人臉識(shí)別技術(shù)在公安實(shí)戰(zhàn)中的創(chuàng)新應(yīng)用
——以縣級(jí)公安單位為例

李瑋 吳林勇 汪柯 江西省上饒市弋陽(yáng)縣公安局

引言

近幾年人臉識(shí)別技術(shù)在縣級(jí)公安實(shí)戰(zhàn)中對(duì)案件犯罪嫌疑人鎖定和在逃人員的抓獲應(yīng)用取得了顯著成效，然而隨著人臉識(shí)別技術(shù)的大規(guī)模普及后，犯罪份子對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)也有一定的認(rèn)知，作案時(shí)往往會(huì)采取一些反偵察手段，導(dǎo)致案件偵破過程更加復(fù)雜。而一些縣級(jí)公安一線作戰(zhàn)部門對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用依然停留在簡(jiǎn)單的人臉比對(duì)或者人臉布控抓捕，缺乏對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)更深層次的實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜案件的偵破[1]。

同時(shí)隨著縣級(jí)公安管轄區(qū)域的人像卡口建設(shè)逐漸完善，獲取的人臉抓拍圖片數(shù)據(jù)呈指數(shù)增加，如果縣級(jí)公安不提升對(duì)人臉信息數(shù)據(jù)進(jìn)行二次挖掘和應(yīng)用探索的能力，將出現(xiàn)大量有價(jià)值的人臉信息數(shù)據(jù)沉淀浪費(fèi)的情況。另外由于以往縣級(jí)公安各警種人臉實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)都是根據(jù)自身業(yè)務(wù)需求建設(shè)，彼此之間沒有進(jìn)行業(yè)務(wù)互通，部門之間無意形成了人臉數(shù)據(jù)壁壘、應(yīng)用孤島，如何實(shí)現(xiàn)縣級(jí)公安的數(shù)據(jù)資源聯(lián)網(wǎng)共享、一體化聯(lián)動(dòng)應(yīng)用，使其在縣級(jí)公安日常實(shí)戰(zhàn)中發(fā)揮出更大的應(yīng)用價(jià)值成為了重點(diǎn)研究方向。

一、人臉識(shí)別在縣級(jí)公安應(yīng)用中存在的問題

在日常案件偵破過程中，縣級(jí)公安主要依靠案發(fā)周邊人像卡口，對(duì)卡口人臉圖片進(jìn)行篩查鎖定犯罪嫌疑人，再對(duì)犯罪嫌疑人進(jìn)行人臉布控抓捕。但經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)人像卡口由于各種因素導(dǎo)致抓拍人臉圖片效果不佳，無法確認(rèn)犯罪嫌疑人身份，在布控抓捕過程中，犯罪嫌疑人選擇偏僻路線逃跑避開監(jiān)控導(dǎo)致無法抓捕。在縣級(jí)公安實(shí)戰(zhàn)過程中，現(xiàn)有人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用主要存在以下問題：

（一）人像卡口監(jiān)控覆蓋區(qū)域有限

目前人臉視圖資源主要通過固定人像卡口上的智能抓拍攝像機(jī)進(jìn)行采集，由于智能抓拍攝像機(jī)監(jiān)控區(qū)域覆蓋有限，城市存在大面積監(jiān)控盲點(diǎn)，導(dǎo)致采集的人臉視圖資源在時(shí)間、空間維度存在缺失，無法完全掌握人員行蹤軌跡。

（二）人像卡口圖片質(zhì)量參差不齊

固定卡口智能抓拍攝像機(jī)對(duì)人臉采集主要是被動(dòng)配合式，采集過程中由于光線、角度、距離、人臉大小、清晰度等不良影響因素，導(dǎo)致采集的人臉視圖資源參差不齊，存在很多無法看清人臉的全景圖，致使一些人臉識(shí)別系統(tǒng)無法進(jìn)行應(yīng)用。

（三）人臉視圖資源無序應(yīng)用

以往縣級(jí)警務(wù)工作中，各警種人臉視圖資源存在零散存儲(chǔ)利用的情況，各行業(yè)、部門之間形成了人臉數(shù)據(jù)壁壘、應(yīng)用孤島，沒有統(tǒng)一人臉大數(shù)據(jù)平臺(tái)將各類社會(huì)人臉數(shù)據(jù)跨越多張網(wǎng)進(jìn)行鏈接和互通訪問，實(shí)現(xiàn)對(duì)人臉視圖的統(tǒng)一匯聚、一體利用，不利于各警種之間的協(xié)同配合[2]。

