人脸抓拍识别系统技术方案Word文件下载.docx

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6、系统操作简便、人机界面友好，易于保护。

7、多目标系统对地铁出入口的广场进行一个全局的监控和细节目标的检测跟踪。

8、人群密度统计，对广场区域人群密度进行分析统计，已4种颜色表示密度，但密度超过设定值，当即进行报警。

三、应用处景

目前本系统要紧应用在以下几个方面：

⏹地铁站、机场、车站、高速路收费站、城中村、小区等重要的出入口；

⏹公路卡口点、社区、景区、工业园区、政府、军队等场所；

四、系统设计

4.1概述

系统是我司自主开发设计的新一代智能卡口系统，同时具有车辆监控治理和人员监控治理功能。

它融合了多项专利技术，融合先进的运算机视觉技术、高清视频图像处置和神经网络等关键技术于一体，结合网络和自动操纵技术，利用高清楚一体摄像机做检测传感器，对进入镜头的过往车辆、人员进行实时抓拍，摄像机内置软件进行分析处置。

它既可进行本地独立工作，也可联网组成一个壮大的安防系统。

同时结合多目标系统和人群密度统计分析系统，对广场区域进行一个全覆盖的监控和对人群密度的分析统计。

4.2技术特点

4.2.1技术概要

Ø

系统结构简练，高度集成化，前端高清一体摄像机搜集车辆、人脸图片；

摄像机内置软件完成份析、识别，具有高度集成性，有效降低利用与保护本钱。

可针对性全捕捉机动车、人像，实现过往目标的全面管控。

夜间智能补光，白天无逆光，全天候清楚成像。

号牌识别平均有效率，在车牌图像知足国标要求120像素—180像素的情形下，识别率可达到95%。

识别车牌大小范围可达到70像素到250像素；

识别车牌亮度、对照度动态范围大。

人脸抓拍大小范围可达到80像素到500像素。

准确率高达92%。

领先的倾斜车牌识别技术，支持识别车牌必然程度的倾斜，倾斜30°

之内。

系统具有高清录像功能，录像的帧率30Fps/秒。

4.2.2人脸抓拍技术

人脸检测是指关于任意一幅给定的图像，采纳必然的策略对其进行搜索以确信其中是不是含有人脸，若是是那么返回人脸的位置、大小和姿态。

人脸抓拍的实现需要人脸检测算法作为支撑，判定图像中是不是存在人脸。

这一项技术最初伴随人脸识别的研究而慢慢进展。

人脸检测是人脸识别智能系统中超级重要的一个环节，只有第一保证人脸抓拍图像的高效率、高质量，才能在人脸识别系统中做好良好铺垫。

在其他领域也能够用来作为辅助手腕，例如，公安机关案件侦查、监控系统辅助抓拍等。

人脸检测是一个复杂的具有挑战性的模式检测问题，其要紧的难点有两方面，一方面是由于人脸内在的转变所引发：

人脸具有相当复杂的细节转变，不同的外貌如脸形、肤色等，不同的表情如眼、嘴的开与闭等；

人脸的遮挡，如眼镜、头发和头部饰物和其他外部物体等；

另外一方面由于外在条件转变所引发：

由于成像角度的不同造成人脸的多姿态，如平面内旋转、深度旋转和上下旋转，其中深度旋转阻碍较大；

光照的阻碍，如图像中的亮度、对照度的转变和阴影等。

图像的成像条件，如摄像设备的焦距、成像距离，图像取得的途径等等。

这些困难都为解决人脸问题造成了难度。

若是能找到一些相关的算法并能在应用进程中达到实时，将为成功构造出具有实际应用价值的人脸检测与跟踪系统提供保证。

国外对人脸检测问题的研究很多，比较闻名的有MIT,CMU等；

国内的清华大学、中科院计算所和自动化所、南京理工大学、北京工业大学等都有人员从事人脸检测相关的研究。

而且，MPEG7标准组织已经成立了人脸识别草案小组，人脸检测算法也是一项征集的内容。

随着人脸检测研究的深切，国际上发表的有关论文数量也大幅度增加，如IEEE的FG、ICIP\CVPR等重要国际会议上每一年都有大量关于人脸检测的论文，占有关人脸研究论文的1/3之多。

