大數(shù)據(jù)文摘記者譚婧、魏子敏

安防現(xiàn)已成為人工智能落地場景中的重要賽道，其觸及的智能視頻剖析、人臉辨認(rèn)等要害技能也在研討范疇受到了極大的重視。那么安防范疇中觸及的人臉辨認(rèn)有何痛點(diǎn)？人工智能+安防的未來又有哪些新的趨勢？

10月29日，2017年第十六屆中國國際公共安全博覽會（CPSE安博會）在中國深圳會展中心開幕。在政府辦理論壇上，清華大學(xué)媒體大數(shù)據(jù)認(rèn)知核算研討中心主任王生進(jìn)教授宣布了題為《人像態(tài)勢辨認(rèn)及其在智能視頻監(jiān)控中的使用》的講演，他指出，目前我國視頻監(jiān)控建造行之有用，攝像頭的數(shù)量驚人，到達(dá)了2000多萬個(gè)。如此很多級的數(shù)據(jù)只依托人工監(jiān)控現(xiàn)已無法完結(jié)大規(guī)模視頻監(jiān)控，急需人工智能以及智能剖析技能有用的技能支撐。

王生進(jìn)教授從三個(gè)方面論述了人臉辨認(rèn)在安防中的使用：1、新一代人工智能展開與智能安防；2、人臉辨認(rèn)技能與使用體系；3、以人為中心的安防理念與人像態(tài)視辨認(rèn)。

大數(shù)據(jù)文摘從現(xiàn)場發(fā)來一手報(bào)導(dǎo)，以下為王生進(jìn)教授講演精華，在不改動原意的狀況下有部分修改：

一、新一代人工智能展開與智能安防

當(dāng)時(shí)，國際范圍內(nèi)公共安全面對嚴(yán)峻形式，是國際上重視的嚴(yán)重課題，信息內(nèi)容與情報(bào)成為掌控形勢的要害要素。面向大數(shù)據(jù)布景下國家公共安全保證是嚴(yán)重的國家的需求。集合公共安全、安全城市、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)安全的需求，以安防視頻大數(shù)據(jù)，及網(wǎng)絡(luò)空間各種視頻、圖畫、語音、網(wǎng)絡(luò)信息為大數(shù)據(jù)根底，立異人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)理論，構(gòu)建公共安全大數(shù)據(jù)使用技能立異渠道是我們作業(yè)的要點(diǎn)。

我們現(xiàn)在面向的空間首要有兩個(gè)。

榜首面向物理空間安全：全國安全城市建造視頻監(jiān)控前端數(shù)量已超越2000萬。方針感知才能缺乏，大數(shù)據(jù)給公共安全事情即時(shí)感知、精確剖析、快速搜索帶來巨大困難，急需人工智能技能支撐。

第二面向網(wǎng)絡(luò)空間安全：網(wǎng)絡(luò)空間富媒體通訊的引進(jìn)，帶來新式媒體信息管控難題，國家急需大數(shù)據(jù)環(huán)境下富媒體內(nèi)容感知、網(wǎng)絡(luò)信息安全、網(wǎng)絡(luò)多媒體內(nèi)容監(jiān)測的支撐技能。

十二五期間，全國600大中城市視頻搜集體系建造已初具規(guī)模，監(jiān)控體系26.8萬余個(gè)（2009），裝置攝像頭2000萬余個(gè)（2013）。按每個(gè)攝像頭每天約7.2GB (0.3G（CIF）*24)的數(shù)據(jù)量，北京市攝像頭40余萬個(gè)（2011），每天發(fā)生的數(shù)據(jù)量為 2800TB，數(shù)據(jù)量巨大。

在這樣很多的數(shù)據(jù)下，依靠人工監(jiān)控，智能化程度低，無法完結(jié)大規(guī)模視頻監(jiān)控環(huán)境下的事前感知、事中聯(lián)動、過后有用處理及智能檢索。急需人工智能以及智能剖析的技能，在視頻監(jiān)控里能夠供給有用的技能的支撐。

