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

李瑋 吳林勇 汪柯 江西省上饒市弋陽縣公安局

引言

近幾年人臉識別技術(shù)在縣級公安實戰(zhàn)中對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，然而隨著人臉識別技術(shù)的大規(guī)模普及后，犯罪份子對人臉識別技術(shù)也有一定的認知，作案時往往會采取一些反偵察手段，導致案件偵破過程更加復(fù)雜。而一些縣級公安一線作戰(zhàn)部門對人臉識別技術(shù)的實戰(zhàn)應(yīng)用依然停留在簡單的人臉比對或者人臉布控抓捕，缺乏對人臉識別技術(shù)更深層次的實戰(zhàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用，難以實現(xiàn)對復(fù)雜案件的偵破[1]。

同時隨著縣級公安管轄區(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，如果縣級公安不提升對人臉信息數(shù)據(jù)進行二次挖掘和應(yīng)用探索的能力，將出現(xiàn)大量有價值的人臉信息數(shù)據(jù)沉淀浪費的情況。另外由于以往縣級公安各警種人臉實戰(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，如何實現(xiàn)縣級公安的數(shù)據(jù)資源聯(lián)網(wǎng)共享、一體化聯(lián)動應(yīng)用，使其在縣級公安日常實戰(zhàn)中發(fā)揮出更大的應(yīng)用價值成為了重點研究方向。

一、人臉識別在縣級公安應(yīng)用中存在的問題

在日常案件偵破過程中，縣級公安主要依靠案發(fā)周邊人像卡口，對卡口人臉圖片進行篩查鎖定犯罪嫌疑人，再對犯罪嫌疑人進行人臉布控抓捕。但經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)人像卡口由于各種因素導致抓拍人臉圖片效果不佳，無法確認犯罪嫌疑人身份，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)控導致無法抓捕。在縣級公安實戰(zhàn)過程中，現(xiàn)有人臉識別技術(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進行采集，由于智能抓拍攝像機監(jiān)控區(qū)域覆蓋有限，城市存在大面積監(jiān)控盲點，導致采集的人臉視圖資源在時間、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對人臉采集主要是被動配合式，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，致使一些人臉識別系統(tǒng)無法進行應(yīng)用。

（三）人臉視圖資源無序應(yīng)用

以往縣級警務(wù)工作中，各警種人臉視圖資源存在零散存儲利用的情況，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)平臺將各類社會人臉數(shù)據(jù)跨越多張網(wǎng)進行鏈接和互通訪問，實現(xiàn)對人臉視圖的統(tǒng)一匯聚、一體利用，不利于各警種之間的協(xié)同配合[2]。

二、人臉識別應(yīng)用探索與實踐

縣級公安機關(guān)按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標準、錯位建設(shè)、分級部署、一體運行、分類應(yīng)用”的原則探索構(gòu)建公安人臉識別作戰(zhàn)平臺，廣泛服務(wù)于治安、刑偵、交通、情報等各警種，通過引入人工智能、大數(shù)據(jù)分析、云計算等先進技術(shù)，整合縣級公安的“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布控球等移動式人臉抓拍設(shè)備資源，實踐符合新時代條件下的縣級公安人臉識別技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。

（一）建設(shè)思路

1.健全人臉抓拍體系

（1）固定式抓拍科學部署

人臉抓拍主要依托于智能人臉抓拍攝像機，由于資金原因，智能攝像機建設(shè)不可能實現(xiàn)全域覆蓋，攝像機點位新增按照需求優(yōu)先等級逐步建設(shè)。點位的優(yōu)先選擇設(shè)計可參考“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”即火車站、地鐵站、客運站和飛機場涉及的重點場所。

（2）移動式抓拍相輔相成

由于智能攝像機建設(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，所以提出采取移動式抓拍設(shè)備彌補固定式抓拍攝像機覆蓋范圍不足問題，實現(xiàn)對城市主干道、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時回傳人臉大數(shù)據(jù)平臺進行比對，獲取比對結(jié)果，對有關(guān)嫌疑人進行抓捕。

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，打破本級各個平臺或資源庫之間聯(lián)網(wǎng)實戰(zhàn)的技術(shù)壁壘，進行統(tǒng)一匯聚、管理和共享，同時能進行多層級系統(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)當今復(fù)雜的治安防控形勢，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)工作機制，結(jié)合各警種的偵查力量、偵查手段和偵查資源，植入補鏈、擴鏈、強鏈理念，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)進行多維分析與合成應(yīng)用。在平臺整體設(shè)計中需要將合成作戰(zhàn)思路貫穿于系統(tǒng)設(shè)計與建設(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