二、人臉識(shí)別應(yīng)用探索與實(shí)踐

縣級(jí)公安機(jī)關(guān)按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、錯(cuò)位建設(shè)、分級(jí)部署、一體運(yùn)行、分類應(yīng)用”的原則探索構(gòu)建公安人臉識(shí)別作戰(zhàn)平臺(tái)，廣泛服務(wù)于治安、刑偵、交通、情報(bào)等各警種，通過引入人工智能、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，整合縣級(jí)公安的“雪亮工程”和平安城市建設(shè)的“天網(wǎng)”人臉卡口、交通卡口和治安卡口等人像口資源，新增4G智能執(zhí)法記錄儀、車載式人臉抓拍裝備和4G布控球等移動(dòng)式人臉抓拍設(shè)備資源，實(shí)踐符合新時(shí)代條件下的縣級(jí)公安人臉識(shí)別技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。

（一）建設(shè)思路

1.健全人臉抓拍體系

（1）固定式抓拍科學(xué)部署

人臉抓拍主要依托于智能人臉抓拍攝像機(jī)，由于資金原因，智能攝像機(jī)建設(shè)不可能實(shí)現(xiàn)全域覆蓋，攝像機(jī)點(diǎn)位新增按照需求優(yōu)先等級(jí)逐步建設(shè)。點(diǎn)位的優(yōu)先選擇設(shè)計(jì)可參考“三道防線”即城際防線、城區(qū)防線和核心區(qū)防線涉及的主干道，或者是“三站一場(chǎng)”即火車站、地鐵站、客運(yùn)站和飛機(jī)場(chǎng)涉及的重點(diǎn)場(chǎng)所。

（2）移動(dòng)式抓拍相輔相成

由于智能攝像機(jī)建設(shè)無法覆蓋到城鄉(xiāng)的小街小巷，且存在抓拍角度和監(jiān)控范圍有限等因素，致使人臉抓拍資源獲取局限，所以提出采取移動(dòng)式抓拍設(shè)備彌補(bǔ)固定式抓拍攝像機(jī)覆蓋范圍不足問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市主干道、支干道和鄉(xiāng)村道路的全域覆蓋。

通過采取在巡邏車上加裝專業(yè)的車載式人臉抓拍設(shè)備和巡邏民警佩戴的4G網(wǎng)絡(luò)執(zhí)法記錄儀實(shí)現(xiàn)人臉抓拍功能，豐富人臉抓拍資源獲取，另外打通網(wǎng)絡(luò)鏈路將抓拍人臉圖片實(shí)時(shí)回傳人臉大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行比對(duì)，獲取比對(duì)結(jié)果，對(duì)有關(guān)嫌疑人進(jìn)行抓捕。

2.數(shù)據(jù)匯聚深度挖掘

（1）打通數(shù)據(jù)鏈路，匯聚人臉視圖

通過視圖協(xié)議接入在互聯(lián)網(wǎng)、視頻專網(wǎng)、公安網(wǎng)或者其他專網(wǎng)中的人臉視圖資源，打破本級(jí)各個(gè)平臺(tái)或資源庫(kù)之間聯(lián)網(wǎng)實(shí)戰(zhàn)的技術(shù)壁壘，進(jìn)行統(tǒng)一匯聚、管理和共享，同時(shí)能進(jìn)行多層級(jí)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。

（2）數(shù)據(jù)深度挖掘，合成作戰(zhàn)應(yīng)用

單兵作戰(zhàn)已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)今復(fù)雜的治安防控形勢(shì)，必須要改變現(xiàn)有警種、部門各自為戰(zhàn)的工作模式，建立合成作戰(zhàn)工作機(jī)制，結(jié)合各警種的偵查力量、偵查手段和偵查資源，植入補(bǔ)鏈、擴(kuò)鏈、強(qiáng)鏈理念，加大信息流、數(shù)據(jù)流整合力度，圍繞感知設(shè)備、采集數(shù)據(jù)、處理技術(shù)進(jìn)行多維分析與合成應(yīng)用。在平臺(tái)整體設(shè)計(jì)中需要將合成作戰(zhàn)思路貫穿于系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)規(guī)劃中，滿足各公安業(yè)務(wù)系統(tǒng)和警種的合成研判分析應(yīng)用[3]。

（二）系統(tǒng)架構(gòu)

1.數(shù)據(jù)接入

對(duì)各種類型前端采集系統(tǒng)的接入，包括普通攝像機(jī)、人臉抓拍攝像機(jī)、各種類型的視頻源。支持各種接入?yún)f(xié)議包括GB/T28181協(xié)議、GA/T1400.4協(xié)議、ONVIF協(xié)議、PSIA協(xié)議以及各種私有協(xié)議，獲取包括視頻數(shù)據(jù)、圖片及各種類型的數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)處理

各種大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理與對(duì)外提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，包括人臉視圖資源庫(kù)、各種重點(diǎn)關(guān)注人員庫(kù)、操作日志信息等。

3.系統(tǒng)服務(wù)

