)勢(shì)是應(yīng)用于視頻偵查工作的重要原因。

二、人臉識(shí)別技術(shù)在視頻偵查工作中的應(yīng)用

（一）用于身份甄別

身份甄別是人臉識(shí)別技術(shù)的基本應(yīng)用，目前身份甄別在警務(wù)實(shí)踐中應(yīng)用廣泛，效果良好。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的視頻偵查手段依靠的是借助視頻接力進(jìn)行人工肉眼排查，不僅效率低下，而且實(shí)效性差，而借助人臉識(shí)別技術(shù)通過嫌疑人圖像的提取、存儲(chǔ)、比對(duì)左右眼睛的坐標(biāo)、眼距、高寬，鼻子、嘴巴的高、寬以及左右邊緣點(diǎn)橫坐標(biāo)等人臉特征判斷嫌疑人的身份。

如2018年某月某日，嫌疑人以受害人車禍急需打款為由騙取受害人一部手機(jī)和卡內(nèi)萬余元余額。視頻偵查人員調(diào)取相關(guān)視頻資料后發(fā)現(xiàn)，嫌疑人面部被圍巾包裹完全不能識(shí)別，但這也暴露了其可疑之處，隨后經(jīng)視頻追蹤發(fā)現(xiàn)其到達(dá)商務(wù)賓館后摘下了圍巾，并在與人交談的過程中伴有微笑、大笑等表情，不過因距離較遠(yuǎn)仍然難以確定，最終在截取圖像后結(jié)合鼻尖點(diǎn)半徑為90的球去切掃描數(shù)據(jù)，借助鼻尖點(diǎn)重疊和ICP、PCA配準(zhǔn)獲得標(biāo)準(zhǔn)化姿勢(shì)，通過弱化表情對(duì)人臉識(shí)別的干擾鎖定了嫌疑人身份。

（二）用于偵查破案

視頻偵查作為案件偵破的常用手段，公安部門可基于人臉資料庫(kù)，在人臉識(shí)別技術(shù)的作用下只需在視頻接力環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)清晰人臉，便有突出嫌疑人身份的可能，進(jìn)而從海量視頻中快速刻畫嫌疑人的時(shí)空軌跡，包括其同行人員、出發(fā)點(diǎn)、落腳點(diǎn)等，配以實(shí)時(shí)布控偵破案件，這一點(diǎn)尤其適用于涉案人員、在逃人員等的追查，可以說極大的改變了視頻偵查模式。

如身背7命潛逃20年的勞榮枝案的偵破最先利用的便是人臉識(shí)別技術(shù)，這是因?yàn)榉缸锵右扇艘约坝星翱频娜藛T基本都會(huì)在公安部門大數(shù)據(jù)庫(kù)中留下性別、年齡、相貌、指紋等多種證據(jù)，所以通過視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)獲取了勞榮枝的圖像，經(jīng)與人臉數(shù)據(jù)庫(kù)信息的快速對(duì)比鎖定其當(dāng)前位置或者可能出現(xiàn)的地點(diǎn)最終將其抓獲。之前明星演唱會(huì)某逃犯的落網(wǎng)也是首先被檢票口的人臉識(shí)別系統(tǒng)“盯”上的，值得一提的是，人臉識(shí)別系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)、迅速的特點(diǎn)，可借助警訊推送功能加以實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，一旦確定可疑目標(biāo)還能同時(shí)推動(dòng)信息至負(fù)責(zé)警員的手機(jī)端協(xié)助其偵破案件。

（三）用于人流密集場(chǎng)景

交通工具的日益發(fā)達(dá)雖然極大的滿足了我們的出行需求，但也為嫌疑人的潛逃流竄創(chuàng)造了極大的便利，具體有火車站、汽車站、港口、機(jī)場(chǎng)等多種途徑可供選擇，無論是出于安全排查的目的，還是為了抓捕違法違規(guī)人員，均可在人流密集區(qū)域應(yīng)用人臉識(shí)別系統(tǒng)，特別是危險(xiǎn)性高的出入境邊檢工作中，這樣的話，當(dāng)重大案犯、恐怖分子、販毒人員出入時(shí)便會(huì)實(shí)時(shí)拍照、快速識(shí)別和報(bào)警，即使在逃人員漂白身份，也可利用人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)行有效的預(yù)警和甄別，進(jìn)而提高嫌疑人的抓捕率。

（四）多場(chǎng)景多警種的應(yīng)用案例

人臉識(shí)別技術(shù)的有效應(yīng)用為視頻偵查工作帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇，深圳市公安局南山分局與時(shí)俱進(jìn)，于2016年構(gòu)建了“深目”動(dòng)態(tài)人像識(shí)別系統(tǒng)，目前AI智能監(jiān)控相機(jī)視頻鏈路已高達(dá)1500路，而且不同警種根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求和人臉識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)，應(yīng)用人像檢索、人臉分析、數(shù)據(jù)挖掘、人臉布控等形成了數(shù)十種技戰(zhàn)法模型，為刑偵、反恐、出入境、交通、技偵等諸多場(chǎng)景提供了有力的技術(shù)支撐。

