在公共安全領(lǐng)域，AI技術(shù)驅(qū)動(dòng)的智能視頻和圖像處理，正逐漸成為不可或缺的技術(shù)。人臉識(shí)別作為首當(dāng)其沖的應(yīng)用，正在公安刑偵中正在產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。作為人臉識(shí)別領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，商湯科技所提供的人臉布控、視圖情報(bào)研判系統(tǒng)，目前已在北京、深圳、上海、四川和重慶等地落地應(yīng)用，取得了多項(xiàng)成果，大幅提高了刑偵人員的執(zhí)行效率。
人臉識(shí)別，是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。由于不需要用戶主動(dòng)配合，它也是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的生物識(shí)別技術(shù)。
以前的人臉識(shí)別程序，通常是基于很少的樣本去預(yù)測(cè)、假設(shè)，結(jié)合人的先驗(yàn)知識(shí)，進(jìn)行程序的編寫(xiě)，比如判斷人臉的紋理、兩眼間距離等。這種方式，對(duì)用于識(shí)別和比對(duì)的人臉圖像質(zhì)量要求較高，整體應(yīng)用中的準(zhǔn)確率不高，不足以應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)中的各類(lèi)復(fù)雜情況。因此，在2013年之前，人臉識(shí)別的落地應(yīng)用，一直相對(duì)較少。
自2012年以來(lái)，伴隨著深度學(xué)習(xí)的突破，人臉識(shí)別作為計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用方向，也獲得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。商湯科技創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在2011年開(kāi)始聚焦于深度學(xué)習(xí)，并率先將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用于人臉識(shí)別、人臉關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)、物體識(shí)別、人群分析、圖像增強(qiáng)等領(lǐng)域。2014年，商湯科技創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)成員在國(guó)際權(quán)威人臉數(shù)據(jù)庫(kù)LFW取得人臉識(shí)別準(zhǔn)確率首次超越人眼的成績(jī)，達(dá)到了大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的紅線，對(duì)人臉識(shí)別的發(fā)展具有突破性的意義。
如果說(shuō)以前的人臉識(shí)別屬于人工指導(dǎo)的智能，那么深度學(xué)習(xí)屬于數(shù)據(jù)指導(dǎo)的智能。具體來(lái)說(shuō)，深度學(xué)習(xí)是指通過(guò)DNN（深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），對(duì)物體進(jìn)行逐層的特征分類(lèi)。例如，典型的深度學(xué)習(xí)人臉識(shí)別系統(tǒng)中，第一層可能會(huì)尋找簡(jiǎn)單的邊線，第二層可能會(huì)尋找可以形成長(zhǎng)方形或圓形等簡(jiǎn)單形狀的邊線集合，第三層可能會(huì)識(shí)別眼睛和鼻子等特征，最終將這些特征結(jié)合在一起，讓機(jī)器可以根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，達(dá)到擁有自我學(xué)習(xí)的能力，最終掌握“人臉”的概念。
因此，深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)越多，它能表達(dá)的信息也就越復(fù)雜，學(xué)習(xí)能力也就越強(qiáng)。因此，只要給予的訓(xùn)練數(shù)據(jù)足夠多，最終的效果也就會(huì)越精確。目前商湯科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過(guò)1000層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，居于行業(yè)領(lǐng)先水平，并已應(yīng)用在其人臉布控產(chǎn)品當(dāng)中。
