“科技奥运”是北京奥运会三大理念之一，让各种科技成就渗透到奥运会的每一个细节是科学家们不懈的追求。中国科学院自动化研究所基于自身学科优势，攻克关键技术难题，积极建议和承担面向奥运的重大科研项目，开创性地将完全自主知识产权、国际先进的“智能视频监控技术”和“人脸识别技术”成功运用于北京奥运会的安保工作中，保障了国家体育馆、奥林匹克中心区、奥林匹克公园等奥运场馆与场所的安全，显示出高科技保平安的独特魅力，为“平安奥运”做出了自己的贡献。

一、面向国家重大需求，践行“科技奥运”理念

2008北京奥运是中国和全世界人民的盛事，是奥运史上规模最大、规格最高的盛会。然而近年来，针对性的恐怖活动越来越多，这对2008北京奥运会的安保工作提出了更严苛的要求。如何高效、快速、准确的进行人员身份识别，及早发现可疑人员；如何对奥运场所与场馆进行全天候、实时监测，应对突发事件，采取预警安全措施，是实现平安奥运的关键技术难题。

面向奥运安保这一重大需求，自动化所结合自身在智能信息处理领域的学科积累与技术优势，为奥运安保工作提出了系统化解决方案。

早在2007年3月，自动化所“智能监控技术”就已成功运用于北京地铁13号线的智能视频监控，成功破获了电缆盗割案件。而自动化所“人脸识别技术”也已在世界上最大的通关点深圳得到运用，每天有60万人次进出，通关时间由最初的每名旅客过关约需13秒，提高到只需约6秒，识别率达到99%。这些技术积累让自动化所的科研人员们信心百倍，利用自身的学科优势，实现技术创新，保驾平安奥运，成为大家的共识。虽然奥运安保的技术需要与以往的系统不一样，但大家相信，凭借良好的技术基础，通过技术攻关，一定能研发出具有完全自主知识产权的、满足北京奥运安保工作需求的系统。

当自动化所的相关技术介绍和针对奥运安保的可行性方案呈现到北京市负责安全指挥的领导们面前时，他们对这些方案给予了高度评价。而更重要的是，自动化所的这些技术具有完全的中国自主知识产权，让大家可以放心使用。

二、层层攻关炼铸“火眼金睛”，“以貌取人”也能准确无误

虽然自动化所的技术在之前有很多成功运用的案例，但奥运会安保工作不仅向大家提出了更高的要求，而且有些技术的使用在奥运史上尚属首次，因此很多新问题摆在了科研人员面前。

“智能视频监控系统”在地铁13号线得到了成功运用，但与奥运场馆监控的行为监测模型却大大不同。地铁13号线运用时主要研究如何对物体行为进行检测、分类和识别，在计算机上建立了不同的识别模型，主要还是单个个体的行为或者少量物体的行为模型。奥林匹克公园的视频监控模型则需要建立大量的人聚集的行为模型。据有关部门按门票和参观券统计测算，自8月8日奥运会开幕到8月24日闭幕，在这个区域活动的人流每天平均为15万人次，最高峰达到了26万人次。如此高密度人流的监控对科研人员而言是一项新的挑战。

关于这个模型的建立，研究人员们进行了大量的研究。其中，最让他们头疼的问题是人群聚集模型的建立。此外还有大量人数统计问题的模型分析，他们首先需要大量的这类视频数据才能开展分析研究。为此，今年5月，研究团队派出多人，克服重重困难，分头到火车站、大学、广场等人多的场所进行视频图像的拍摄，获取分析资料和数据。经过两个月的努力，在7月底前，他们采用马赛克差分密度定义法成功完成了奥林匹克公园监控系统的人群拥挤度分析及预测模型。用户根据需要设置参数，屏幕上就会依据摄像头监控的人群密集度闪现绿、黄、红3种颜色。绿色是安全颜色，黄色为一般性预警，红色则启动应急预案。

在技术难题解决后，研究人员们又开始对实地应用调试和效果检测进行攻关。从每一个摄像头的摆放位置，到现场的系统调试，每一个细节都要求尽善尽美。为了保障系统的稳定运行和数据的可靠，设备进场后，课题组还专门派出技术人员全天值守。当系统任何一个场景与参数出现不对应时，技术人员都能及时发现并调整回来，确保实时监控系统不间断发挥作用。

将人脸识别高科技技术作为人员身份识别的智能化手段引入奥运安保在奥运史上尚属首次。不仅如此，自动化所的“人脸识别技术”虽已在深圳通关口岸使用，但通关时间最快只能达到6秒，而此次奥运主管单位北京市公安局要求开闭幕式识别系统必须保证准确，每次识别速度在1.5秒以内。这对研究所的人脸识别技术提出了最严峻的考验。

此外，人脸识别会受很多外部环境的制约，如光照、表情、年龄、配饰等，其中光照变化是最为关键的因素。传统的人脸识别技术在环境光照发生变化时，识别效果会急剧下降，难以满足实际应用需要。下午时段阳光对人脸识别的干扰最大，这也成为团队技术攻坚的主要部分。

经过长期研究探索，研究人员一方面将人脸识别技术与RFID射频卡技术进行集成创新；另一方面对核心算法进行调整，对产品的成像结构进行精心设计，为北京奥运研制出了高性能快速精确的人脸识别身份认证系统。该系统不仅克服阳光变化对数据采集带来的影响，提高了对光照变化的稳定性，使系统具备了傍晚阳光直射进摄像头时仍能有效识别的能力，而且成功实现了在1.0秒内迅速确认对方的身份，为北京奥运会开闭幕式定制了身份识别的第一道防线。

人脸识别不仅是我们日常生活必备功能，而且在公共安全和反恐领域有广泛的应用前景。基于奥运人脸识别技术，该团队又进一步研发了监控监控黑名人脸识别系统和大规模人脸数据查询系统，并在上海轨道交通和新疆维吾尔自治区公安厅特侦队实施使用。

三、科技利剑力保平安奥运，奥运平安彰显科技魅力

由于科研人员的努力，“智能视频监控技术”和“人脸识别技术”两套系统在奥运前期顺利通过验收，并在奥运会上成功运用，不仅为奥运安保工作提供了有力的技术支持，也为中国科技奥运和平安奥运作了很好的注脚。

在测试赛和奥运会开闭幕式上，人脸识别技术”系统准确地鉴别出数起冒用他人票证的事件。这不仅是具有完全自主知识产权的我国人脸识别系统在奥运会开幕式上的成功应用，同时也开创了人脸识别技术应用于奥运会的先河。

在奥运中心区，“智能监控系统”这双“鹰眼”在全天候地为奥运保驾护航，确保了奥运会及残奥会的顺利进行。