华思福人脸验证系统方案

 项目建设背景

 随着国家经济的发展，城镇化建设速度加快，以及互联网的突飞猛进，导致城市中人口密集，流动人口增加，引发了城市建设中的交通、社会治安、重点区域的治安管理防范越来越重视。

 近日由国家中共中央办公厅、国务院办公厅对外公布《关于加强社会治安防控体系建设的意见》中的内容涉及社会治安防控的多个领域，包括社会治安防控网建设、信息网络防控网建设、公共安全视频监控系统建设等。文件内容特别强调“立体化”社会治安防控网如何编制，《意见》中要求加强公共交通安保工作，强化人防、物防、技防建设和日常管理，完善和落实安检制度，加强对公交车站、地铁站、机场、火车站、码头、口岸、高铁沿线等重点部位的安全保卫，严防针对公共交通工具的暴力恐怖袭击和个人极端案（事）件。

 本项目设计方案时结合了目前平安城市高清视频监控系统的逐渐建设完善，但是社会公共安全治安管理实战中公安人员在对如：通缉犯、暴恐人员、当地公安重点关注人员等等的行为活动进行人工排查时如大海捞针，成功率极低，效果也不明显；

 平安城市治安防控建设，主要有如下实际问题：

ℓ 由于罪犯或被布控人员群体数量大，要在数以百万计的人员照片库中找出犯罪嫌疑人，不仅费时费力，还有可能造成遗漏等情况；

ℓ 目前公安机关侦察案件大多数仍然依靠事后追查和通缉，对已经发生的案件造成的损失很难有效弥补；

ℓ 如果在案发的同时即能防患于未然，就能第一时间将损失控制在最小范围内；

ℓ 可以在海量视频中以人脸检索出被布控人员的行动范围轨迹，将人、地、物、事、组织等基本治安要素纳入网格管理范畴，做到信息掌握到位、矛盾化解到位、治安防控到位、便民服务到位。

 为了编织社会治安防控网，增强社会治安整体防控能力，公司专注于应用动态人脸识别技术对影响公共安全的暴力恐怖犯罪、个人极端暴力犯罪进行实时布控识别报警，可以有效遏制再次犯罪事件发生，使影响民众安全感的多发性案件和公共安全事故得到有效防范，民众安全感和满意度明显提升，社会更加和谐有序。

 人脸识别技术实时布控报警有效实现挡获黑名单人员、重点人口、CCIC在逃人员信息网络化、实时布控报警出警处理，实现对犯罪人员及反复轻微违法犯罪人员的针对性打击控制，有利于社会治安状况的改善；并针对挡获人员库、常驻人口库、暂住人口库、追逃库、重点人口库、CCIC在逃人员库等数据的人像比对，为户籍管理、治安

 管理、刑侦破案、维护稳定等提供高科技手段，为社会的和谐安定提供有利的支持！

2. 项目方案概述

2.1. 人脸识别技术介绍

 人脸识别技术分为可见光人脸识别（动态人脸识别）和主动光源人脸识别，都属于同一类型生物识别技术。实现的过程：采用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、记忆存储和比对辨识，达到识别不同人身份的目的。

 天网项目中动态人脸识别应用系统建设方案中，将采用可见光人脸识别技术实现黑名单人脸比对布控报警功能实际应用；

 可见光人脸识别是指在人眼可见的光线（太阳光、普通灯光等）下进行人脸检测和捕捉，并将抓拍下来的照片建立其相关人脸的数学模

 型，并获得人脸特征点的信息并提取出来，同时与后端的人脸数据库的人脸模板照片进行比对，输出比对结果。产品组成多为集成系统的方式。

2.2. 方案技术特点

 在公安传统的图像侦查工作方式中，照片、视频与犯罪嫌疑人或追逃当中去做人像比对只能依靠人工方式进行，工作量巨大，速度慢，效率低，无法适应业务需要。公司根据公安行业对人脸照片比对的业务需求，依靠自主多年自主研发积累的算法技术“动态人脸识别算法”，采用先进的动态局部特征分析技术（DLFA）、结合网络、数据库、分布式计算等技术，成功开发了人脸识别比对系统。该系统用于实时动态捕捉人脸比对，快速身份鉴别，在海量（几千到百万级别）的数据库（失踪人口照片库、常驻人口照片库、暂住人口照片库、追逃人员照片库、重点黑名单人员库、CCIC在逃人员照片库等）中查找检索比对出特定人员的身份。支持照片比照片、视频流比照片、视频流比视频流等多种方式。可以实现在局域网、内部网、Internet上进行照