2017年7月8日，國務(wù)院發(fā)布新一代人工智能展開規(guī)劃（國發(fā)〔2017〕35號）。人工智能成為國際競爭的新焦點(diǎn)，是引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性技能；人工智能成為經(jīng)濟(jì)展開的新引擎，作為新一輪工業(yè)變革的中心驅(qū)動力；人工智能帶來社會建造的新機(jī)遇，將深刻改動人類社會生活、改動國際。搶抓人工智能展開的嚴(yán)重戰(zhàn)略機(jī)遇，構(gòu)筑我國人工智能展開的先發(fā)優(yōu)勢，加快建造立異型國家和國際科技強(qiáng)國。

根據(jù)這個(gè)中心，《規(guī)劃》里提出使用人工智能提升公共安全保證才能的規(guī)劃和要求。

榜首、促進(jìn)人工智能在公共安全范疇的深度使用，推進(jìn)構(gòu)建公共安全智能化監(jiān)測預(yù)警與操控體系。

第二、環(huán)繞社會綜合治理、新式違法偵辦、反恐等火急需求，研制集成多種探測傳感技能、視頻圖畫信息剖析辨認(rèn)技能、生物特征辨認(rèn)技能的智能安防與警用產(chǎn)品，樹立智能化監(jiān)測渠道。

第三、加強(qiáng)對要點(diǎn)公共區(qū)域安防設(shè)備的智能化改造升級，支持有條件的社區(qū)或城市展開根據(jù)人工智能的公共安防區(qū)域示范。

在智能視頻剖析要害技能方面，我簡單列了相關(guān)的要害技能：

1、侵入/越界檢測

2、遺留物體事情檢測

3、拿走物體事情檢測

4、徜徉檢測

5、行人/車輛檢測、盯梢

6、人臉（人像）/行人/車牌辨認(rèn)

7、人群密度監(jiān)測

8、反常行為（奔馳打架斗毆）檢測

9、視頻質(zhì)量診斷

10、視頻濃縮與摘要

11、視頻內(nèi)容快速檢索

12、圖畫增強(qiáng)與復(fù)原技能

人臉辨認(rèn)技能使用方面，根據(jù)實(shí)踐使用場景，人臉辨認(rèn)能夠分為如下3類：

榜首、有合作人臉辨認(rèn)。分認(rèn)證和查詢，一般使用在證件照人臉，聲明我是A，然后將A的模板人臉圖畫和現(xiàn)場搜集的A的人臉圖畫進(jìn)行比對，給出Yes or No，或查詢大庫。一般要求合作。

第二、半合作人臉辨認(rèn)。也分認(rèn)證和查詢。一般使用在受限的通道、卡口，進(jìn)行黑/白名單比對。該類使用一般光照安穩(wěn)，不要求合作。

第三、非合作人臉辨認(rèn)。查詢?yōu)橹?，一般使用在視頻監(jiān)控的動態(tài)布控場合，進(jìn)行黑名單查詢。該類使用光照雜亂，姿勢不確定，難度大。

清華人臉辨認(rèn)技能——人證合一驗(yàn)證通關(guān)使用：2005年，由公安部出入境辦理局主持集成清華大學(xué)人臉技能，國際上初次在我國出入境旅客最多的深圳羅湖口岸注冊“旅客自助查驗(yàn)通道” ，日均出入境人數(shù)在數(shù)十萬以上。已推廣到深圳、珠海兩個(gè)區(qū)域的邊檢口岸共已注冊了近400條自助通道，近300萬旅客，驗(yàn)放旅客超越數(shù)億人次，經(jīng)過率98％，成為國際人臉辨認(rèn)技能大規(guī)模成功使用的范例。

