在高清视频监控时代人脸识别的公共安全应用

【摘 要】在科技迅猛发展的今天，视频监控技术已经随处可见了，走在大街上到处可见摄像头的身影，它们的存在是为了维护公共场所的安全，监控街道上的车辆行驶状况，减少交通事故的发生。高清视频监控技术已经变得极为常见了，随着科技的不断发展，人脸识别技术也逐渐应用到了人们生活的各个领域，确保公共安全和服务生产生活，对高清视频监控时代下的人脸识别技术和其在公共安全领域的应用进行简要介绍。

【关键词】高清视频监控；人脸识别；公共安全的应用

茫茫人海中，当你在车站走来走去等车的时候，只要一眨眼的功夫你就被识别出来，随机你就会被特务盯梢，迎面而来的可能就是一位美女杀手，手机就会发出嘀嘀的报警声，上面已经显示了美女的姓名、职业等信息，这是电影场景中的人脸识别技术。而现在，公安部门在找寻犯罪嫌疑人时，除了采用传统图像技术，也更多的开始运用高清视频监控中的人脸识别技术，让犯罪嫌疑人无处可逃，极大的节省了时间，提高了办案效率。

1 人脸识别的介绍

1.1 什么是人脸的识别

人脸识别技术指的是对采集到的人脸图像进行分析计算，与身份证数据库中人员照片进行比对，从而确定一个人的身份。随着3D人脸建模技术的发展，人脸识别算法的准确率已经从10年前的60%提升到90%以上。当前，人脸识别技术主要是以高清影像数据为依据，与数据库中存储人脸记录信息相对比，以确定活动轨迹和个人身份[1]。

1.2 人脸识别的优势

人脸识别技术与其他生物识别方式相比更具有主动性、便捷性和隐蔽性，专业技术在保护公民个人隐私方面也有优势，因此，人脸识别技术在实际的公共安全应用中具有一定前景。

人脸识别技术主要利用高清摄像机对相关信息进行采集，在采集过程中采用非接触方式，可以达到快速自动对图像信息完成识别。人脸图像本就是可以利用肉眼判别的最直观的信息源，人脸识别技术以人的面部图像作为基础，符合人们的认知规律，同时也对后期识别处理奠定了良好的基础[2]。除此之外，人脸识别技术与其他生物特征识别技术相比，属于自动识别技术，触发式完成，速度快，且不易被察觉。当前的人脸识别技术具有较强的判别能力，是伴随着3D扫描建模技术的发展偶然间取得了突飞猛进的突破性发展，按照2013年美国Facebook软件中推出过一段时间的社交网络照片识别情况来看，其识别率已经高达98%以上。人脸识别技术的应用领域广泛，目前指纹识别的所有应用领域绝大部分都可以采用人脸识别技术替代，同时，人脸识别技术也更多的应用到人脸视频监控报警等其他安全系统中，具有广阔的市场开发前景。

2 人脸识别在公共安全领域的应用

2.1 公安系统的侦破工作中的应用

人脸识别系统可以根据高清视频中截取的人脸照片，进行远程快速人脸布控，人脸识别技术与智能高清视频监控技术的结合在公安系统的侦破工作中具有重要意义。通过人脸识别技术，可以实现对视频录像、照片和实时图像的采集，自动分析比对人脸，以实现在监控场景中快速识别关注对象，经与预警系统连接，一旦发现目标便能实现自动报警提示，公安机关便可以得到通知，立即采取控制措施[1]。人脸识别技术在公安系统侦破工作中主要应用于口岸、机场、车站、地铁、商场、重要路口、重点区域等公共场所，并可根据高清摄像机的分布灵活配置覆盖范围，有利于快速反应。

人脸识别系统可以集成多种人脸识别的核心算法引擎，从而达到准确度较高的识别水平，并且根据实现方式不同可分为前端识别和后端识别，其结构简单，可扩展性较强，因此，人脸识别系统也可以应用于多种监控网络结构，从而最大程度地提供便捷。人脸识别技术有效的解决了人员图像与人员身份的对应关系问题，将以往大量的依靠人眼进行的劳动转化为数字计算机运行处理，极大地提高了识别效率，还能够有效解决公共安全重点区域人员控制的难题，实现了及时识别身份发现关注对象，从而提前主动采取措施，防范各类非法行为的发生。

