技術(shù)解析：鐵路視頻監控人臉抓拍系統

系統可以根據需要把要布控人員的信息(包含姓名、性別、身份證號、家庭住址、人臉照片等信息)加入到黑名單數據庫。然后按照時(shí)間、地點(diǎn)、布控等級、相識度報警閾值等信息，對人員進(jìn)行布防。系統對在安檢口的人員實(shí)時(shí)與黑名單數據庫中的人布控人員進(jìn)行實(shí)時(shí)比對，如果人臉的相識度達到設定報警閥值，系統自動(dòng)可通過(guò)聲音等方式進(jìn)行預警，提醒監控管理人員。

2010年，鐵道部發(fā)布《鐵路綜合視頻監控系統技術(shù)規范》文件，要求鐵路綜合視頻監控系統建設應遵循統一規劃、合理布局、互聯(lián)互通、資源共享的原則，同時(shí)考慮調度、車(chē)務(wù)、貨運、客運、機務(wù)、工務(wù)、車(chē)輛、公安、護路監控、防災監控、牽引供電和電路、救援搶險、應急管理等多種需求。鐵路綜合視頻監控系統應具有安全、可靠、開(kāi)放和可擴充等特點(diǎn)，實(shí)現技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、實(shí)用可靠，構建統一的技術(shù)平臺，并逐步整合既有視頻監控系統，做到合理布局、互聯(lián)互通、資源共享，形成鐵路綜合視頻監控系統。

鐵路綜合視頻頻監控系統，要求采用先進(jìn)的視頻監控技術(shù)，基于鐵路系統的IP網(wǎng)絡(luò )，構建數字化、智能化、分布式的網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統，實(shí)現視頻網(wǎng)絡(luò )資源和信息資源共享。

隨著(zhù)經(jīng)濟的高速發(fā)展以及城鎮化進(jìn)程的加快，我國城市人口日趨密集，城市人口流動(dòng)性也大大增加，加強對城市建設中的諸如交通管理、社會(huì )治安、重點(diǎn)區域防范、維穩等方面的管理迫在眉睫。另外，近年來(lái)社會(huì )犯罪率呈逐年升高的態(tài)勢，高科技犯罪層出不窮，犯罪行為的突發(fā)性、不確定性增強，給防范和偵破工作帶來(lái)極大的困難。

高鐵建設飛速的同時(shí)，也使得公安人員在對犯罪嫌疑人進(jìn)行人工排查時(shí)如大海撈針，成功率極低，效果也不明顯?，F代城市社會(huì )治安防控、刑偵亟需針對流動(dòng)人員的人員卡口監控系統的面世。

人臉抓拍系統是一套專(zhuān)門(mén)針對出入鐵路安檢口的人員進(jìn)行監控的系統，是視頻分析、運動(dòng)跟蹤、人臉檢測和識別技術(shù)在視頻監控領(lǐng)域的全新綜合應用。通過(guò)在前端部署安裝攝像機設卡，對經(jīng)過(guò)閘口的人員進(jìn)行人臉抓拍。前端攝像機將抓拍到的人臉圖片通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )傳輸到監控中心的數據庫進(jìn)行數據存儲，并與人臉黑名單庫進(jìn)行實(shí)時(shí)比對，當發(fā)現可疑人員時(shí)，系統自動(dòng)發(fā)出報警信號，采用多種聯(lián)動(dòng)方式通知值班民警。系統集高清人臉圖像的抓拍、傳輸、存儲，人臉特征的提取和分析識別、自動(dòng)報警和聯(lián)網(wǎng)布控等諸多功能于一身，并具有強大的查詢(xún)、檢索等后臺數據處理功能及強大的通信、聯(lián)網(wǎng)功能。

一、人臉抓拍系統優(yōu)勢

政府和相關(guān)部門(mén)對鐵路聯(lián)網(wǎng)監控系統越來(lái)越重視，當前鐵路視頻監控系統建設使用監控錄像存儲，事件發(fā)生后調取查閱的方式，這種方式在一定程度上滿(mǎn)足了需求，但是無(wú)法實(shí)時(shí)監測。傳統的視頻監控系統存在以下幾方面的問(wèn)題：

監控時(shí)間：視頻監控系統在大部分情況下，視頻源的視頻畫(huà)面并沒(méi)有被安全人員看到，研究表明，人連續監視某個(gè)畫(huà)面22分鐘以后，會(huì )丟失90%以上的畫(huà)面信息。即使看到，防范人員也不可能完全記得犯罪人員的相貌。