二、人臉辨認(rèn)技能與使用體系

人臉辨認(rèn)技能經(jīng)過選用攝像機(jī)或攝像頭，搜集含有人臉的圖畫或視頻流，并自動在圖畫中檢測和盯梢人臉，進(jìn)而對檢測到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)處理技能，一般包括：人臉檢測、人臉盯梢、人臉五官定位、人臉歸一化、特征提取、分類器練習(xí)和比對匹配，以到達(dá)辨認(rèn)不同人身份的意圖。被廣泛地使用在安全、認(rèn)證等身份辨別范疇，因此被譽(yù)為”21世紀(jì)十大影響人類生活“的革命性技能。

人臉辨認(rèn)從使用上一般分為人臉檢測，人臉五官定位，1:1人臉辨認(rèn)，1：N人臉辨認(rèn)，M：N動態(tài)布控。人臉檢測與五官定位使用方向：客流量計(jì)算，視頻檢索等。智能貼圖，智能美妝美顏，變臉特效等：

1:1人臉辨認(rèn)使用方向是指身份證人臉認(rèn)證體系，社保人臉辨認(rèn)。

1：N人臉辨認(rèn)使用方向是指身份證相片查重，護(hù)照相片查重。比方你現(xiàn)在要做一個(gè)護(hù)照，你是張三，公安部門會到人口庫里邊查一下，看你會不會是代替，也就是一人多證。

M：N人臉辨認(rèn)使用方向是指動態(tài)監(jiān)控，黑名單監(jiān)控，VIP客戶辦理體系，學(xué)校人臉辨認(rèn)體系，智能樓宇。

人臉辨認(rèn)技能，近兩年展開非常敏捷。根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)的人臉辨認(rèn)辦法方面，人臉辨認(rèn)辦法總體上可分為三大類：

一是根據(jù)計(jì)算的辨認(rèn)辦法，首要包括特征臉(Eigenface)辦法、隱馬爾科夫模型辦法、子空間法等；二是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接機(jī)制的辨認(rèn)辦法，包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)辦法和彈性圖匹配辦法等；三是幾許特征辦法和三維模型等一些其他的綜合辦法。

1、人臉辨認(rèn)中心課題

人臉辨認(rèn)的過程：令x 為一個(gè)待辨認(rèn)的人臉輸入，F(xiàn)(x)為一個(gè)分類器函數(shù)，y 是關(guān)于x 的類別標(biāo)簽輸出。人臉辨認(rèn)的要害，是獲得高性能的F函數(shù)。傳統(tǒng)的人臉辨認(rèn)的辦法（Deep Learning以前）： F分類器函數(shù)的構(gòu)建，首要是分步處理、人工規(guī)劃的。

根據(jù)計(jì)算學(xué)習(xí)的人臉辨認(rèn)辦法得到了廣泛的使用。人臉辨認(rèn)當(dāng)時(shí)遇到的首要困難包括：

人臉面部結(jié)構(gòu)的類似性

人臉的姿勢改變

人臉的表情改變

雜亂環(huán)境的光照改變

人臉的飾物遮擋

人臉的年紀(jì)改變

以上問題給人臉辨認(rèn)帶來了相當(dāng)大的應(yīng)戰(zhàn)。跟著深度學(xué)習(xí)的展開，我們遇到的困難得到了處理。

2、人工智能新浪潮的要害技能——深度學(xué)習(xí)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種端到端的機(jī)器學(xué)習(xí)辦法（全過程一次性學(xué)習(xí)）。端到端的學(xué)習(xí)辦法一呈現(xiàn)給人工智能帶來了巨大的推進(jìn)，使用在AlphaGo，圖畫辨認(rèn)，語音辨認(rèn)，無人駕駛，VR/AR，智能交通，智能視頻，才智醫(yī)療，智能制作。

3．人臉辨認(rèn)要害技能

1)人臉檢測：判別輸入圖畫中是否存在人臉；如果存在人臉，回來人臉地址的方位。

2)要害點(diǎn)定位：確定人臉中眼角、鼻尖和嘴角等要害點(diǎn)地址的方位，為人臉的對齊和歸一化做準(zhǔn)備。

3)人臉歸一化：根據(jù)要害點(diǎn)的方位，選用類似改換，將人臉對齊到規(guī)范臉要害點(diǎn)，并裁剪成一致大小。

4)特征提?。菏褂煤Ａ繑?shù)據(jù)，練習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；將人臉圖畫表明成具有高層語義信息的特征向量。

