人臉識別在視頻監控中的應用

趙丹丹

摘? ?要：隨著信息技術的迅猛發展，視頻技術在教育、監控等眾多行業領域得到推廣。人臉識別作為生物特征識別的重中之重，如今已成為人工智能研究領域的熱點課題。基于此，文章首先闡述了人臉識別技術的內涵及其應用優勢，然后分析了人臉識別的典型算法與關鍵技術及其在視頻監控應用中面臨的問題，最后進一步探討了人臉識別在視頻監控中的具體應用。

關鍵詞：人臉識別;視頻監控;應用

隨著我國城市建設的不斷推進，利用視頻監控快速準確地采集個體信息變得尤為迫切。現如今，我國已完成了視頻監控網的初步建設。相關統計數據顯示，我國現已建成的視頻監控鏡頭數量超過2 000萬個。借助視頻監控實現人臉識別越來越為社會各界所關注。相較于以往以靜態圖像為基礎的人臉識別，視頻監控中的人臉識別所處的環境更為復雜，因此存在著不小的識別難度。人臉識別作為生物特征研究領域，對人物鑒別起到至關重要的作用。隨著科學技術的不斷發展以及視頻監控系統的不斷推廣，人們對視頻監控人臉識別需求的不僅越來越迫切，還提出了越來越嚴格的要求。在此背景下，人臉識別在視頻監控中的應用已然成為廣大研究人員研究的一項熱點課題。

1? ? 人臉識別技術

人臉識別技術以人的面部信息特征為基礎，采用攝像機或攝像頭等先進音頻、視頻采集設備采集包含人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測、跟蹤人臉，進一步對檢測獲取的人臉展開全面系統的分析和數據應用。現如今，人臉識別技術已在國內外視頻監控中推廣，并收獲了顯著的應用效果。人臉識別技術的應用優勢主要包括：（1）應用范圍廣。人臉識別技術在通用攝像機的支持下便可實現對人臉信息的獲取識別，在實際應用中，可通過非接觸方式，在被識別對象未察覺的前提下，實現相關的識別。（2）顯著的直觀性。人臉識別技術的應用要以肉眼可辨識清楚的人的臉部圖像信息為前提，所以人臉識別技術的支持可為人們進行評價確認提供極大便利，而且通過容貌直觀識別的方式也符合現代人的認知標準。（3）便捷、精確。人臉識別技術不僅高效便捷，還可以保證識別的精確度。隨著現代技術的不斷發展，人臉識別技術得以發展成熟，其拒認率、誤識率都相對較低。（4）安全可靠。人臉識別技術應用于安全性要求較高的領域，被識別人員必須親自到場，他人不易于模仿。同時，人臉識別技術憑借其可靠的活性判斷能力，保證他人無法利用照片、蠟像等蒙混過關，這也是傳統指紋等生物識別技術所不可比擬的。（5）設備有良好的通用性。人臉識別技術常用的設備包括攝像機、計算機、智能手機等常規設備，科學技術的進步使電視監控系統、計算機等設備得到推廣。所以，對于廣大用戶而言，要想應用人臉識別技術，無需另外購置新的專用設備，由此可創造更理想的綜合效益。

2? ? 人臉識別的典型算法與關鍵技術

基于監控視頻的人臉識別算法主要由人臉圖像采集、人臉檢測、人臉圖像預處理等部分構成，流程如圖1所示。其中，人臉圖像采集的圖像數據主要源于現有視頻監控網中的監控視頻流，即首先從監控視頻流中采集圖像幀，接著從若干圖像幀中提取相對正面的人臉圖像作為待測圖像。另外，圖像數據也可將視頻監控網中預先人工截取的圖像用作待測圖像。人臉檢測是檢測待測圖像中是否存在人臉，如果存在則對人臉進行標識。就單一背景的人臉圖像而言，人臉檢測相對簡單，而就處在復雜環境下的人臉圖像而言，人臉檢測存在一定難度。通常情況下，視頻監控網采集到的人臉圖像往往會受自然光、拍攝角度等一系列因素影響，所以在提取人臉圖像特征前要對圖像做相應的預處理，以此可顯著提升人臉檢測的成功率[1]。特征提取與選擇作為人臉識別中至關重要的一環，現階段常用的方法包括LBP，HOG等。人臉識別則是在提取與選擇特征后，運用識別算法進行最后的識別。

3? ? 人臉識別技術在視頻監控應用中面臨的問題

3.1? 光照問題

在各種環境下，受不同光源影響，可能會產生背光、測光、頂光等現象，再加上一天中不同時段的光照程度不盡相同，使得光照成為影響人臉識別性能的一項關鍵因素。與此同時，除去不同時段光照不同的影響，地理位置差異也使光照問題顯得尤為突出。不同的架設位置，監控區域內拍攝到的不同位置的光照情況也是各不相同的。

