《公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)管理?xiàng)l例》（以下簡(jiǎn)稱《條例》）日前施行，對(duì)公共場(chǎng)所安裝視頻圖像采集設(shè)備做出規(guī)范，引發(fā)公眾關(guān)注。那么，圖像采集究竟是一種什么樣的科學(xué)技術(shù)？隨著AI運(yùn)用越來(lái)越廣泛，未來(lái)我們又將如何平衡技術(shù)安全與創(chuàng)新發(fā)展之間的關(guān)系？

圖像信息包括攝影和攝像兩大類

人類歷史得以延續(xù)，文明得以發(fā)展，是因?yàn)槿四苡梦淖趾蛨D像信息來(lái)記錄知識(shí)、創(chuàng)造和發(fā)明，并在此基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新。也就是說，文字語(yǔ)言和圖像是兩大信息源。

說到圖像信息，它的范圍其實(shí)很廣，包括攝影和攝像（視頻和電影、電視畫面）兩大類別。而視頻，可以說是脫胎于攝影。

攝影即通常所說的照相，是通過物體所反射的光線使感光介質(zhì)曝光的過程，由此留下人或物的靜態(tài)圖像。1826年，法國(guó)人尼埃普斯把涂有瀝青的金屬板置于暗箱中對(duì)著窗外的風(fēng)景，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)的曝光，成功拍攝了攝影史上第一張照片。尼埃普斯稱這種技術(shù)為日光蝕刻法。之后他的合伙人、法國(guó)畫家達(dá)蓋爾發(fā)明了銀版攝影法（又稱達(dá)蓋爾攝影法），1839年被法國(guó)政府買下專利權(quán)，并宣告攝影術(shù)誕生。

到了1878年，英國(guó)攝影師埃德沃德·邁布里奇借助24臺(tái)相機(jī)，連續(xù)拍攝了24張馬飛奔的照片，再把這些照片放到一個(gè)在光源前旋轉(zhuǎn)的玻璃盤上，制作了人類歷史上第一部電影（視頻）《騎手和奔馬》。同一時(shí)期，發(fā)明家愛迪生在留聲機(jī)上，錄下了自己朗讀的《瑪麗有只小羊羔》歌詞，短短數(shù)秒的聲音，成就了人類歷史上第一條音頻。自此，人類社會(huì)進(jìn)入音視頻時(shí)代。

現(xiàn)代意義上的視頻，確切地說是在電視的基礎(chǔ)上，經(jīng)過數(shù)字技術(shù)和AI的改善和革新所形成的。視頻技術(shù)最早是從陰極射線管的電視系統(tǒng)建立起來(lái)的，之后新顯示技術(shù)的發(fā)明，使視頻技術(shù)范疇擴(kuò)大，并且過渡到數(shù)字圖像格式，包括超高清電視（UHD）、數(shù) 字 多 功 能 光 盤（DVD）、藍(lán) 光 光 碟（Blu-ray）、MP4和模擬信號(hào)磁帶等，因此，視頻可以通過不同的介質(zhì)來(lái)記錄和傳播。

今天的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)除了使用磁帶，也使用硬盤和閃存卡等其他載體，同時(shí)可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入云數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、保管、提取和回放。比如，現(xiàn)在廣泛安裝的視頻圖像采集設(shè)備，就是使用視頻拍攝設(shè)備（如攝像頭）把光學(xué)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)和數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行存儲(chǔ)、傳輸、發(fā)送和回放。

圖像采集歷經(jīng)4次技術(shù)迭代

在本質(zhì)上，圖像信息采集是將真實(shí)世界的圖像轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以理解和處理的數(shù)字格式的過程?，F(xiàn)在常用的圖像采集設(shè)備包括攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、掃描儀和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備等。

針對(duì)公共安全領(lǐng)域的圖像信息采集設(shè)備，大量應(yīng)用的是攝像頭，它雖然屬于相機(jī)的一種，但是具有視頻攝影/傳播和靜態(tài)圖像捕捉等基本功能。攝像頭借由鏡頭采集人或物的動(dòng)態(tài)圖像（視頻）后，由其內(nèi)部的感光組件電路及控制組件對(duì)圖像進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換成電腦能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再輸入電腦由軟件進(jìn)行圖像還原。由攝像頭獲取的視頻圖像也可以傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)或云端保存，以供后續(xù)查看。