 片比对和身份确认；

 动态人脸识别比对系统将从视频中/图片中通过人脸检测算法把人员的人脸图片信息提取出来，在人脸比对分析仪里面将照片中的人脸信息与特定公安部门关注的黑名单数据库中的人脸信息进行实时比对并进行实时报警到出警指挥中心；

 城市实行高清视频人脸布控报警点采集到的非黑名单人员人脸图片进行质量处理后，本地存储24小时实时捕捉采集到的人脸图片，并把本地实时捕捉的人脸图片通过光纤网络上传到指挥中心的人脸报警品太服务器数据库中存储；日后可再根据业务需求可以对大数据平台的数据库中所有的常住人员人脸特征库进行大数据级别的比对检索人脸，进而鉴别出图片中的人员“相似”的人员身份，协助公安进行人口管理或事发案件通过人脸比对方式分析人员在城市中的行为跟踪，并获取其详细信息。具体的本方案业务流程如下图：

2.3. 方案技术应用

 高清监控系统正趋向于智能化应用方面发展，而作为监控系统中最主

 要的监控目标——人，如何在高清监控系统中体现出对“人”监控的智能化应用，则在我们需要着手需要解决的问题。人脸验证(识别)技术应用于高清监控系统中，是一种非常好的应用模式，能最直接的帮助用户从视频画面中提取出最有用的信息——“人”的信息，将大大提升了监控系统的价值，让监控系统不再是“呆板”的去录像，而且让它去“认人”。我司高清视频动态人脸识别布控解决方案利用人脸识别技术，直接从高清的监控视频画面中抓拍人脸照片，并能即时的分析人脸特征、快速的完成的人脸照片与后端数据库的黑名单(或白名单)的比对和识别，分析出当前人脸与后端数据库中人脸模板的相适度，并能进行报警提示，实现智能化的视频监控，实现自动盯防嫌疑人、逃犯的价值。

 动态人脸识别技术大大加快公安侦查人员对嫌疑人的身份辨认过程，为加速“科技强警”进程，形成高智能的、社会化的、规模化的公安防范体系，提供了有效的技术手段。

 该系统重点实现对黑名单人脸库、重要人员特殊人脸库、网络追逃、实时动态人脸布控抓拍识别比对，同时人脸抓拍比对还可用于刑侦查案、维护社会稳定等业务上。应用方向如下：

ℓ 公安系统缉拿在逃罪犯：基于人脸识别的照片比对系统帮助加快对嫌疑

ℓ 人的身份确认，减少“人海战术”的低效率，在追逃、破案、寻人等应用中发挥巨大的能量。

ℓ 使用移动执法仪人脸实时比对APP客户端软件，实现派出所对重点/黑名单人员拦截：对派出所拦截的人员，登记笔录，对于其中一些少数民

ℓ 族、聋哑人或保持沉默者等无法查证身份的人员，可拍摄照片送入各种照片库中比对，排查涉及大案要案人员，以免漏网；或查证其前科，累计处理。

ℓ 获得视频监控人脸图片：一般监控系统针对场景，可以无缝连接直接把现有的标清、高清视频监控接入到人脸比对分析系统中来，通过与系统中的人员特征库做比对来进行黑名单、重点人员人脸库中人物的拦截。

ℓ 截取人脸图片比对识别：以一张符合人脸比对要求像素的人脸图片与人脸比对分析系统里的黑名单、重点人员人脸库中特征值进行比对，以获取比对后拦截非法人员 

3. 项目方案设计

3.2. 方案设计目的

 公安天网工程项目主要实现建设的目的是提升市的社会治安防控体系建设法治化、社会化、信息化水平，网格化建设为目的。增强社会治安整体防控能力，努力使影响公共安全的暴力恐怖犯罪、个人极端暴力犯罪等得到有效遏制，使影响民众安全感的多发性案件和公共安全事故得到有效防范，民众安全感和满意度明显提升，社会更加和谐有序。

 强调通过实时动态人脸比对技术对“监管4所、在逃人员库、警综关注人员库、犯罪嫌疑人身份验证、历史犯罪关注人员库”进行黑名单人脸布控实时报警，实现加强公共交通安保工作，强化人防、物防、技防建设和日常管理，完善和落实安检制度，加强对公交车站、地铁站、机场、火车站、码头、口岸、高铁沿线等重点部位的安全保卫，严防针对严防公共交通工具的暴力恐怖袭击和个人极端案件。