3.2? 人像姿態及飾物問題

一般而言，攝像機等監控設備都屬于非配合型，在監控過程中，每個個體都以自然的姿態通過監控區域，所以必然會出現低頭、抬頭、測臉等相關非正臉姿態，更會出現墨鏡、帽子等飾物遮擋面部重要信息的情況，在日常生活中，這些情況十分多見，甚至一些不法人員出現在公共場合時，也會刻意遮擋偽裝[2]。因此，人臉識別技術的應用難以避免人像姿態及飾物問題，也是必須解決的難題。

3.3? 攝像機圖像問題

視頻監控攝像機的各項設備都會影響最終獲得的視頻圖像質量，這些設備包括感光器、攝像鏡頭、內置圖像處理芯片等。此外，攝像機內置的相關參數也會影響最終獲得的視頻質量，如感光度、曝光時間、白平衡等參數。以上一系列攝像機圖像問題的存在，在一定程度上加大了人臉識別在視頻監控中的應用難度。

4? ? 人臉識別在視頻監控中的具體應用

4.1? 在情報搜集中的具體應用

如今，人臉識別技術已在視頻監控系統中推廣，并逐漸被引入安全情報搜集領域。目前，我國眾多國家安全部門均設置了人臉識別設備及聯網系統。歷經不斷地發展完善，人臉識別技術已成為國家安全部門搜集情報信息所不可或缺的一項手段，同時也對視頻監控中的人臉識別技術提出了嚴格的要求[3]。在人臉識別技術的支持下，國家安全部門可搜集到更為全面系統的情報，以此有效防范破壞國家、社會安全的事件，進一步保障我國社會的安全，促進社會的和諧發展。

4.2? 在戶政領域中的具體應用

人臉識別技術在戶政領域也得到了推廣。我國有著十分龐大的人口規模，隨著城市化發展進程的不斷加快，近年來，我國不斷提高對戶籍管理工作的重視度，由此廣大人民群眾的切身問題得到有效解決。例如，我國在人口普查登記中便引入了人臉識別技術，顯著提升了人口普查的準確率。與此同時，在人臉識別技術的有力支撐下，可在戶政領域實現身份證和異常戶籍的信息分析、整合，以此促進戶籍管理工作的有序開展[4]。另外，人臉識別技術還可在視頻監控中實時追蹤不法分子的下落，為案件偵破提供有效幫助，進一步提升公安部門的辦案效率。

4.3? 在種族對比中的具體應用

人臉識別技術還可在種族對比中發揮重要作用，就是借助視頻監控系統的抓拍功能開展人臉識別。因為不同種族的人有著不同的面部特征，所以人臉識別技術在種族對比中的應用可收獲十分顯著的效果。另外，隨著近年來我國境內暴力恐怖事件的頻發，公安部門為嚴厲懲戒恐怖分子、保障社會安定，必須做出有效的應對。為適時掌握不同種族面孔的相關信息，公安部門在各重要區域安裝種族識別分類器，打造覆蓋面廣泛的監控網絡，進一步構建健全的公安預防體系，防止暴恐事件的發生，促進社會的和諧穩定發展。

除此之外，人臉識別技術還在安保領域和非安全相關領域得到廣泛應用。例如，在監獄管理中應用人臉識別技術。在智能視頻監控系統的支持下，可有效解決監獄管理的相關問題。人臉識別技術還可應用于服務業、零售業，作為輔助監控設施，可顯著提升管理服務水平，創造更理想的經濟效益。

5? ? 結語

人臉識別技術有著十分重大的理論價值和實踐意義。隨著視頻監控系統的不斷推廣，人臉識別技術的應用范圍必然會不斷擴大。我國在人臉識別技術的研究上還處在發展階段，但是其所發揮的效能已得到廣泛認可，所以相關人員必須要進一步加強對人臉識別技術的研究。

[參考文獻]

[1]李彬，曲寒冰，靳薇.淺談人臉識別技術在智能視頻監控中的應用與發展趨勢[J].中國安防，2011（3）：57-60.

[2]LEE K C，HO J，YANG M H，et al.Visual tracking and recognition using probabilistic appearance manifolds[J].Computer Vision and Image Understanding，2005（3）：303-331.

[3]張好.人臉識別技術在視頻監控系統中的應用探討[J].科技風，2015（9）：22.

[4]張金龍.淺析人臉識別技術在公共安防視頻監控領域的運用[J].中國公共安全，2019（3）：141-142.