相比人臉識(shí)別的基準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境，實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的情況要復(fù)雜得多，這大部分來(lái)源于外部因素帶來(lái)的影響，從而對(duì)最終效果帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。這些外部因素，包括光線明暗、逆光、側(cè)臉等角度變化、距離、天氣干擾、因移動(dòng)而產(chǎn)生的拖尾模糊，表情變化，以及當(dāng)前前端（如攝像頭）及存儲(chǔ)設(shè)備清晰度的影響等。同時(shí)也包括目標(biāo)人員的發(fā)型、胖瘦、年紀(jì)等變化；戴帽子、戴眼鏡、假發(fā)、圍巾等遮擋等。
在圖偵領(lǐng)域，衡量人臉技術(shù)的應(yīng)用效果有兩項(xiàng)重要指標(biāo)：抓拍率和比對(duì)識(shí)別率。前者即人臉的檢測(cè)和跟蹤，后者為人臉的比對(duì)和識(shí)別。通常來(lái)說(shuō)，抓拍率對(duì)前端的要求相對(duì)不高，目前業(yè)內(nèi)的主流系統(tǒng)都可以做到99%以上的抓拍率，而比對(duì)識(shí)別率受到外部的影響則會(huì)比較明顯，就需要借助算法模型，來(lái)提高比對(duì)識(shí)別率。在考慮上述外部因素情況下，目前商湯科技的人臉技術(shù)，在兩眼間像素30個(gè)像素點(diǎn)下即可實(shí)現(xiàn)抓拍，40個(gè)像素點(diǎn)即可以做到比對(duì)，包括范圍在40%以內(nèi)的人臉遮擋情況，整體性能表現(xiàn)在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。
事實(shí)上，通過(guò)算法模型提升識(shí)別率的關(guān)鍵，主要來(lái)自三個(gè)方面：硬件性能、數(shù)據(jù)資源，以及算法的先進(jìn)性。在硬件方面，商湯科技擁有自行搭建的深度學(xué)習(xí)超算平臺(tái)，可大幅提高算法迭代的周期和效率。在數(shù)據(jù)資源方面，商湯科技的人臉數(shù)據(jù)庫(kù)，已基本覆蓋了東亞國(guó)家的各種人臉類(lèi)型。在算法的先進(jìn)性上，基于商湯科技原創(chuàng)的深度學(xué)習(xí)框架，可支持超大網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練，并且可以實(shí)現(xiàn)成百上千倍的網(wǎng)絡(luò)壓縮，實(shí)現(xiàn)更快、更節(jié)能的網(wǎng)絡(luò)。
人臉識(shí)別正在迅速替代傳統(tǒng)的圖偵方法。傳統(tǒng)方法存在的問(wèn)題，主要在于人海戰(zhàn)術(shù)成本高。從行業(yè)調(diào)研來(lái)看，很多市公安局，專門(mén)從事人臉圖像搜索的圖偵人員，就超過(guò)400人，人力物力投入巨大，效率不高，無(wú)法滿足刑偵部門(mén)的及時(shí)要求。同時(shí)，傳統(tǒng)的智能分析算法局限性明顯，主要體現(xiàn)在圖像特征提取能力低，尤其對(duì)于模糊圖像、暗光、噪聲、多角度、遮擋等適應(yīng)性差等問(wèn)題上。
針對(duì)圖偵的人臉識(shí)別應(yīng)用，一般分為兩種場(chǎng)景，其一是在事發(fā)后，從監(jiān)控錄像中采集人臉的截圖，然后和目標(biāo)庫(kù)（如犯罪分子庫(kù)）做靜態(tài)比對(duì)，縮小目標(biāo)范圍到幾人、十幾人內(nèi)，提高身份確認(rèn)的效率。另一種，則是需要直接監(jiān)控視頻中做動(dòng)態(tài)比對(duì)，實(shí)時(shí)檢測(cè)、跟蹤、識(shí)別人臉，并做出實(shí)時(shí)預(yù)警，同時(shí)也會(huì)用于事后的布控場(chǎng)景。
結(jié)合在技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)和積累，商湯科技針對(duì)上述兩種典型的應(yīng)用類(lèi)型，推出了“圖騰-深度學(xué)習(xí)人臉試圖情報(bào)研判系統(tǒng)”，以及“SenseFace大規(guī)模人臉布控系統(tǒng)”。
商湯科技圖騰-深度學(xué)習(xí)人臉試圖情報(bào)研判系統(tǒng)，是一套采用基于深度學(xué)習(xí)的以圖搜圖系統(tǒng)，可通過(guò)采集監(jiān)控錄像中的人臉截圖，比對(duì)搜索目標(biāo)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)人臉照片，幫助圖偵干警快速確認(rèn)涉案嫌疑人員的身份。
圖騰系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)在于模糊圖像識(shí)別能力強(qiáng)，可適應(yīng)低分辨率、暗光、側(cè)臉、低頭、低像素的人臉截圖，以及圖像中人臉的發(fā)型、胖瘦、年紀(jì)、表情變化、以及眼鏡、圍巾遮擋等。
圖騰系統(tǒng)支持千萬(wàn)級(jí)目標(biāo)庫(kù)中300ms內(nèi)獲得識(shí)別比對(duì)結(jié)果，支持1:N與N:N驗(yàn)證，其1:1人臉驗(yàn)證的圖片相似度驗(yàn)證準(zhǔn)確率在99%以上，1:N人臉?biāo)阉?，返回TOP5相似結(jié)果的準(zhǔn)確度超過(guò)98.5%，返回TOP10相似結(jié)果的準(zhǔn)確度超過(guò)99.6%。
