Bài toán lớn về xuất nhập cảnh và nâng cao năng lực quản lý biên giới

Thời gian gần đây, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ hiện đại nhằm nâng cao năng lực quản lý biên giới và xuất nhập cảnh được Chính phủ, Quân ủy Trung ương, Bộ Quốc phòng đặc biệt quan tâm và đầu tư. Tại các cửa khẩu biên giới do Bộ Tư lệnh Bộ đội Biên phòng Việt Nam quản lý, nghiệp vụ giám sát xuất nhập cảnh đang gặp nhiều khó khăn trong việc xác định các đối tượng nghi vấn trong danh sách cấm xuất/nhập cảnh. Nguyên nhân là do việc kiểm tra, so khớp hình ảnh trên giấy tờ tùy thân với đối tượng vẫn theo phương pháp thủ công, chưa có sự hỗ trợ của công nghệ nên độ chính xác không cao. Bên cạnh đó, số lượng đối tượng trong danh sách cấm xuất nhập cảnh lớn, được cập nhật thường xuyên… nên chưa có giải pháp hiệu quả để rút ngắn thời gian thời gian thực hiện nghiệp vụ. Đồng thời, đối với các lực lượng chức năng làm việc tại các vị trí không có camera an ninh, việc nhận dạng bằng các công nghệ sinh trắc học như nhận dạng khuôn mặt không thể thực hiện được.

Trong những năm qua, do hạn chế về công nghệ chế tạo thiết bị phần cứng, chưa có nhiều nghiên cứu chất lượng, chuyên sâu về nhận dạng ảnh mặt người, vì vậy vẫn chưa xây dựng được các sản phẩm đáp ứng được các yêu cầu về thời gian xử lý và độ chính xác nhận dạng để có thể áp dụng thực tế trong bài toán kiểm soát an ninh xuất nhập cảnh. Trong bối cảnh đó, “Nghiên cứu xây dựng hệ thống giám sát an ninh sử dụng công nghệ nhận dạng mặt người phục vụ công tác quản lý biên giới và xuất nhập cảnh” được nỗ lực thực hiện nhằm tạo ra một phần mềm có khả năng ứng dụng trong thực tế nhằm giải quyết triệt để những vấn đề bất cập nêu trên. Được triển khai từ năm 2019, đây là nhiệm vụ KHCN cấp quốc gia thuộc Chương trình hợp tác nghiên cứu song phương và đa phương do các nhà khoa học của Học viện Kỹ thuật Quân sự phối hợp với công ty JAMS (Japan Microsystems) - Công ty công nghệ hàng đầu của Nhật Bản - để nghiên cứu, hoàn thiện hệ thống giám sát an ninh sử dụng công nghệ nhận dạng mặt người phục vụ công tác quản lý biên giới và xuất nhập cảnh.

Theo khảo sát thực tế, các đội tuần tra của Bộ đội Biên phòng thường xuyên có nhu cầu kiểm tra các đối tượng khả nghi tại những khu vực có địa hình phức tạp, cách xa các cửa khẩu. Khi đó, các thiết bị cơ động cầm tay có khả năng hỗ trợ nhận dạng các đối tượng sẽ giúp tăng cường hiệu quả công tác tuần tra. Do đó, việc nghiên cứu, sản xuất thiết bị chuyên dụng với thuật toán xử lý ảnh mặt người và thuật toán tìm kiếm song song trong cơ sở dữ liệu là rất cần thiết để tốc độ xử lý và độ chính xác nhận dạng của hệ thống đáp ứng các nhu cầu của thực tiễn.

Để nhiệm vụ nghiên cứu đạt hiệu quả cao nhất, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với JAMS đề xuất kiến trúc tổng thể của hệ thống giám sát an ninh tại các cửa khẩu và xây dựng các module phần mềm phát hiện đối tượng trên hai nền tảng: máy tính cá nhân và thiết bị di động tích hợp với máy tính nhúng JFace.

Rút ngắn thời gian, nâng cao độ chính xác nhận diện đối tượng xuất nhập cảnh

Nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện phần cứng của hệ thống giám sát an ninh sử dụng công nghệ nhận dạng ảnh mặt người Jface, gồm: Thiết bị tính toán trên nền hệ thống nhúng cho phép hệ thống nhận dạng ảnh tại máy chủ; tích hợp API Server và thiết bị Jface. Phần mềm hệ thống giám sát an ninh sử dụng công nghệ nhận dạng ảnh mặt người JFace, bao gồm: Phân hệ nhận dạng ảnh mặt người hỗ trợ phát hiện đối tượng trong danh sách theo dõi khi làm thủ tục xuất nhập cảnh; phân hệ hỗ trợ phát hiện giấy tờ tùy thân giả sử dụng so khớp ảnh mặt người; phân hệ hỗ trợ phát hiện đối tượng trong danh sách nghi vấn tại cửa khẩu, tại các vị trí trinh sát dọc biên giới, vị trí xa đồn biên phòng;  phân hệ hỗ trợ phát hiện tự động đối tượng trong danh sách nghi vấn dựa vào ảnh thu thập được từ các camera công cộng.

Hệ thống đã được đánh giá chất lượng tại phòng thí nghiệm và thực địa tại cửa khẩu với hai độ đo là: Độ chính xác trong nhận dạng (acc) và tỉ lệ cảnh báo nhầm (FAR). Đối với phòng thí nghiệm, kết quả đánh giá cho thấy, hệ thống nhận dạng ảnh mặt người hỗ trợ phát hiện đối tượng trong danh sách theo dõi khi làm thủ tục xuất nhập cảnh có độ chính xác đạt đến 99%, tỉ lệ cảnh báo nhầm dưới 4%. Phát hiện giấy tờ tùy thân giả sử dụng so khớp ảnh mặt người; phát hiện đối tượng trong danh sách nghi vấn tại cửa khẩu, tại các vị trí trinh sát dọc biên giới, vị trí xa đồn biên phòng; phát hiện tự động đối tượng trong danh sách nghi vấn dựa vào ảnh thu thập được từ các camera công cộng, có độ chính xác đạt từ 80%. Bên cạnh đó, thời gian nhận dạng trung bình của máy chủ là 0,64 giây.

Hệ thống giám sát an ninh sử dụng công nghệ nhận dạng mặt người phục vụ công tác quản lý biên giới và xuất nhập cảnh đã được triển khai thử nghiệm tại Cửa khẩu Hữu nghị Lạng Sơn và cửa khẩu Quốc tế Lào Cai để đánh giá độ chính xác, hiệu năng và mức độ phù hợp so với quy trình thực tế.

Theo đánh giá của nhiều chuyên gia, hệ thống giám sát an ninh sử dụng công nghệ nhận dạng mặt người khi đưa vào vận hành trong thực tế có thể nâng cao độ chính xác phát hiện các đối tượng khả nghi trong công tác quản lý xuất nhập cảnh, góp phần nâng cao năng lực nghiệp vụ xuất nhập cảnh tại các cửa khẩu và bảo đảm an ninh quốc gia. Ngoài ra, hệ thống cũng có thể ứng dụng tại Bộ Công an trong phát hiện nhanh các đối tượng truy nã, đối tượng tình nghi tại các khu vực công cộng như nhà ga, sân bay, bến xe,…

Kết quả đề tài đã khẳng định năng lực nghiên cứu và ứng dụng của các nhà khoa học thuộc Học viện Kỹ thuật trong hợp tác nghiên cứu chuyển giao công nghệ đối với các đối tác lớn trên thế giới.