分為解析服務(wù)層和數(shù)據(jù)服務(wù)層。解析服務(wù)層主要完成基礎(chǔ)的人臉識(shí)別過程，包括人臉檢測(cè)服務(wù)、人臉質(zhì)量判斷、人臉特征抽取以及識(shí)別比對(duì)服務(wù)。數(shù)據(jù)服務(wù)層主要為系統(tǒng)數(shù)據(jù)調(diào)用指令進(jìn)行流轉(zhuǎn)，包括數(shù)據(jù)訪問、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)、檢索和分析等。

4.業(yè)務(wù)應(yīng)用

應(yīng)用層包括動(dòng)態(tài)布控告警、靜態(tài)人像比對(duì)、研判工具、一人一檔、態(tài)勢(shì)分析、統(tǒng)計(jì)分析、多級(jí)級(jí)聯(lián)、系統(tǒng)管理和統(tǒng)一門戶等9大應(yīng)用模塊。

（三）關(guān)鍵技術(shù)

1.動(dòng)態(tài)布控

利用人臉識(shí)別技術(shù)，分析各攝像頭采集的人臉信息，通過與重點(diǎn)關(guān)注人員庫(kù)中的人臉信息進(jìn)行1:N比對(duì)，設(shè)定相似度比分閾值報(bào)警機(jī)制，實(shí)現(xiàn)各監(jiān)控點(diǎn)人員的人臉預(yù)警，幫助民警及時(shí)發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)或布控人員，提前遏制危險(xiǎn)事件。

2.臉人綁定與檢索

首先利用臉人綁定技術(shù)以人像抓拍機(jī) /攝像機(jī)為核心提取“人臉”與“人體”，并通過“人體”關(guān)聯(lián)其他治安監(jiān)控?cái)z像機(jī)內(nèi)出現(xiàn)的“人體”，實(shí)現(xiàn)不同時(shí)空范圍內(nèi)的臉人綁定，并依托現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)“人臉”、“人體”的實(shí)名制。

當(dāng)檢索低質(zhì)量人臉圖片，由于圖片像素過低而無法檢索時(shí)，可利用圖片中的人體進(jìn)行“人體”檢索，縮小檢索范圍后可以利用已實(shí)名的“人體”確定目標(biāo)人的身份信息。

3.一人一檔

一人一檔，即實(shí)現(xiàn)對(duì)每一人建立起一個(gè)視頻檔案，是該名人員的人臉I(yè)D化特征信息的集合。通過將各個(gè)攝像頭采集的人像數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、存儲(chǔ)，建立海量路人人像特征數(shù)據(jù)庫(kù)，并關(guān)聯(lián)公安常口、暫口、在逃等人像庫(kù)數(shù)據(jù)，將各個(gè)人像圖像聚類、歸檔，實(shí)現(xiàn)將各已知身份人員在不同場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)打通，完善人員畫像，真正建立以人為單位的檔案數(shù)據(jù)。通過檔案數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)人員的活動(dòng)規(guī)律、行為軌跡、人物關(guān)系等全方位的分析。

三、主要功能應(yīng)用

（一）動(dòng)態(tài)人像布控

動(dòng)態(tài)布控主要是把實(shí)時(shí)采集的人臉視圖與重點(diǎn)關(guān)注人員庫(kù)的人臉視圖進(jìn)行實(shí)時(shí)1:N比對(duì)，將報(bào)警信息下發(fā)，并對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行流程閉環(huán)處理。

1.人像卡口動(dòng)態(tài)布控

固定式前端設(shè)備抓拍人臉視圖，與動(dòng)態(tài)布控庫(kù)的人員進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，指揮中心對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行判斷是否需要派出警員出警。

2.移動(dòng)設(shè)備動(dòng)態(tài)布控

移動(dòng)式前端設(shè)備抓拍人臉圖，與動(dòng)態(tài)布控人員進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，報(bào)警信息直接下發(fā)到移動(dòng)式前端設(shè)備，前線警員能夠?qū)崟r(shí)處理，同時(shí)指揮中心也能根據(jù)報(bào)警信息進(jìn)行判斷是否派出警員支援前線。

（二）靜態(tài)人像比對(duì)

靜態(tài)人像比對(duì)包括人臉檢索和人臉比對(duì)功能，主要支持對(duì)上傳的人臉圖片與靜態(tài)人臉庫(kù)中的人臉信息進(jìn)行屬性檢索或者以圖搜圖檢索，確認(rèn)上傳圖片是否為庫(kù)里人員和落實(shí)人員身份信息，另外也支持上傳2張圖片進(jìn)行1:1的比對(duì)，確認(rèn)是否為同一人。