 为此建设目的在于实现公安得到的布控人员出现后实时报警出警缉捕，对公安侦查工作人员快速辨别特定人员真实身份，并且把过去难以想象的上百万级的海量照片库比对需求变成现实，还可以综合利用各地、各部门分散的、网吧酒店、数据标准不统一的现有照片库，将其标准化，建立统一的人像比对中心，从而有效的为公安侦查、治安管理、刑侦立案等工作提供实战上的有效帮助和解决办法。

3.2. 方案设计原则

 先进性原则：采用当今国内、国际上先进和成熟的计算机软硬件技术，使新建立的系统能够最大限度地适应今后发展变化和业务发展变化的需要，采用开放的体系结构，采用先进的多层结构技术。

 统一性原则：系统设定的工作模式、运行机制、业务流程等要符合省公安厅制订的相关规范和市局相关工作要求。

 可靠性原则：系统运行后，经常要采集大量的数据，并进行处理。信息量大，存贮周期长，因此任一时刻的系统故障都会带来不可估量的

 损失，这就要求系统具有高度的可靠性，设计中贯彻容灾容错的思路。系统建设尽可能采用主流产品和成熟的技术，以保证其高质量和稳定性，采用成熟技术以降低系统的不稳定性。

 可扩展、可维护性原则：充分考虑目前业务工作对信息系统的需要，在结构、容量、通信能力、产品升级、处理能力、数据库、软件开发等方面具备良好的可扩展性，数据存储结构设计在充分考虑其合理、规范的基础上，同时具有可维护性。

 可兼容性原则：公安人脸报警平台为C/S技术架构，通过二次开发可作为单独模块嵌入或集成到达的平安城市大指挥平台。

4. 项目建设系统功能

4.1．项目需求分析

 城市中复杂的场合，如机场、港口、车站、娱乐场所、街道等，人员流动频繁，犯罪份子往往混杂其中，是平安城市的重点监控区域。以“301”暴力恐怖事件就发生在昆明火车站，火车站具有人流量大，滞留人员身份不确定性等诸多不安定因素，这给社会治安管理带来一定的考验，尤其是社会安全应急处理能力。基于人脸识别和智能视频分析等核心尖端技术，针对长途客运站、火车站等公共场所及重要出入口的安全管理，可以根据人脸的特征在视频画面中区分其它物件，找到人脸的视频进行储存，并且为日后提供智能检索。在茫茫人海中只要是出现在监控摄像画面中的人脸，通过比对的方式可在短时间内

 找到这个人，为公安找人、追捕等提供了一大利器。

 公安天网工程项目人脸布控项目需求：

ℓ 在逃人员库、关注人员库、犯罪嫌疑人身份验证、历史犯罪关注人员人脸图片库分级别比对；

ℓ 城区郊区的长途客运站、火车站、高铁站等公共场所及重要城市的出入口治安黑名单人脸识别布控为目的的安全管理；

ℓ 布控点实时动态人脸捕捉并上传实时捕捉人脸图片到平台；

ℓ 布控点黑名单、关注人员出现后实时人脸比对报警到公安指挥中心平台；

ℓ 移动执法仪（APP）现场抓拍人脸比对报警并返回比对结果给公安；

ℓ 静态大数据人脸图片检索功能实现；

ℓ 第三方人脸图片或视频流（H.264）接入进行人脸识别；

ℓ 批量导入导出管理人脸特征库功能；

4.2. 系统功能概要

 本系统采用我司的最新核心技术——动态人脸识别分析技术，来实现对前端监控摄像机抓拍人脸照片，并将照片与黑名单库进行准确的计算与布控黑名单库比对、检索、筛选所需的人员信息，并输出分析结果，分析的结果能够满足人工二次分析处理的要求，实现动态报警结果输出；

 本系统实现总体架构图如下：

 本系统数据流网络拓扑图如下：

 以上2个拓扑图可以看出，系统前端由摄像机和高清人脸比对分析仪组成，结合网络传输层，和报警后端平台管理层，完成整体的系统部署；

 前端视频端——主要为高清摄像机200万像素、低照度、宽动态、大光圈的数字高清枪型摄像机设备，主要对动态人脸布控点的监控区域进行实时人脸抓拍，采集人脸视频流；

 动态人脸识别分析层——为高清人脸比对分析仪，主要功能将前端摄像机接入，获取实时高清视屏流并对视频进行解码，智能分析视频图像并扣取视频图像中中的人脸，再为扣取的人脸图片进行生物建模，最后将当前抓拍到的人脸与人脸库（黑名单库或白名单库）进行即时比对，输出比对报警结果；设备内的人脸库，由人脸比对报警平台进行同步管理；实时捕捉的人脸图片本地保存，24小时后自动上传到人脸报警平台后台数据库；

