人脸识别和对比技术在轨道交通的运用

　　随着我国经济的发展和人口的增长，大城市交通状况日趋恶化，各大城市将城市轨道交通作为城市基础设施建设领域的投资重点，但轨道交通在飞速发展的同时，由于人流密集、人员复杂、空间相对封闭等因素，成为了盗窃、恐怖袭击等违法犯罪行为的高发场所。如何保障乘客的安全出行成为了轨道交通运营和安全管理部门工作的重中之重。

　　随着技术的不断进步，视频智能分析在安防视频监控领域的作用越来越显著，视频智能分析在轨道交通的应用主要包括视频质量诊断、视频智能检索、人脸识别和比对、智能行为分析等。在此重点介绍下人脸识别和对比技术。

　　一、系统架构

　　大数据人脸抓拍对比系统主要采用人脸检测算法、人脸跟踪算法、人脸质量评分算法以及人脸识别算法。实现地铁电梯出入口或闸机进出口人员人脸的抓拍采集、建模存储，实时黑名单比对报警和人脸后检索等功能。

　　人脸抓拍机

　　主要部署在地铁电梯出入口或闸机进出口位置。人脸抓拍机内置智能分析算法，实现对进出人员的人脸进行自动捕获、跟踪、抓拍的功能。同时具备人脸区域自动曝光功能，以适应各个卡口位置逆光环境下也能捕捉到较为清晰的人脸抓拍。

　　视频分析服务器

　　对比建模：对人脸抓拍机传送过来的人脸照片进行建模。同时实时和黑名单数据库的人员进行比对。

　　搜索服务：实现对抓拍采集的人员信息库的检索比对服务。实现对常住人口库、重点监控人员库、前科人员库、涉稳人员库、全国在逃人员库导入、更新到人脸存储服务器时的建模。响应各级客户终端对人脸比对检索的请求，实现人脸快速检索比对。

　　存储服务器、磁盘阵列

　　存储人脸抓拍的人脸模型，人脸照片、各种黑名单数据库等数据。

　　存储导入后的常住人口人脸特征库、重点监控人员特征数据库、前科人员人脸特征数据库、涉稳人员人脸特征数据库、全国在逃人员人脸特征数据库、公安二代身份证照片库的人脸模型存储，数据库冗余备份。

　　终端可以通过在电脑终端等发送采集到的一张人脸照片到管理平台，实现可疑人员身份信息的确认，同时反馈比对检索结果给各级的终端设备。

　　二、系统特点

　　前端摄像机采用国内领先人脸抓拍机方案，人脸抓拍机内嵌人脸抓拍功能，能对图像中的人脸进行自动抓拍和上传，减轻网络带宽和后端服务器运算能力的压力，减少视频编解码过程对图像质量的损失，提升人脸图像质量。

　　根据特定重点场所的位置的环境特性，人脸抓拍机内嵌了人脸区域自动曝光功能，能够根据外部不同场景以及光照变化自动控制调节曝光参数，确保在逆光等情况下抓拍人脸仍较为清晰。

　　支持按照布控人员的重要性进行报警等级设置，可按照用户实际需要进行高中低三个等级灵活设置人脸相识度报警阈值。

　　黑名单来源支持公安二代身份证照片库，黑名单数量可达100万。

　　三、系统应用功能

　　人员信息采集和人脸信息数据库建立

　　摄像机实现监控图像的人脸捕捉、抓拍、识别和布控比对报警。人脸抓拍机在能够对经过设定区域的人员进行人脸检测和人脸跟踪，利用人脸质量评分算法能自动筛选出一张人的正面脸部信息最为清晰的人脸图像作为该人员的抓拍图像。并把人脸照片、抓拍地点、抓拍时间等信息上传到人脸管理平台进行存储，进行统一存储，以方便后期的检索与查询。具体流程如下图所示。　　

人脸抓拍流程图　　

 

人脸抓拍界面示意图

　　黑名单实时报警、人员布控功能

　　系统可以根据需要把要布控人员的信息(包含姓名、性别、身份证号、家庭住址、人脸照片等信息)加入到黑名单数据库。然后按照时间、地点、布控等级、相识度报警阈值等信息，对人员进行布防。系统对在特定重点场所的位置(如地铁电梯出入口或闸机进出口)抓拍的人员实时与黑名单数据库中的人布控人员进行实时比对，如果人脸的相识度达到设定报警阀值，系统自动可通过声音等方式进行预警，提醒监控管理人员。监控管理人员可以根据双击报警信息查看抓拍原图和录像进行核实。具体流程如下图所示。　

人脸比对识别流程图　　

 

人脸比对识别界面示意图

　　抓拍人员信息的查询功能视频管理

　　选择抓拍位置、时间段，查询显示该卡口位置在设定时间段内所有抓拍到的人脸图片，点击即可查看图片具体信息(时间、地点、抓拍时全景图片等)。该功能可以有效提升查找可疑人员是否进出过重点场所的卡口位置的时效。

人脸抓拍查询界面示意图

　　人员身份快速确认

　　在系统中输入待查询的人脸照片，系统自动检测出照片中的人脸信息并截取人脸，用户选择需要检索的人脸后进行相似度、时间段等参数设置后在对应的人员信息库内开始检索，最后检索出的相似人脸的结果会在界面上显示出来，实现人员信息的快速确认。