由此能够看到世界对人脸检测技术的重视。

人脸检测算法种类较多，目前国内经常使用的人脸检测算法，总的来讲要紧有子空间法（PCA、ICA）、神经网络法、SVM、haar/hog/LBP+AdaBoost方式，并将该方式用于其他方面的检测，比如多视角的人脸检测,以上研究代表了目前人脸检测研究的最高水平。

但经常使用的这些算法要紧包括检测速度较慢和鲁棒性差易受环境转变而检测成效较差等缺点，而难以专门好的应用于实际的系统当中。

目前，咱们采纳的是最新的检测技术，归一化像素差分法（NormalizedPixelDifference）或NPD，其特点公式如下：

该方式特点描述相对简单，计算复杂度也比其他算法低很多，在检测成效和检测速度上是其他算法无法比及的。

目前算法通过对大量正负样本进行特点提取、机械学习而实现，关于实际应用处景中人脸偏转角度小于30°

之内的人脸都能准确快速的检测，咱们通过对200万包括正负样本的测试样本集进行查验，其中FRR（漏检率）能够达到0.01%（万级别），FAR（误检率）能够达到0.001%（十万级别），关于大小为640*480的图片，检测平均速度能够达到70ms，在国内处于顶尖水平。

4.2.3人脸识别技术

人脸识别，是基于人的脸部特点信息进行身份识别的一种生物识别技术。

用摄像机或摄像头搜集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、脸部识别。

人脸与人体的其它生物特点（指纹、虹膜等）一样与生俱来，它的唯一性和不易被复制的良好特性为身份辨别提供了必要的前提，与其它类型的生物识别比较人脸识别具有如下特点：

非强制性：

用户不需要专门配合人脸搜集设备，几乎能够在无心识的状态下就可获取人脸图像，如此的取样方式没有“强制性”；

非接触性：

用户不需要和设备直接接触就能够获取人脸图像；

并发性：

在实际应用处景下能够进行多个人脸的分拣、判定及识别；

除此之外，还符合视觉特性：

“以貌识人”的特性，和操作简单、结果直观、隐蔽性好等特点。

人脸特点点提取是指对给定且已经对齐的人脸图片自动的计算出通过抽象且带有类别区分性和类间区分性的特点。

人脸特点的好坏是整个人脸识别中最重要因素。

相似性计算是指计算数据库中模板人脸与当前抓怕人脸的距离，取必然阈值的距离来作为判定同一个人的依据。

人脸对齐是指通过给定的人脸区域自动的计算出人眼睛，鼻子，嘴巴和脸部轮廓的位置，计算出人脸偏转的角度然后自动的把人脸矫正到正脸位置。

人脸对齐的准确性是阻碍人脸比对成功率的一个重要因子。

咱们利用了基于深度学习的人脸识别算法，整个训练集达到10万人次共计800万训练样本。

在LFW人脸识别数据库上，实现了 

99.2% 

以上国内顶尖的准确率。

4.3系统结构

4.3.1系统组网

系统由前端信息搜集抓拍子系统、网络传输子系统和后端平台组成。

实现对通行车辆信息的搜集、传输、处置、分析与集中治理，亦实现对过往行人的人像搜集、处置、分析等。

（1）前端信息搜集抓拍子系统

前端摄像机实现对车辆、人像综合信息的搜集，包括车辆特点照片、车牌号码与颜色、车身颜色、过往人像脸部特点等。

摄像机内置软件完成图片信息识别、据缓存和网传等功能。

工控主机用作数据存储。

（2）网络传输子系统

完成系统数据信息的传输与互换。

可通过FTP方式将车辆图片、人脸图片、车辆行人通过信息（时刻、地址、车牌号码、车身颜色等）、设备监测数据等上传到中心治理系统。

（3）后端平台

完成数据信息的接入、比对、记录、分析与共享，亦可实现查询统计功能。

由效劳器安装平台软件模块组成，包括：

数据库效劳器、治理效劳器、应用效劳器、Web效劳器和时钟效劳器，图片通过视频存储效劳器进行集中存储。

其中，数据库效劳器安装数据库软件保留系统各类数据信息；

治理效劳器安装治理模块负责系统综合治理；

应用效劳器安装应用途理模块负责数据处置、布控、比对、报警转发、上下级通信等；

Web效劳器安装WebServer负责向B/S用户提供访问效劳；

时钟效劳器安装GPS加NTP校时软件负责全网设备统一校时。

4.4人像系统功能

4.4.1人脸检测抓拍

在人行通道出入口架设人脸抓拍一体化摄像机，前端摄像机对通过监测区域的过往行人会自动抓拍一张人像，并会通过自主制定的优选策略选择角度最正确、图像最清楚的人脸而且截取标准人像。