可以獲得人、物的動(dòng)態(tài)畫面的攝像頭和視頻圖像信息采集技術(shù)，是在20世紀(jì)70年代初進(jìn)入中國(guó)的，最初用作取證、保障城市和家中安全。其中，負(fù)責(zé)維護(hù)公共安全的視頻圖像信息系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)主要經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展時(shí)期。

第一個(gè)時(shí)期是模擬監(jiān)控。這種技術(shù)源于模擬閉路電視，由攝像機(jī)通過視頻線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接到監(jiān)視器進(jìn)行視頻監(jiān)控，主要靠眼和手控制，沒有視頻存儲(chǔ)。之后，發(fā)展為視頻源-傳輸-控制切換-存儲(chǔ)-顯示的完整系統(tǒng)，稱為模擬閉路電視（CCTV）監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由前端設(shè)備和監(jiān)控中心組成，前端設(shè)備包括攝像機(jī)、云臺(tái)、解碼器等，監(jiān)控中心設(shè)備有監(jiān)視器（電視墻）、視頻分割器、切換矩陣、控制鍵盤、盒式錄像（VCR）等。這兩部分的設(shè)備由視頻線、控制線纜等連接。

第二個(gè)時(shí)期是模數(shù)結(jié)合監(jiān)控。從20世紀(jì)90年代起，計(jì)算機(jī)視頻編解碼技術(shù)快速發(fā)展，出現(xiàn)了DVR（數(shù)字硬盤錄像機(jī)），實(shí)現(xiàn)了圖像編解碼、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)訪問等多種功能。通過DVR，可將模擬視頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行壓縮編碼，實(shí)現(xiàn)了視頻的數(shù)字化存儲(chǔ)。DVR很快取代VCR成為監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部分，促成了“模數(shù)結(jié)合”。

第三個(gè)時(shí)期是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。進(jìn)入新世紀(jì)，隨著全國(guó)“平安城市”和“科技強(qiáng)警示范城市”建設(shè)的啟動(dòng)，需要新的安防系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)一指揮、多級(jí)聯(lián)網(wǎng)、分布式管理、多點(diǎn)監(jiān)控”，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控開始發(fā)揮作用。IT（信息技術(shù)）的迅速發(fā)展形成了成熟的聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)集中，改善了以IT建構(gòu)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。其中最關(guān)鍵的是，這種技術(shù)將IP網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)引入安防視頻監(jiān)控，替換了原先的模擬交換，具備了大規(guī)模視頻監(jiān)控的聯(lián)網(wǎng)能力。

當(dāng)前，我國(guó)公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到智能監(jiān)控的階段。在圖形處理器（GPU）、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI識(shí)別和追蹤等技術(shù)的支持下，安防視頻監(jiān)控由聯(lián)網(wǎng)、高清化向智能分析轉(zhuǎn)變。通過AI和大數(shù)據(jù)等，可以對(duì)大量人、車、物的行為關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并且分析時(shí)空關(guān)系（時(shí)間和位置），有助于刑偵線索分析、案件規(guī)律分析、社會(huì)輿情分析、金融詐騙分析、公共交通優(yōu)化等。未來(lái)，公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)還會(huì)利用AI進(jìn)行深層次的邏輯分析，如人員可疑行為分析。

保護(hù)與反噬是新技術(shù)的一體兩面

盡管公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)有利于保護(hù)公眾安全和維護(hù)社會(huì)秩序，但是使用不當(dāng)會(huì)有反噬作用。意識(shí)到這一點(diǎn)，《條例》規(guī)定了私密場(chǎng)所不得安裝視頻圖像采集設(shè)備及相關(guān)設(shè)施，以更好地保護(hù)公民個(gè)人隱私。除了暴露隱私之外，視頻圖像信息采集的反噬還可能引發(fā)社會(huì)混亂、倫理問題和違法犯罪。