對各種類型前端采集系統(tǒng)的接入，包括普通攝像機、人臉抓拍攝像機、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)的存儲管理與對外提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，包括人臉視圖資源庫、各種重點關(guān)注人員庫、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)的人臉識別過程，包括人臉檢測服務(wù)、人臉質(zhì)量判斷、人臉特征抽取以及識別比對服務(wù)。數(shù)據(jù)服務(wù)層主要為系統(tǒng)數(shù)據(jù)調(diào)用指令進行流轉(zhuǎn)，包括數(shù)據(jù)訪問、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲、檢索和分析等。

4.業(yè)務(wù)應(yīng)用

應(yīng)用層包括動態(tài)布控告警、靜態(tài)人像比對、研判工具、一人一檔、態(tài)勢分析、統(tǒng)計分析、多級級聯(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.動態(tài)布控

利用人臉識別技術(shù)，分析各攝像頭采集的人臉信息，通過與重點關(guān)注人員庫中的人臉信息進行1:N比對，設(shè)定相似度比分閾值報警機制，實現(xiàn)各監(jiān)控點人員的人臉預(yù)警，幫助民警及時發(fā)現(xiàn)重點或布控人員，提前遏制危險事件。

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 /攝像機為核心提取“人臉”與“人體”，并通過“人體”關(guān)聯(lián)其他治安監(jiān)控攝像機內(nèi)出現(xiàn)的“人體”，實現(xiàn)不同時空范圍內(nèi)的臉人綁定，并依托現(xiàn)有資源，實現(xiàn)“人臉”、“人體”的實名制。

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

3.一人一檔

一人一檔，即實現(xiàn)對每一人建立起一個視頻檔案，是該名人員的人臉I(yè)D化特征信息的集合。通過將各個攝像頭采集的人像數(shù)據(jù)進行建模、存儲，建立海量路人人像特征數(shù)據(jù)庫，并關(guān)聯(lián)公安?？凇嚎?、在逃等人像庫數(shù)據(jù)，將各個人像圖像聚類、歸檔，實現(xiàn)將各已知身份人員在不同場景下的數(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)可實現(xiàn)人員的活動規(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）動態(tài)人像布控

動態(tài)布控主要是把實時采集的人臉視圖與重點關(guān)注人員庫的人臉視圖進行實時1:N比對，將報警信息下發(fā)，并對報警信息進行流程閉環(huán)處理。

1.人像卡口動態(tài)布控

固定式前端設(shè)備抓拍人臉視圖，與動態(tài)布控庫的人員進行實時比對，指揮中心對報警信息進行判斷是否需要派出警員出警。

2.移動設(shè)備動態(tài)布控

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

（二）靜態(tài)人像比對

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

（三）研判技戰(zhàn)法

深入公安實戰(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、落腳點分析、區(qū)域碰撞、區(qū)域底庫碰撞、視頻找人和人員聚類等。

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

（2）同行分析：通過選擇一定時間和地點范圍，返回與目標人同行的人員；

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

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

（5）區(qū)域碰撞：對兩個不同區(qū)域的抓拍歷史人臉視圖或同一區(qū)域不同時間的抓拍歷史人臉視圖進行碰撞分析，看是否有人同時在相應(yīng)的時間、地點均出現(xiàn)，從而鎖定嫌疑人；

（6）區(qū)域底庫碰撞：對一個區(qū)域的抓拍人臉視圖與人臉底庫進行碰撞分析，看是否有人符合在相應(yīng)的時間、地點均出現(xiàn)，實現(xiàn)定位嫌疑人；

（7）視頻找人：對離線視頻進行分析，篩選該視頻內(nèi)出現(xiàn)的所有人臉，并與目標人員進行比對，實現(xiàn)在視頻中鎖定嫌疑人；

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

四、應(yīng)用成效

（一）入室盜竊案件偵破

2020年4月，弋陽縣公安局接到某市民報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，指揮中心通過對犯罪嫌疑人進行布控和軌跡回放，發(fā)現(xiàn)犯罪嫌疑人乘坐大巴逃竄并實施抓捕，整個案件從報案到抓捕實現(xiàn)3小時內(nèi)偵破。

（二）串并盜竊案件偵破

2020年5月，弋陽縣公安局接到某網(wǎng)吧上網(wǎng)人員手機被盜報警電話，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別，通過臉人融合技術(shù)對人體進行檢索找到犯罪嫌疑人有效正臉圖片，進行身份確認發(fā)現(xiàn)為串并案犯罪嫌疑人。指揮中心通過對嫌疑人進行人臉布控，在巡邏時民警佩戴的4G執(zhí)法記錄儀出現(xiàn)告警成功抓捕犯罪嫌疑人。

2019年，弋陽縣公安局開始進行人臉大數(shù)據(jù)治安防控體系建設(shè)，探索人臉大數(shù)據(jù)在公安實戰(zhàn)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，為刑偵、治安、指揮中心和情報提供人臉識別應(yīng)用服務(wù)。截至2020年5月，弋陽公安應(yīng)用人臉大數(shù)據(jù)平臺累計抓捕網(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，對犯罪份子形成了強有力的威懾作用。

五、結(jié)語

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