5)特征比對：首要是使用Metric Learning等技能，進(jìn)一步提升辨認(rèn)精確率。

4．人臉檢測技能

（1）根據(jù)A CNN Cascade for FaceDetection結(jié)構(gòu)。總共6個(gè)CNN，3個(gè)detection-net用于判別輸入的區(qū)域是否是人；3個(gè)calibration-net對輸入的人臉框進(jìn)行校對，得到愈加精確的人臉框。檢測過程中選用NMS消除高度堆疊的窗口。

（2）人臉辨認(rèn)網(wǎng)絡(luò)。針對不同人臉辨認(rèn)場景，規(guī)劃了多種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以習(xí)慣不同場景（速度、精度）的要求。圖是我規(guī)劃的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，左邊的網(wǎng)絡(luò)具有速度快的特點(diǎn)，僅需求5毫秒的CPU時(shí)刻，在LFW上的辨認(rèn)精確率為97.28%，首要用于對實(shí)時(shí)性要求高的場景。右邊的網(wǎng)絡(luò)，RES-FaceNet，總共包括26個(gè)卷積層，5個(gè)max-pooling和1個(gè)全連接，單個(gè)model在LFW上的辨認(rèn)精確率可達(dá)99.22%。

三、以人為中心的安防理念與人像態(tài)視辨認(rèn)

根據(jù)以人為中心的安防理念，提出人像態(tài)視辨認(rèn)新概念。安防的要點(diǎn)是人，特別需求重視和獲取要點(diǎn)人群的全面信息。例如以下的相關(guān)信息：重視人物呈現(xiàn)在公共場所和交通卡口；他的行為和舉動是否反常；帶著包裹進(jìn)入公共場所，走出后箱包是否消失；其面部表情和神態(tài)怎么；近期是否有過靈敏接觸、過激言語等。

1、人像態(tài)視辨認(rèn)

人像態(tài)視辨認(rèn)，是我們構(gòu)建的深度人像辨認(rèn)的一個(gè)新概念，即關(guān)于人的像態(tài)、形狀、神態(tài)、意態(tài)。

—像態(tài)包括人臉和行人表觀圖畫；像態(tài)，感知兩個(gè)維度: 1、對感知方針的物理特征進(jìn)行精準(zhǔn)認(rèn)知，以表達(dá)如色彩、尺度等；2、對這些特征組合的表象進(jìn)行特點(diǎn)描繪，以表達(dá)是什么，如車牌、人臉、行人。像態(tài)包括表觀：人臉、指紋、掌紋、虹膜、指靜脈、人群集合事情等。

形狀包括停止和序慣圖畫。形狀，感知兩個(gè)維度: 1、對感知方針的停止肢體特征進(jìn)行認(rèn)知，以表達(dá)如動作、姿勢等；2、對感知方針的肢體改變特征進(jìn)行描繪，以表達(dá)做什么，如步態(tài)、奔馳、逆行。形狀包括多種人體肢體特征：姿勢、行為、動作、步態(tài)、軌道等。視頻監(jiān)控行人辨認(rèn)體系，是在跨視域視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)行人外觀和步態(tài)特征，辨認(rèn)查找追尋在不同攝像頭下的特定行人。

神態(tài)包括自動和被迫下的人臉圖畫。神態(tài)，感知自動和被迫兩個(gè)維度: 1、對感知方針的面部表情特征進(jìn)行認(rèn)知，以表達(dá)如喜怒哀樂等；2、對感知方針的面部神色特征進(jìn)行描繪，以表達(dá)其心里的動搖、思維的認(rèn)識、精力的狀況，一般不為人的意志所操控。神態(tài)首要用于表達(dá)人的心里狀況：神態(tài)自若、神色緊張、精力恍惚等。

