1.解决方案概况
出于实战导向，旷视科技结合公安行业的应用需求和场景构建了”云+端”架构的人脸识别服务矩阵型系列产品，并用深度学习和智能感知技术全面挖掘安防数据的价值，致力于为公共安防提供端到端的解决方案。
区别于传统的安防企业，旷视科技在安防行业中的实质角色是为公共安防网络和终端赋能，利用自身在视频结构化、图像语义分割方便的技术优势，帮助公安在视频及图像内容检索中提升效率。
2.需求描述
《中国安防行业”十三五”(2016-2020年)发展规划》指出，”十三五”期间，安防行业将向规模化、自动化、智能化转型升级。从目前行业的发展速度来看万亿目标似乎不难实现，但随着AI技术的普及，传统安防已经不能完全满足人们对于安防准确度、广泛程度和效率的需求。在2017年，安防系统每天产生的海量图像和视频信息造成了严重的信息冗余，识别准确度和效率不够，并且可应用的领域较为局限。在此基础上，智能安防开始落实到产品需求上。算法、算力、数据作为AI+安防发展的三大要素，在产品落地上主要体现在视频结构化(对视频数据的识别和提取)、生物识别(指纹识别、人脸识别等)、物体特征识别(车牌识别系统)。
此外，大数据应用下的云存储和云计算也在为构建新一代的数据中心和计算中心提供有力的保障。安防从传统模式大踏步迈入智能新时代，从1.0的”事后追溯”、”人防”为主升级为”实时监管”与事前预防，”技防”为主。在技术层面上，事件的发现能力、事件的分析能力、事件的研判能力、事件的处置能力、数据采集以及存储能力发展，应急响应所需的数据要涵盖流量数据、终端数据、SIEM数据，并结合第三方数据进行分析研判。
3.旷视科技端到端智能安防解决方案
旷视科技端到端智能安防解决方案是旷视科技基于自身的人工智能计算机视觉核心关键技术，自主研发的一套面向公共安全领域，基于”AI+IoT”、”软+硬”、”云+端”、”端到端”的全链条具备自主知识产权的的产品。
1)”AI+IoT”，从海量视频中提取有价值信息
旷视科技利用自主研发的原创深度学习算法引擎MegBrain，通过自动化模型搜搜索，融合人脸、人体等多维度信息，获得高效准确鲁棒的图像识别与检测模型，并突破全高清、全帧率视频数据的人脸与人员检测、跟踪、识别技术，能精准、高效从视频中检出人脸等高价值信息，并进行人像检索、人脸布控等。经权威机构检测，能做到人脸检出率大于99%，正脸率大于99%，1000万底库布控500毫秒以内返回，正报率大于99%，人脸性别识别检出率不低于99%，人脸年龄段检出率不低于99%，达到国际领先水平。
2)”软+硬”，用AI和芯片装备智能监控相机
除了直接解析传统监控相机的视频流之外，旷视科技还将计算前移，将AI算法”写入”到芯片中形成智能模组，搭载到监控相机中，使相机具备抓拍识别功能，实现智能化。这是一种更高效、更经济的方式，在相机前端成本基本不增加的前提下，可大幅节约后端视频解析、检测识别的计算资源。这也将是视频监控的发展趋势。旷视已开发出近20款智能相机，形态包括枪机、筒机、半球机、球机等，功能包括人脸抓拍、人脸抓拍加识别、人脸车结构化等，主芯片基于FPGA、SOC等。基于相机端算力有限的事实，专门研发适用于芯片的神经网络模型”DorefaNet”。于此同时，还采用”软件定义相机”的设计策略，对同一款相机，可通过加载不同的算法模型实现不同的功能，使智能相机具备了良好柔性，大大方便了相机的升级维护，可帮助用户实现不同阶段相机”一机多用”。
3)”云+端”，云端协同，进一步提升计算效率，同时大幅减低成本
除了实现计算前移，使监控相机智能化之外，旷视科技洞鉴人像系统还采用云端协同的方式，进一步提升了计算效率，同时大幅降低了单路硬件成本。
”端”指监控相机前端，通过AI芯片赋能可以在前端直接检测生成人脸抓拍图；”云”指后台的计算资源，通常加载有布控底库数据。旷视利用雄厚的研发实力，实现了云和端的协同。在”云”（服务器端）原创了”ResNet”神经网络模型，在”端”原创了适用于ARM系统的ShuffleNet以及适用于芯片的”DorefaNet”，并经过反复算法训练打磨，实现了”云”和”端”抽取的特征值可比较且保持高准确率。这样，就可实现在监控相机端抽取特征值，在传输时只实时传送特征值，后端服务器不必再搭载GPU卡解析抓拍图、抽取特征值，这样就真正做到了云端协同，单路硬件成本由此得以大幅降低。此项技术为业界首创，填补了国内和国际空白。
4)”端到端”，形成闭环解决方案，为用户创造更大业务价值