數據分析困難：傳統視頻監控系統缺乏智能因素，需要24小時(shí)完整的錄像，占用大量磁盤(pán)存儲空間，而且錄像數據無(wú)法被有效的分類(lèi)存儲，最多只能打上時(shí)間標簽，數據分析工作變得非常耗時(shí)，很難獲得全部的相關(guān)信息。

被動(dòng)監控：目前的監控系統大部分情況下都僅起到一個(gè)“錄像”的工作，即將一段時(shí)間內的視頻源使用DVR錄制下來(lái)，異常情況甚至于突發(fā)事故已經(jīng)發(fā)生之后，再進(jìn)行事后的查驗，但此時(shí)損失和影響已經(jīng)造成，無(wú)法挽回，完全是一種“亡羊補牢”式的“被動(dòng)監控”。

在這些的情況下，人臉抓拍識別系統就顯得尤為重要，以下幾點(diǎn)為相比普通視頻的優(yōu)勢：

非接觸。人臉圖像的采集不同于指紋、掌紋需要接觸指掌紋專(zhuān)用采集設備，指掌紋的采集除了對設備有一定的磨損外，也不衛生，容易引起被采集者的反感，而人臉圖像采集的設備是攝像頭，無(wú)須接觸。

非侵擾，無(wú)需配合。人臉照片的采集可使用攝像頭自動(dòng)拍照，無(wú)須工作人員干預，也無(wú)須被采集者配合，只需以正常狀態(tài)經(jīng)過(guò)攝像頭前即可。

友好。人臉是一個(gè)人出生之后暴露在外的生物特征，因此它的隱私性并不像指掌紋、虹膜那樣強，因此人臉的采集并不像指掌紋采集那樣難以讓人接受。

直觀(guān)。我們判斷一個(gè)人是誰(shuí)，通過(guò)看這個(gè)人的臉就是最直觀(guān)的方式，不像指掌紋、虹膜等需要相關(guān)領(lǐng)域專(zhuān)家才可以判別。

快速。從攝像頭監控區域進(jìn)行人臉的采集是非?？焖俚?，因為它的非干預性和非接觸性，讓人臉采集的時(shí)間大大縮短。

簡(jiǎn)便。人臉采集前端設備——攝像頭隨處可見(jiàn)，它不是專(zhuān)用設備，因此簡(jiǎn)單易操作。

可擴展性好。人臉識別的應用取決于對人臉數據的分析、處理和應用。它的采集端完全可以采用現有視頻監控系統的攝像設備。而后端應用的擴展性決定了人臉識別可以應用在出入控制、黑名單監控、人臉照片搜索等多領(lǐng)域。

二、人臉抓拍系統在鐵路視頻監控中的實(shí)戰應用

根據鐵道部發(fā)展計劃司、運輸局、公安局《關(guān)于加強鐵路客站安檢區域視頻監控系統建設的通知》的要求，某高鐵公安局首先在其中一個(gè)高鐵站對進(jìn)站旅客進(jìn)行面部特征與行李特征采集，提高安全水平。

在入站口安裝全景采集攝像機、人臉抓拍攝像機等設備，主要實(shí)現以下功能：

1、通過(guò)人臉采集攝像機采集旅客人臉特寫(xiě)照片;

2、通過(guò)旅客面向采集攝像機采集旅客面向全景圖片;

3、將以上信息關(guān)聯(lián)打包成一條記錄，存儲與數據庫服務(wù)器中。

后端通過(guò)數據庫服務(wù)器、中心管理服務(wù)器以及檢索服務(wù)器等實(shí)現對抓拍的旅客人臉進(jìn)行實(shí)時(shí)建模，并對抓拍數據和視頻等相關(guān)內容進(jìn)行綜合管理。同時(shí)提供基于人臉相似度的事后檢索，在發(fā)生安檢或者重大事件時(shí)，可以通過(guò)嫌疑人的人臉圖片進(jìn)行數據庫人臉相似度檢索，檢索出與嫌疑人相似的人臉記錄，同時(shí)可以將檢索結果通過(guò)人臉抓拍時(shí)間和采集行李錄像的時(shí)間進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可以比較快捷的查出嫌疑人的行李等信息，提高辦案效率。

前端攝像機采用國內領(lǐng)先人臉抓拍機方案，人臉抓拍機內嵌人臉抓拍功能，能對圖像中的人臉進(jìn)行自動(dòng)抓拍和上傳，減輕網(wǎng)絡(luò )帶寬和后端服務(wù)器運算能力的壓力，減少視頻編解碼過(guò)程對圖像質(zhì)量的損失，提升人臉圖像質(zhì)量。