首先，視頻圖像信息系統(tǒng)可能會(huì)出錯(cuò)。

一方面，攝像頭的攝像有交錯(cuò)(隔行)掃描與循序（逐行）掃描兩種方式來(lái)發(fā)送圖像。交錯(cuò)掃描是以前技術(shù)不發(fā)達(dá)，網(wǎng)絡(luò)帶寬較低時(shí)用來(lái)改善畫質(zhì)的方法；循序掃描是指每次畫面更新時(shí)都會(huì)刷新所有的掃描線，雖占據(jù)更多帶寬，但可減少畫面的閃爍與扭曲。這兩種方式都可以通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸，卻不能保證畫面的完全清晰和對(duì)個(gè)體的準(zhǔn)確識(shí)別。此外，攝像的長(zhǎng)寬比例、色彩、像素、畫面質(zhì)量等也會(huì)影響視頻圖像質(zhì)量，導(dǎo)致錯(cuò)誤辨識(shí)。

另一方面，視頻圖像信息系統(tǒng)獲取人像后進(jìn)行的識(shí)別技術(shù)存在缺陷。目前，人臉識(shí)別是基于數(shù)學(xué)計(jì)算和模型以及機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行識(shí)別，可根據(jù)人臉五官輪廓位置的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，如眼虹膜、鼻翼、嘴角等的大小、位置、距離等屬性，計(jì)算出它們的幾何特征量，然后由這些特征量形成某一面像的描述特征，再將已檢測(cè)到的待識(shí)別人臉與數(shù)據(jù)庫(kù)中已知人臉進(jìn)行比較匹配，從而得出結(jié)果。常用的人臉識(shí)別算法有3種：基于幾何特征的識(shí)別算法、基于特征子空間（特征臉）的識(shí)別算法、基于模板匹配的人臉識(shí)別算法。只是這些識(shí)別算法各有缺陷，因此可能出現(xiàn)或大或小的錯(cuò)誤。依靠數(shù)學(xué)模型和機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行個(gè)體識(shí)別，與人腦識(shí)別個(gè)體有很大差異，需要結(jié)合起來(lái)使用。當(dāng)然，最準(zhǔn)確的個(gè)體識(shí)別應(yīng)當(dāng)是采用多種身份識(shí)別辦法，除了人臉識(shí)別，還需進(jìn)行DNA檢測(cè)等。

還有一個(gè)問題是，如今基于視頻圖像信息系統(tǒng)而進(jìn)行的人臉識(shí)別會(huì)因?yàn)槊娌扛淖兒腿藗儾捎玫姆N種物理手段而導(dǎo)致識(shí)別錯(cuò)誤，如臉部毛發(fā)多少或長(zhǎng)短變化、使用化妝品、光照條件影響、噪聲（在視頻壓縮過程中，噪聲會(huì)導(dǎo)致壓縮算法產(chǎn)生較大失真，還會(huì)混淆圖像中的細(xì)節(jié)和邊緣，造成圖像不太清晰）干擾、人臉角度傾斜、遮擋面部特征（戴帽子、圍巾或面罩）等。關(guān)于這一點(diǎn)，有事實(shí)證明。2018年7月，美國(guó)一個(gè)機(jī)構(gòu)測(cè)試了亞馬遜的人臉識(shí)別系統(tǒng)Rekognition API（一種視頻圖像信息系統(tǒng)），掃描了535位國(guó)會(huì)議員的面部照片，然后用來(lái)對(duì)照25000張公開的罪犯面部照片，結(jié)果有28位議員被識(shí)別為“罪犯”。盡管亞馬遜方面將此次失誤歸因于校準(zhǔn)不良，但這種大比例的錯(cuò)誤率（5.2%）仍招來(lái)廣泛關(guān)注和質(zhì)疑。該機(jī)構(gòu)指出，鑒于一個(gè)識(shí)別系統(tǒng)無(wú)論準(zhǔn)確與否，都有可能剝奪人的自由乃至生命，呼吁國(guó)會(huì)認(rèn)真對(duì)待這種威脅，并頒布暫停執(zhí)法人員使用人臉識(shí)別的法令。

其次，視頻圖像信息系統(tǒng)采集的圖像可能會(huì)被犯罪活動(dòng)利用，尤其是深度偽造軟件Deep Fake的出現(xiàn)，導(dǎo)致了大量騙局。基于這一點(diǎn)，國(guó)外有的城市已經(jīng)開始禁用人臉識(shí)別系統(tǒng)，初衷是為了防止視頻圖像信息系統(tǒng)濫用人臉信息采集功能。社交網(wǎng)絡(luò)公司Meta在2021年關(guān)閉了人臉識(shí)別系統(tǒng)，并刪除了超過10億用戶的面部掃描數(shù)據(jù)。國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司（IBM）也因類似的擔(dān)憂，停止提供人臉識(shí)別技術(shù)。