同时人像信息会写入关联数据库。

人像抓拍准确率高达95%。

4.4.4自动识别性别

前端摄像机对通过监测区域的过往行人抓拍人像后，内置识别软件可自动识别男女性别，并将识别结果通过网络发送至后端平台。

4.4.5图像记录防窜改功能

系统在前端摄像机对图片进行水印加密，也确实是从数据的源头加密，避免在传输、存储、处置等进程中被人为修改，断绝了数据窜改的可能性。

图片通过网络传输到中心治理效劳器，中心治理软件自动对每一张图片进行水印验证，以保证数据的平安性和真实性。

4.4.6高清录像功能

系统在支持抓拍高分辨率图片的同时，能实现24小时高清视频录像功能，分辨率不低于1920*1080。

视频和人像、车辆信息关联，能够通过视频检索到人像和车辆图片，也能够通过人像和车辆检索到视频。

4.4.7数据存储功能

系统搜集的车辆图片、人脸图片、高清录像等数据支持前端存储和中心集中存储。

前端存储设备包括抓拍照像机内置的SD卡和智能终端治理设备内置的大容量硬盘，系统在前端即可实现数据的备份存储功能。

中心存储是将数据保留在位于后端中心的集中存储系统，如大容量磁盘阵列等。

4.4.8数据FTP传输与断点续传功能

系统支持多种方式的数据传输：

可通过FTP方式将车辆图片、人脸图片、车辆行人通过信息（时刻、地址、车牌号码、车身颜色等）、设备监测数据等上传到中心治理系统；

也可在中心通过网络挪用或下载操控前端设备存储的数据。

系统支持数据的断点续传：

如因网络中断或其它故障，数据无法上传至治理中心时，可临时将数据存储在前端，待网络恢复后前端存储设备自动上传网络中断期间的数据至治理中心。

4.4.9远程系统治理保护功能

系统具有故障自动检测功能，能通过软硬件自动检测系统故障并恢复正常工作。

具有断电自动重启动、自动侦错报错、自动监测要紧设备和要紧运行软件的工作状态等功能。

系统具有权限治理功能，能够对不同对象分派不同类型的利用权限。

系统具有日记记录功能。

可记录要紧设备、网络状态和要紧运行软件的工作日记，还能记录设备或网络状态改变（重启、或从头连接）、要紧软件发生重启或故障等事件日记。

系统具有主动校时功能，24h内设备的计时误差不超过1.0s。

系统具有远程保护及参数的设置等功能。

五、后端治理平台

5.1系统框架

后端治理平台中心业务处置框架图如下，数据之前端接收进来后别离由以下效劳器进行处置，然后经由客户端进行最终的操作：

5.2后端效劳器简介

1）视频存储效劳器

前端高清摄像码流通过数字网络传输，在视频监控平台软件的治理下，直接传输至视频网络存储效劳器；

视频网络存储效劳器内置第三方流媒体模块和录像模块，实现前端摄像机的直写录像存储模式。

同时视频网络存储效劳器支持内置第三方回放模块，能够接收阅读客户端的回放指令并检索历史视频，然后通过以太网络发送给客户端回放。

2）数据接收效劳器

接收前端设备发送回来的车牌号码、人像数据和图片，保留到数据库中。

3）比对效劳器

当中心系统的数据接收效劳器收到各个监控点发送回来的车辆车牌号码及人像后，实时地将数据进行融合存入比对效劳器中，自动进行比对报警。

若是比对符合，那么向客户端发送报警信息。

4）智能分析效劳器

实时视频分析：

系统前端视频分析主机即可对多目标智能跟踪系统前端设备搜集的图像进行智能分析，当某些监控点是一般监控设备，本系统后端治理平台亦可支持对一般当中心系统的数据接收效劳器收到各个监控点发送回来的数据后，实时地将数据进行融合存入智能分析效劳器中，智能分析效劳器会对监控数据进行分析，能自动分析出各类异样行为，包括非法闯入禁区检测、异样奔跑检测、非法逆行检测、物品遗留检测、行为骤变检测、倒地检测、打架斗殴、人群非法聚集等，如分析出行为类型，将会将结果向客户端发出报警信息。