根據特定鐵路場(chǎng)所的環(huán)境特性，人臉抓拍機內嵌了人臉區域自動(dòng)曝光功能，能夠根據外部不同場(chǎng)景以及光照變化自動(dòng)控制調節曝光參數，確保在逆光等情況下抓拍人臉仍較為清晰。

人臉抓拍機在能夠對經(jīng)過(guò)設定區域的人員進(jìn)行人臉檢測和人臉跟蹤，利用人臉質(zhì)量評分算法能自動(dòng)篩選出一張人的正面臉部信息最為清晰的人臉圖像作為該人員的抓拍圖像，并把人臉照片、抓拍地點(diǎn)、抓拍時(shí)間等信息上傳到人臉管理平臺進(jìn)行存儲，進(jìn)行統一存儲，以方便后期的檢索與查詢(xún)。

某高鐵站目前共設4個(gè)安檢通道，安檢通道的攝像機和補光安裝實(shí)例如下，其中攝像機裝在廣告箱內，左側為全景攝像機，右側為130萬(wàn)高清人臉抓拍機;補光利用安檢門(mén)頂上的白光燈柱。(見(jiàn)下圖)

三、系統功能

1.實(shí)時(shí)抓拍、比對報警

系統可以根據需要把要布控人員的信息(包含姓名、性別、身份證號、家庭住址、人臉照片等信息)加入到黑名單數據庫。然后按照時(shí)間、地點(diǎn)、布控等級、相識度報警閾值等信息，對人員進(jìn)行布防。系統對在安檢口的人員實(shí)時(shí)與黑名單數據庫中的人布控人員進(jìn)行實(shí)時(shí)比對，如果人臉的相識度達到設定報警閥值，系統自動(dòng)可通過(guò)聲音等方式進(jìn)行預警，提醒監控管理人員。監控管理人員可以根據雙擊報警信息查看抓拍原圖和錄像進(jìn)行核實(shí)。

2.歷史抓拍圖片查詢(xún)

選擇不同安檢口位置、時(shí)間段，查詢(xún)顯示該卡口位置在設定時(shí)間段內所有抓拍到的人臉圖片，點(diǎn)擊即可查看圖片具體信息(時(shí)間、地點(diǎn)、抓拍時(shí)全景圖片等)。該功能可以有效提升查找可疑人員是否進(jìn)出過(guò)重點(diǎn)場(chǎng)所的卡口位置的時(shí)效。

3.人臉搜索

在系統中輸入待查詢(xún)的人臉照片，系統自動(dòng)檢測出照片中的人臉信息并截取人臉，用戶(hù)選擇需要檢索的人臉后進(jìn)行相似度、時(shí)間段等參數設置后在對應的人員信息庫內開(kāi)始檢索，最后檢索出的相似人臉的結果會(huì )在界面上顯示出來(lái)，實(shí)現人員信息的快速確認。

可根據公安部門(mén)抓捕到普通案事件嫌疑犯的人臉照片和CCIC庫中的在逃人員進(jìn)行人臉檢索比對，或全國在逃人員庫(CCIC庫)進(jìn)行人員信息的N:N方式比對檢索等方式，幫忙民警快速過(guò)濾該嫌疑犯是否還涉及其他案件的可能性。

4.比對報警記錄查詢(xún)

人臉抓拍系統在高鐵要道出入口的應用有著(zhù)重要的意義，它彌補了傳統的安檢方式的不足，單純的依靠安檢人員查驗身份證核實(shí)身份，工作量大，繁瑣，速度緩慢。只能抽樣檢查弊端，可能造成可疑和社會(huì )不法分子逃之夭夭，對人民生命財產(chǎn)安全造成極大的威脅。

由此可見(jiàn)，鐵路人臉識別系統的建設必將有助于打擊違法犯罪和消除治安隱患，減輕鐵路公安人員和服務(wù)人員的日常工作量，有效提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現真正意義的科技強警，而且智能視頻分析技術(shù)的功能及應用要求被明確寫(xiě)進(jìn)了《鐵路綜合視頻監控系統技術(shù)規范》。恰是由于有了明文劃定，幾乎所有中國的高速鐵路都會(huì )用到視頻分析技術(shù)。跟著(zhù)智能視頻分析技術(shù)被寫(xiě)進(jìn)規范，未來(lái)智能分析技術(shù)在鐵路領(lǐng)域的應用將越來(lái)越多。