经过持续研发，旷视科技洞鉴人像系统已发展至第5代，产品功能更为丰富，领先于业界，形成了”端到端”闭环解决方案能力。第一个”端”不仅包括固定安装的智能相机，还包括可灵活机动使用的智能眼镜、智能抓拍识别盒、便携抓拍识别箱等，这些”端”采集的人像信息经过”云”计算比对，再把处理结果推送至第二个”端”–包括PC端、手机端、智能眼镜端等，供各级用户使用。
4.系统功能与子系统设计
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洞鉴人像卡口
人像卡口系统以人脸识别技术为支撑，涵盖人脸信息、视频信息、终端设施、人脸不空、预警分析等诸多要素，对接入视频进行信息结构化处理，并抽取人脸特征，实现与目标库的快速比对，识别重点人员，为公安”重点疑点目标早发现”、”维稳态势能预测”、”指挥处置快反应”对工作目标提供强有力的技术保障，全面提升公安抓捕追逃、反恐防暴、应急处突的反应能力和处置水平。该系统可广泛应用于公安刑侦、技侦、大型活动安保、国安、反恐以及交通、海关等诸多场景中。
综合卡口
-实时告警监控：过人抓拍与黑名单底库比中时，进行报警，可以查看报警详情。
-警用APP口对接：确认报警后，报警信息通过警用APP，实时发送到警员手机，快速实施抓捕。
-实时过人抓拍：支持对不同角度遮挡的人脸进行抓拍，遮挡方式应包括齐刘海遮挡眉毛、头发遮挡单眼、戴普通透明眼镜、戴黑框眼镜、戴墨镜、戴棒球帽、戴普通帽子、戴头戴式等，支持对同一张人脸进行去重处理。
-地图联动：产生报警的相机，在地图中可以快速锁定，可查看实时监控和现场环境照片。
-多属性识别：支持对性别、年龄、衣着颜色、运动方向、是否背包、是否打伞等属性的识别。
事中侦查
-历史报警查询：支持多属性查询及查询结果导出。
-过人检索：支持以图搜图和多属性搜索，对搜索出的可疑人员可进行一键布控，达到实时布控的效果，搜索结果支持批量导出。
事后研判
-落脚点分析：在海量数据库中，通过某活动记录情况，查找到可能的落脚点方便蹲守抓捕。
-轨迹分析：通过在抓拍正面人脸图片中确认目标人员身份，可在海量的抓拍人脸图片库中进行搜索，及时确认该目标人员的行为轨迹，支持刑侦干警采取进一步的行动。
-频次分析：可自定义异常行为模型，当启用异常行为数据研判模块时，系统将自动列出所有符合条件的人员列表，供公安人员进一步筛查。
-同行分析：用于查询与指定人物（特征）同时出现的重复度最高的人脸抓拍图，可以根据搜结果分析判断是否与其同伙。
-底库统计：统计底库中人像数量。
-战果统计：统计辖区取得的战果数量，统计结果均支持导出功能。
5.系统优势
1.快
基于核心的算法和高性能的计算单元，旷视的安防系统单机在1500万底库情况下，查询返回时间通常小于0.5秒（在1080P图像中进行目标检测和底库目标搜索的耗时通常不超过0.5秒，而针对单个目标的所有属性分析和特征提取不会超过0.05秒），同时系统支持任务堆叠，可线性缩短检索时间。此外，系统支持黑/白名单的自动报警功能，一旦发现目标可及时响应，自动报警。然而智能安防的”快”不只体现在报警的实时性，也体现在情指联动的作战环节。
2.准
系统支持高并发人脸检测以及全帧率检测和识别，7-10米焦距范围内的人脸检测率超过99.9%，同时针对单个目标，系统每秒可抓取20-25帧人像数据并自动提取质量最佳图片来与关联数据库进行比对。在旷视目前已经上线的地方项目中，系统报警的首位命中率达95%，前10位命中率为99%。
而精准的办案也为优化警力资源配置起到了积极的作用，传统警务不善于处理全时与实时的关系，存在平均使用警力的现象。而智能化的安防体系可能为公安提供可靠的情报和决策建议，根据警情监测和大数据调整不同警务区域和不同时段的警力配置，实现有针对性和时效性科学用警。
3.灵
在产品设计上，旷视科技端到端智能安防行业解决方案采用分层结构和开放式设计，能够与公安现有视频监控系统灵活对接。
而另一方面，从操作上看智能安防的系统也更为灵活。在社会综合治理中，人工智能可以让传统安防焕发新的生机。其中最有价值的一点就在于，通过智能感知和智能分析，算法可以让机器自动识别出监控画面中的人、车、物、案，并给这些特定事物贴上可视化的标签。干警在事后取证的过程中对目标检索时就会更简单，只需输入特征值就可以得到可靠的分析结果。
目前，旷视科技端到端智能安防行业解决方案已为全国32个省市公安机关提供人像识别和视频数据结构化能力，协助公安机关破获各类案件5000余起。
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