人工智能該不該用于大規(guī)模監(jiān)控

視頻圖像信息系統(tǒng)如同很多探索中的科學(xué)技術(shù)一樣，是把雙刃劍。因此，它需要在科學(xué)管理下，避免技術(shù)的無(wú)序“放飛”，尤其是在人工智能快速發(fā)展的當(dāng)下，公共安全領(lǐng)域更需對(duì)之持謹(jǐn)慎態(tài)度。

2021年11月，193個(gè)聯(lián)合國(guó)成員國(guó)通過了教科文組織制定的有史以來(lái)第一份全球人工智能倫理標(biāo)準(zhǔn)《人工智能倫理問題建議書》，要點(diǎn)主要有兩個(gè)：1.在國(guó)家或國(guó)際層面建立適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)保護(hù)框架和治理機(jī)制，將其置于司法系統(tǒng)保護(hù)之下，并在人工智能系統(tǒng)的整個(gè)生命周期內(nèi)予以保障；2.禁止人工智能進(jìn)行社會(huì)評(píng)分和大規(guī)模監(jiān)控。而視頻圖像信息系統(tǒng)正好就屬于這類監(jiān)控技術(shù)，若人工智能失控，對(duì)于人權(quán)侵犯的后果將難以想象。基于這份建議書的內(nèi)容，現(xiàn)在無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，人工智能運(yùn)用的一個(gè)基本原則是，能不使用人臉識(shí)別的就不使用，一是人臉識(shí)別不一定準(zhǔn)確，二是人臉信息可能通過各種方式流失于網(wǎng)絡(luò)，造成隱私泄露和欺詐。

近幾年，人工智能技術(shù)獲得突破性進(jìn)展，人們對(duì)于它在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也更加慎重。2024年2月5日，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)（GSMA）、聯(lián)想、LG AI研發(fā)、微軟、摩托羅拉等全球8大科技公司與聯(lián)合國(guó)簽署了一項(xiàng)具有開創(chuàng)性的協(xié)議，即在設(shè)計(jì)和使用人工智能系統(tǒng)時(shí)，將結(jié)合《人工智能倫理問題建議書》中有關(guān)AI倫理的價(jià)值觀和原則。

此次我國(guó)頒布的《條例》明確了隱私保護(hù)的規(guī)定，在圖像信息采集維護(hù)公共安全與保護(hù)個(gè)人隱私之間劃了一條紅線，限定了一些不可安裝圖像采集設(shè)備的場(chǎng)所，如旅館、飯店、賓館、招待所、民宿等經(jīng)營(yíng)接待食宿場(chǎng)所的客房或者包間內(nèi)部；學(xué)生宿舍的房間內(nèi)部；公共的浴室、衛(wèi)生間、更衣室、哺乳室、試衣間的內(nèi)部等。這與《人工智能倫理問題建議書》中的倫理原則相吻合。

客觀地看，人工智能和圖像信息采集技術(shù)“搭檔”的應(yīng)用場(chǎng)景其實(shí)很廣闊。若二者能良好配合，將有利于推動(dòng)公共安全事后治理模式向事前預(yù)防模式轉(zhuǎn)變。比如，人工智能對(duì)從危險(xiǎn)突發(fā)事件中獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)智能對(duì)比分析，獲得“經(jīng)驗(yàn)”，此后便可提前有效預(yù)測(cè)危險(xiǎn)事件的發(fā)生，為人們應(yīng)對(duì)突發(fā)事件爭(zhēng)取更多時(shí)間。另外，交通運(yùn)輸也是一個(gè)極具發(fā)展前景的應(yīng)用領(lǐng)域。比如，在基于歷史車禍數(shù)據(jù)、道路地圖、圖像信息采集甚至衛(wèi)星圖像的基礎(chǔ)上，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)建立模型，可以預(yù)測(cè)高分辨率的車禍風(fēng)險(xiǎn)地圖，以確定高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

歸根結(jié)底，這些都是科學(xué)技術(shù)發(fā)展如何與社會(huì)倫理和法律兼容的極為重要的本質(zhì)問題。在信息和AI時(shí)代，更需要促進(jìn)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)兼容，來(lái)實(shí)現(xiàn)既保護(hù)人，又不傷害人的愿景。