在圖騰系統(tǒng)于某地的實(shí)際應(yīng)用測(cè)試中，采用5.4萬(wàn)目標(biāo)庫(kù)，包含一線部門(mén)所提交的真實(shí)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控錄像人臉截圖，屬原系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)身份確認(rèn)的模糊度很高的圖片，人員年齡跨度10~30年左右證件照片。最終，通過(guò)約40天的測(cè)試（只由一名民警執(zhí)行測(cè)試應(yīng)用工作），共辨認(rèn)出69名涉案嫌疑人身份。相比之前人工肉眼辨識(shí)1名民警最高一年30余人的確認(rèn)數(shù)量提高200余倍。實(shí)現(xiàn)了很多模糊圖像從原來(lái)的不可用到可用的質(zhì)的突破。
商湯科技SenseFace人臉布控系統(tǒng)，基于全流水線的深度學(xué)習(xí)算法，在千路級(jí)監(jiān)控視頻中實(shí)時(shí)檢測(cè)、跟蹤、識(shí)別人臉，并支持在數(shù)十億級(jí)人臉抓拍庫(kù)中進(jìn)行軌跡還原、案件碰撞等實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)事前、事中和事后的人臉布控和信息挖掘，為刑偵、治安等業(yè)務(wù)干警提供高科技的有效辦案工具。
相比較傳統(tǒng)的人臉監(jiān)控，SenseFace對(duì)多角度、多光照、人臉部分遮擋等條件具有抗干擾性。
基于GPU，SenseFace可在千萬(wàn)級(jí)人員庫(kù)中 300ms 內(nèi)獲得比對(duì)結(jié)果，命中率高，并且支持按時(shí)間、地點(diǎn)、目標(biāo)庫(kù)和屬性特征等靈活設(shè)置布控任務(wù)。該分布式系統(tǒng)架構(gòu)支持1000+路監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)人臉識(shí)別。
SenseFace適合用于如火車(chē)站、汽車(chē)站出入口、閘機(jī)口、電梯口等流動(dòng)方向一致的固定通道的場(chǎng)景。當(dāng)前該系統(tǒng)已幫助各地抓獲了上百名犯罪分子，且對(duì)于抓獲有作案前科慣犯幫助很大，目前多應(yīng)用于公安事前、事中、事后敏感人員布控、失蹤人員查找等。
如今，基于深度學(xué)習(xí)的方法已經(jīng)成為人臉識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)和方向，這也帶動(dòng)了人臉識(shí)別技術(shù)在更多場(chǎng)景中的應(yīng)用。而隨著技術(shù)變革和應(yīng)用的普及，建設(shè)大規(guī)模、分布式人臉數(shù)據(jù)庫(kù)及識(shí)別系統(tǒng)的成本不斷降低，識(shí)別的精度不斷提高。也因此，人臉識(shí)別也逐漸應(yīng)用在對(duì)安全性較高的領(lǐng)域。以商湯科技為例，目前商湯科技的人臉識(shí)別技術(shù)，除安防領(lǐng)域外，也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金融、門(mén)禁、交通樞紐等領(lǐng)域。
例如，商湯科技的人臉識(shí)別技術(shù)，已經(jīng)為超過(guò)3億中國(guó)移動(dòng)用戶識(shí)別人臉認(rèn)證身份。商湯科技還與拉卡拉展開(kāi)合作，打造遠(yuǎn)程身份認(rèn)證系統(tǒng)，與京東合作，為京東錢(qián)包提供刷臉登陸的便捷方式，應(yīng)用于金融行業(yè)的人臉識(shí)別技術(shù)，作為傳統(tǒng)人工認(rèn)證方式的強(qiáng)力補(bǔ)充，提高用戶體驗(yàn)的同時(shí)，降低人力成本。商湯科技同時(shí)也為各種線下會(huì)議，提供自助刷臉簽到的服務(wù)，為眾多社區(qū)，提供刷臉門(mén)禁。此外，當(dāng)前不少火車(chē)站所采用的“刷臉”自主驗(yàn)證驗(yàn)票系統(tǒng)，也同樣來(lái)自于商湯科技的人臉識(shí)別技術(shù)。
另一方面，人臉識(shí)別技術(shù)在達(dá)到更高精度后，可以用于更多的定制化服務(wù)場(chǎng)景，帶來(lái)服務(wù)升級(jí)。例如，它可以用于銀行、餐廳等線下服務(wù)行業(yè)，針對(duì)前來(lái)的顧客進(jìn)行身份識(shí)別，當(dāng)遇到VIP客戶時(shí)，便可自動(dòng)激活后續(xù)的定制化服務(wù)機(jī)制。如此一來(lái)，VIP客戶將不需要主動(dòng)出示VIP會(huì)員卡，大大增強(qiáng)了用戶的體驗(yàn)。
未來(lái)的人臉識(shí)別技術(shù)，將基于準(zhǔn)確率的不斷提升，提升各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的運(yùn)作效率，帶來(lái)安全性、效率、易用性等各方面的升級(jí)，改變我們生活和工作環(huán)境的方方面面。