意態(tài)包括顯性信息和隱性信息。依照這個(gè)范疇界說，構(gòu)成人像態(tài)勢辨認(rèn)新概念，智能安防，人是其間中心要害的要素。意態(tài)與隱形信息相相關(guān)，首要體現(xiàn)在信息的邏輯關(guān)系的相關(guān)上，具有顯性和隱性兩個(gè)維度: 1、對感知方針行為的妄圖、方針、結(jié)果的顯性特征進(jìn)行認(rèn)知；2、對感知方針行為的妄圖、方針、結(jié)果的隱性特征進(jìn)行認(rèn)知，以表達(dá)其行為與其他事情的相關(guān)、影響、及潛在的可能結(jié)果。意態(tài)的顯性特征認(rèn)知較為容易完結(jié)，意態(tài)的隱性特征認(rèn)知難度較大，但實(shí)踐的事情猜測非常需求。例如，同樣是購買一把菜刀，如果是一個(gè)主婦，可能是用于家庭的廚房餐飲；但若是有前科的人，則需求預(yù)警；—又如，一個(gè)人長時(shí)刻在某個(gè)地方徜徉，像態(tài)是徜徉，但意態(tài)可能預(yù)示可能的事情。

大數(shù)據(jù)年代，怎么處理從各個(gè)數(shù)據(jù)源搜集來的信息，怎么對不同地址、不同媒體、不同時(shí)刻、以及不同清晰度、不同粒度的信息進(jìn)行綜合使用，包括對信息的真?zhèn)芜M(jìn)行判定；都是從未完結(jié)過的應(yīng)戰(zhàn)。顯性信息相關(guān)，首要體現(xiàn)在方針表觀信息的相關(guān)上，如方針類型，方針特點(diǎn)，方針狀況，方針時(shí)空點(diǎn)；隱性信息相關(guān)。首要體現(xiàn)在邏輯關(guān)系信息的相關(guān)上—“蝴蝶效應(yīng)”，亞洲蝴蝶拍拍翅膀，將使美洲幾個(gè)月后呈現(xiàn)比暴風(fēng)還兇猛的龍卷風(fēng)！

人像態(tài)視辨認(rèn)，全面構(gòu)建對人的像態(tài)、形狀、神態(tài)、意態(tài)的深度辨認(rèn)。經(jīng)過人像態(tài)視辨認(rèn)，完結(jié)對方針人的全體信息剖析、完善的狀況描繪。1、2態(tài)，偏重“格物”，原意即為調(diào)查人這個(gè)事物; 3、4態(tài)，傾向“致知”，進(jìn)而到達(dá)完善的辨認(rèn)和理解; 人像態(tài)視辨認(rèn)的方針就是“格物致知”。綜上，經(jīng)過人像態(tài)視辨認(rèn)，完結(jié)對方針人的全體信息剖析、完善的狀況描繪。人臉辨認(rèn)體系包括人臉辨認(rèn)、年紀(jì)估量、性別辨認(rèn)等，新一代的具有智能的安全監(jiān)控技能，可完結(jié)對人臉的檢測、辨認(rèn)和分類；人像態(tài)視辨認(rèn)，全面構(gòu)建對人的像態(tài)、形狀、神態(tài)、意態(tài)的深度辨認(rèn)。經(jīng)過人像態(tài)視辨認(rèn)，完結(jié)對方針人的全體信息剖析、完善的狀況描繪。

將人像態(tài)視辨認(rèn)與智能視頻剖析有機(jī)結(jié)合，運(yùn)用于安防范疇，無疑將進(jìn)步公安安防作業(yè)的效率，為安全城市建造和公共安全保證供給精準(zhǔn)和有用的信息技能手段，大數(shù)據(jù)布景下國家社會安全保證嚴(yán)重需求。

來源：機(jī)房監(jiān)控  http://shfkmygs.com/   本文采集于網(wǎng)絡(luò)，如有問題有聯(lián)系刪除