2.2 门禁制度中的应用

人脸识别技术在门禁制度中也有广泛应用，主要采取两种模式：独立门禁装置和分布式门禁控制与管理系统。独立门禁系统主要针对的是单独出入口的门禁安防装置，由两部分组成，分别为人脸身份鉴别和电子门锁装置。人脸身份鉴别装置储存着家庭成员的面像，包含着面像采集与鉴别部件，用户在使用时需要预先将家庭成员的面像登陆在人脸身份鉴别装置中[3]。电子门锁装置则是门开关的控制部件，记录着开锁的密码。当已经登陆的人员进入时，面像采集设备便对其面部进行扫描，通过实时采集、比对验证面像，一旦比对正确，人脸身份鉴别装置就会输出一个序列码给电子门锁装置，电子门锁装置在接收到正确的序列码时，便启动开锁机械开门。人员进入后关门或在开锁后定时间结束，电子机械控制重新将门锁上，达到门禁的效果。具有人脸识别的分布式门禁系统需要建立人脸比对库用于不同出入口的权限控制。

2.3 在视频快速浏览中的应用

自视频监控系统投入使用以来，从海量的历史监控录像中查找可疑人员信息一直是工作量巨大的任务，这种传统的以人海战术为主的视频线索查找方式犹如大海捞针，长期困扰着使用者。为了解决这个问题，人脸识别也有用武之地，结合人脸识别技术，系统通过自动对历史视频录像中的人脸提取，标记时间标签，实现了针对人脸的快速检索。在这个过程中主要经历了三个步骤：人脸检测、人脸追踪和人脸比对。从而将大段录像时间内所出现的人脸关键帧进行保存，工作人员仅需要等待计算机处理，之后再对处理结果中的图片进行人工筛查即可，这就大大提高了视频检索的效率，有效的缩短了工作时间。

除了精确识别人员身份，人脸识别技术还可以对人脸的年龄段进行辨识，如老人、中年和儿童，由于当今数码存储介质容量剧增，单张储存卡可以轻松存储下近万张照片，因此，在有些数码相机中，增加了对人脸进行年龄段视频的功能，自动完成按照年龄段对照片中的人物进行分类，从而实现了快速检索，为用户提供了更好的使用体验。

3 人脸识别中存在的不足

相对于其他生物识别的方法，人脸识别技术更加的主动便捷、精准且可以有效保护个人隐私，但是在高清视频监控时代，人脸识别在公共安全中的应用仍存在一定的不足。

由于人脸结构特征相似，人脸器官的结构外形也有相似之处，因此，不同个体间的实际区别并不大，这样一来，人脸识别技术虽然可以有效利用人脸图像进行定位，但是利用人脸图像特征区分人类个体还是存在一定的限制，可以通过遮盖物，如鸭舌帽、口罩、墨镜等装饰物来隐蔽人脸特征，导致识别系统无法提取特征点 [1]。传统的人脸识别技术采用的可见光图像的人脸识别方式，而可见光图像受光源影响较大，因此，人脸识别技术在实际的应用过程中还会受到光照条件的影响，白天黑夜、室内室外的光照条件不同，在识别人脸时会存在一定的误差。如果光照条件发生变化，识别效果也会发生相应的变化，识别准确度降低。随着科学技术的不断按照，人脸识别技术也可以采用主成分分析法与线性辨别分析相结合的方法对红外与可见光人脸图像进行分析，确定人脸识别结果，可以显著提高人脸识别的准确率。

4 结语

人脸识别技术作为一种极具实用价值的身份识别技术，在相关的理论研究与应用开发中已经取得了一定的成果，在高清视频监控时代，更是在各领域中得到了广泛的应用。当然，在人脸（下转第322页）（上接第323页）识别技术的应用也存在一定的问题，但随着研究的不断深入，相信问题将会逐步得到解决，以人脸识别技术为基础的综合系统必将成为未来视频监控系统发展的主要方向。

【参考文献】

[1]张锦，成奋华，林雪梅，等.基于子图特征组合的人脸识别技术研究[J].湖南大学学报：自然科学版，2007（6）：70-73.

[2]侯鲲，贾隆嘉，王赫宁.人脸识别技术的现状和发展趋势[J].科协论坛（下半月），2010（11）：34-39.

[3]曾文斌.技术先导，产业先锋――银晨人脸识别技术与应用介绍[J].安防科技，2007（05）：56-62.