（三）研判技戰(zhàn)法

深入公安實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用總結(jié)多種技戰(zhàn)法，主要包括頻繁出沒、同行分析、軌跡回放、落腳點(diǎn)分析、區(qū)域碰撞、區(qū)域底庫(kù)碰撞、視頻找人和人員聚類等。

（1）頻次分析：按時(shí)間、地點(diǎn)、時(shí)間段等多個(gè)維度篩選結(jié)果，通過人臉聚類返回頻繁出沒的人員；

（2）同行分析：通過選擇一定時(shí)間和地點(diǎn)范圍，返回與目標(biāo)人同行的人員；

（3）軌跡回放：基于地圖全面展示某一時(shí)間段，目標(biāo)人被人臉抓拍設(shè)備抓拍的軌跡信息；

（4）落腳點(diǎn)分析：基于人臉抓拍視圖信息，通過分析出現(xiàn)的時(shí)間、地點(diǎn)、頻率等，判斷其可能的落腳點(diǎn)；

（5）區(qū)域碰撞：對(duì)兩個(gè)不同區(qū)域的抓拍歷史人臉視圖或同一區(qū)域不同時(shí)間的抓拍歷史人臉視圖進(jìn)行碰撞分析，看是否有人同時(shí)在相應(yīng)的時(shí)間、地點(diǎn)均出現(xiàn)，從而鎖定嫌疑人；

（6）區(qū)域底庫(kù)碰撞：對(duì)一個(gè)區(qū)域的抓拍人臉視圖與人臉底庫(kù)進(jìn)行碰撞分析，看是否有人符合在相應(yīng)的時(shí)間、地點(diǎn)均出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)定位嫌疑人；

（7）視頻找人：對(duì)離線視頻進(jìn)行分析，篩選該視頻內(nèi)出現(xiàn)的所有人臉，并與目標(biāo)人員進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)在視頻中鎖定嫌疑人；

（8）人員聚類：將相同或不同時(shí)空的人臉視圖或視頻進(jìn)行聚類分析，快速發(fā)掘并分類同一目標(biāo)人員。

四、應(yīng)用成效

（一）入室盜竊案件偵破

2020年4月，弋陽(yáng)縣公安局接到某市民報(bào)警稱家中手提包被偷，民警調(diào)取周邊監(jiān)控鎖定犯罪嫌疑人并獲取到清晰人臉圖片，指揮中心通過對(duì)犯罪嫌疑人進(jìn)行布控和軌跡回放，發(fā)現(xiàn)犯罪嫌疑人乘坐大巴逃竄并實(shí)施抓捕，整個(gè)案件從報(bào)案到抓捕實(shí)現(xiàn)3小時(shí)內(nèi)偵破。

（二）串并盜竊案件偵破

2020年5月，弋陽(yáng)縣公安局接到某網(wǎng)吧上網(wǎng)人員手機(jī)被盜報(bào)警電話，民警通過調(diào)取監(jiān)控鎖定犯罪嫌疑人獲取周邊人臉抓拍圖像，由于犯罪嫌疑人戴口罩和光線角度無法識(shí)別，通過臉人融合技術(shù)對(duì)人體進(jìn)行檢索找到犯罪嫌疑人有效正臉圖片，進(jìn)行身份確認(rèn)發(fā)現(xiàn)為串并案犯罪嫌疑人。指揮中心通過對(duì)嫌疑人進(jìn)行人臉布控，在巡邏時(shí)民警佩戴的4G執(zhí)法記錄儀出現(xiàn)告警成功抓捕犯罪嫌疑人。

2019年，弋陽(yáng)縣公安局開始進(jìn)行人臉大數(shù)據(jù)治安防控體系建設(shè)，探索人臉大數(shù)據(jù)在公安實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，為刑偵、治安、指揮中心和情報(bào)提供人臉識(shí)別應(yīng)用服務(wù)。截至2020年5月，弋陽(yáng)公安應(yīng)用人臉大數(shù)據(jù)平臺(tái)累計(jì)抓捕網(wǎng)上在逃人員15人，協(xié)助破獲治安、刑偵案件，成功抓獲犯罪嫌疑人60人，極大打擊了轄區(qū)內(nèi)的犯罪行為，對(duì)犯罪份子形成了強(qiáng)有力的威懾作用。

五、結(jié)語

縣級(jí)公安機(jī)關(guān)是一線實(shí)戰(zhàn)部隊(duì)，時(shí)刻保護(hù)著廣大人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，通過引入人臉識(shí)別技術(shù)，有效提升了縣級(jí)公安實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)水平。未來隨著人臉識(shí)別技術(shù)的不斷突破，人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算等新型技術(shù)興起，縣級(jí)公安需要保持對(duì)新技術(shù)的不斷探索，在一線實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用過程中總結(jié)符合新時(shí)代特色的縣級(jí)公安警務(wù)模式，提升公安核心戰(zhàn)斗力。