如對(duì)于涉案人員、在逃人員等布控對(duì)象，可在“深目”系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)揮實(shí)時(shí)抓拍照片并加以比對(duì)檢測(cè)的功能，配以南山區(qū)公共場(chǎng)合、主干道以及監(jiān)控區(qū)域的視頻監(jiān)控設(shè)備及時(shí)捕獲圖像信息，經(jīng)實(shí)時(shí)比對(duì)布控人像數(shù)據(jù)去確定是否為可疑人員并予以報(bào)警提醒。在出入境管控方面，可經(jīng)人臉圖像的實(shí)時(shí)拍攝對(duì)比和大數(shù)據(jù)分析，對(duì)外籍人員非法留居、從業(yè)、偷渡等違法行為梳理建模并形成動(dòng)態(tài)的人像數(shù)據(jù)庫(kù)，以此提升出入境場(chǎng)景中的視頻偵查效率，嚴(yán)厲打擊違反犯罪行為。再如用于社區(qū)的綜合治理，即在社區(qū)治理中應(yīng)用人臉識(shí)別技術(shù)建設(shè)智慧社區(qū)，以此緩解人工巡查低效、流動(dòng)人口難管理、共治協(xié)同難度大等問題，進(jìn)而降低犯罪率，使得社區(qū)群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全得到良好的保障。

此外，在重大會(huì)議或安?；顒?dòng)過程中，可基于與會(huì)人員照片信息建立數(shù)據(jù)庫(kù)，利用出入口的監(jiān)控?cái)z像設(shè)備實(shí)時(shí)比對(duì)人臉圖像，既無需逐一檢查，也能保證人員身份的鑒別質(zhì)量，若有違法違規(guī)人員滲透其中，則可及時(shí)作出反應(yīng)。

三、人臉識(shí)別技術(shù)在視頻偵查工作中的完善

盡管人臉識(shí)別技術(shù)在視頻偵查工作中十分常見且效果可觀，但在實(shí)際應(yīng)用中依舊面臨著諸多問題，如受視頻監(jiān)控條件不可控的影響，無論是環(huán)境光照還是認(rèn)得表情均有降低人臉識(shí)別性能的可能，加之我國(guó)人臉識(shí)別研究起步較晚，數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)還有待完善，還需攻克技術(shù)難關(guān)，提升應(yīng)用效果，以此盡可能的減少無用功，大大改善視頻偵查的工作質(zhì)量。因此在以后的發(fā)展應(yīng)用中可注意以下幾點(diǎn)：

（一）重視算法優(yōu)化

為進(jìn)一步提高人臉識(shí)別的效率與準(zhǔn)確率，首先應(yīng)不斷升級(jí)人臉識(shí)別的層次，即逐步推進(jìn)圖像特征至面部特征，在以普通圖像處理人臉的基礎(chǔ)上由HMM關(guān)聯(lián)過渡至3D重建，通過先驗(yàn)知識(shí)的融入促進(jìn)人臉識(shí)別技術(shù)的縱深發(fā)展。以3D人臉配準(zhǔn)為例，需要經(jīng)過紋理圖像的獲取-特征點(diǎn)檢測(cè)-位置細(xì)化一模型標(biāo)準(zhǔn)化一模型配準(zhǔn)的處理流程，但在改進(jìn)算法的同時(shí)需要盡量減少誤識(shí)別和拒識(shí)別的情況。然后借助多種算法克服當(dāng)下算法的缺陷，具體可充分發(fā)揮ICA、PCA、HMM模型、Gabor臉等的優(yōu)勢(shì)，通過組合應(yīng)用改善識(shí)別性能，增加識(shí)別容忍度。最后，未來的人臉識(shí)別系統(tǒng)還應(yīng)支持視頻分發(fā)、設(shè)備巡查、視頻監(jiān)看、多路分屏等基本功能，支持多種報(bào)警和多個(gè)名單庫(kù)，人臉圖像提取、存儲(chǔ)、比對(duì)的自動(dòng)化，歷史庫(kù)檢索以及實(shí)時(shí)視頻錄像等。

（二）改善基礎(chǔ)條件

任何技術(shù)功能的實(shí)現(xiàn)均離不開軟硬件環(huán)境，人臉識(shí)別技術(shù)也是如此，因此一方面應(yīng)立足實(shí)際，選用高性能、大容量的硬件設(shè)備，通過采集清晰、優(yōu)質(zhì)的圖像助力人臉識(shí)別與偵查破案;另一方面則是應(yīng)用軟件的更新升級(jí)，如“神探眼”不僅對(duì)大霧天、補(bǔ)光不足、畸變變形等視頻有著獨(dú)特的處理技巧，還能省略不必要的中間環(huán)節(jié)，故日后開發(fā)的軟件應(yīng)更好的彰顯編輯功效，適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化制作流程。

（三）提高人員能力

第一，要求視頻偵查人員切實(shí)掌握人臉識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)理論，提高自己的操作技能和研發(fā)水平，最好具有圖像處理、模式識(shí)別等相關(guān)的學(xué)習(xí)背景或研究經(jīng)歷，以此勝任崗位要求。同時(shí)在視頻偵查工作中擅長(zhǎng)結(jié)合使用人臉識(shí)別技術(shù)與其他技術(shù)，如語音識(shí)別、DNA鑒定、指紋識(shí)別等，或者結(jié)合嫌疑人的動(dòng)作識(shí)別、行為識(shí)別等活動(dòng)變化進(jìn)一步提高識(shí)別的準(zhǔn)確性。

四、結(jié)束語

總之，在視頻偵查工作中應(yīng)用人臉識(shí)別技術(shù)非常必要，且其應(yīng)用價(jià)值已在具體實(shí)踐中得以展現(xiàn)。不過與理想目標(biāo)相比，人臉識(shí)別技術(shù)還有不足之處亟待改善，因此我們應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，結(jié)合使用其他技術(shù)，提升人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用效果，進(jìn)而促進(jìn)視頻偵查工作更加科學(xué)、高效、可靠。