 传输层——即为网络传输层，可以为光纤传输、有线网络，或3G无线网络；由光端机和路由器交换机组成；

 报警、应用管理后端层——主要分为二大部分：人脸报警平台、应用管理客户端，后端层主要负责比对结果数据的接收、呈现（报警）、以及人脸模板库（黑名单/白名单库）管理、设备管理等；其2大平台客户端的主要的功能包括：

ℓ 接收来自前端人脸比对分析仪的实时黑名单布控识别报警结果；抓拍人脸数据、比对结果数据、人脸数据、报警数据的存储，数据查询等功能；

ℓ 对实时报警结果的存储、统计、归类、处理结果记录等报表功能；

ℓ 对前端高清人脸比对分析仪以及高清网络摄像机的接入管理、设备激活管理等；

ℓ 对前端高清人脸比对分析仪的算法的授权，License控制；

ℓ , ;                                                      

ℓ 黑名单人脸模板库的管理，模板库与前端的高清人脸比对分析仪同步管理、编辑、更新；

ℓ 支持人脸比对检索、人脸比对筛选等功能，即为后端的管理员或第三方应用平台提供基于云端的人脸比对服务；

ℓ 开放标准接口，为第三方应用平台（软件）提供数据接口，能调用人脸比对数据，人脸模块库管理接口等。

 报警结果表现——即各种人脸比对结果报警的呈现。

4.3. 系统功能优势

 动态实时人脸比对告警功能支持200万像素（1080P）或以上高清网络监控摄像机的视频接入，对视频图像进行分析，在每一帧图像中截取有效人脸图像，进行特征提取生成图像特征码，与人像特征码库内的特征码进行实时高速比对，并能够根据用户设定的规则判断是否布控结果告警。

 实现在报警平台上中心服务器数据库中的百万级别图片静态比对人脸检索功能，人脸图片静态比对检索功能灵活应用，可对案件嫌疑人、失踪人员、关注人员在城市的行为区域轨迹做智能视频检索分析，有效协助视频研判的快速性定位行为区域、时间分析、事件线索、视频线索提供有力的支持。

 报警信息管理功能管理和存储告警信息和人员信息，提供添加\修改\删除等信息管理功能；管理与维护设备信息,将必要的设备信息提供

 给用户,供视频查看与报警信息搜索使用；管理所有客户端登陆使用授权，根据不同的用户权限提供相应的服务操作授权。

 人脸报警平台客户端应用功能提供用户登录界面，对使用客户端的人员进行身份确认以及权限区分，显示所有接入系统的监控视频画面，且可以任意放大任何一路监控画面，同时实时显示所有接入系统的监控摄像机监控范围内的自动预警信息，信息以列表形式显示；查询系统历史报警记录信息，包括关联的具体信息；可以根据需要进行常规系统设置，同时支持报警信息过滤的设置。

 基于高清视频的人脸识别比对分析系统，视频码流为1.5Mb/s（720P）,3.5Mb/s（1080P），系统需要对前端视频进行解码后，再进行人脸抓拍、特征提取、人脸比对结果输出，这样需要强大的硬件系统作为支撑，如果采用后服务器比对方式，这样需要配置更大的网络带宽、和数量巨大的服务器机组，相对来说系统的配置成本非常高。因此我们采用智能分析前置及分布式的架构，将高清人脸抓拍比对分布与前端的高清人脸识别分析仪，通过利用前端的资源实现人脸比对，仅将结果返回后端，以及必要的视频流传到后端，能较好的借用网络带宽，也降低了后端中心服务器的压力以及网络延时性的缺点，真正做到动态、实时、守护报警特点，这样系统的建设成本更低，使用的范围更广。

 前端的高清人脸识别分析为X86工业计算机集成技术硬件，对于处理1路高清视频，支持5万人的人脸模板库，在低成本的硬件环境下，均能游刃有余的解决。

4.4. 高清人脸比对分析仪

 支持数据来源的多样化，大华、海康等主流品牌IP高清摄像机、支持USB摄像机、支持基于RTSP、SVAC协议的高清摄像机通过网络接入高清人脸识别分析仪；

 特征提取子模块可分析人脸图像像素≤ 80 * 80 像素。单线程条件下，人脸特征提取时间≤100毫秒/张，特征码库管理子模块单个人脸特征值模板≤8K。

 多种识别方式：二代身份证照片、视频照片、手机照片、和现场采集照片等；

 支持现场捕捉照片与库中照片自动匹配检索照片库的授权链接访问；与中心服务器中的百万级库中照片自动匹配人脸检索命中；

 抓拍识别比对最高速度可达每分钟200张人脸；