回放视频分析：

系统支持对原始视频进行浓缩，实现快速的录像检索回放。

通过设置浓缩规那么，智能分析如禁区入侵、通过绊线、人脸显现等行为，对原始视频进行浓缩，并生成事件。

知足设定规那么的视频保留，没有发生事件的视频剔除。

并支持视频浓缩播放，对发生了制定规那么事件的视频正常播放，对没有发生事件的视频快速播放，具体的播放速度能够定制。

5）客户端

显示效劳器传回的数据处置结果，并进行操作。

5.3客户端功能介绍

5.3.1功能架构

5.3.2客户端要紧功能介绍

5.3.2.1视频播放

系统支持播放前端传回的实时视频，也可支持回放任意时刻段、任意地址的视频。

并可依照不同的检索方式搜索视频。

能够按分类选择只有车、只有人、有车又有人的方式查看视频记录

5.3.2.2历史视频查询

系统支持查询历史视频。

可选择历史视频对某一监控点视频进行历史视频回放。

第一选择需要回放的摄像机，然后选择回放时刻段，该时刻段不宜太长，最好时半小时之内，然后逐段视频进行回放。

点击确信后，系统会把该时刻段的时刻片段全数掏出。

5.3.2.3图片和事件信息显示

系统支持可依照图片查询到对应事件的信息，并在界面上显示事件详细信息，如事件发生地址、时刻、事件类型等。

通过此功能可快速提取关键图片方便公安刑侦人员对对应事件进行查看，快速寻觅案件线索。

5.3.2.4图片和事件关联视频查询

同时支持事件缩略图阅读，点击缩略图，可查看对应时刻的原始关联图片和关联小段视频。

通过此功能能够有效较少冗余视频，快速提取关键视频方便公安刑侦人员对视频进行回放，快速寻觅案件线索。

5.3.2.5成立重要案事件视频库

监控图像信息与案事件信息有机组织组成案事件治理业务，方便案事件信息与媒体信息、报警信息的对应关联与检索，为大情报分析、案事件等相关系统提供基础资源和组织方式。

将与案件有关的重要案件视频录像和抓拍图片和案件卷宗相关联，统一集中存储到公安案事件视频库中，案事件视频资料来源于接警记录、历史案件视频分析记录，支持通过案件关键信息进行检索和调阅，为公安各项警务工作提供辅助研判资源和工具。

5.3.2.6黑名单布控报警

系统能够手工录入或导入黑名单数据进行布控，当中心系统的数据接收效劳器收到前端发送回来的车辆车牌号码及人像后，实时地将数据进行融合存入数据库效劳器中，与数据库和重点人员人像库搜索比对，假设发觉是黑名单车牌或嫌疑人，那么向指定客户端发送告警信息包，并联动报警。

真正做到嫌疑人与嫌疑车辆在城市里无立足的地方。

5.3.2.7模糊图像处置

使视频侦查进程中细节特点更清楚，系统支持视频图像增强功能，可选择突出或抑制图像中的部份特点，通太低照度增强、去噪、去模糊、去雾等功能，使图像与视觉响应特性相匹配，增强主观成效，使得画面加倍的易于观看，方便公安干警加倍高效的选取重点关注视频进行分析。

1.支持多种图像处置算法，实现对视频、图片的色彩、、去雾等智能处置。

2.支持对照度增强：

支持对图像的自动对照度增强。

3.支持图像去雾：

支持对雾天场景进行清楚化恢复，包括轮廓清楚化、色彩还原、对照度增大等。

4.支持图像锐化：

支持增强对象的边缘和细节，在必然程度上起到突出轮廓、去除模糊的作用。

5.支持亮度调整：

针对图像偏亮、偏暗、对照度过小等情形进行调整。

5.3.2.8系统设备状态监测

系统能实时检测设备的运行状态，一经发觉设备运行异样或是死机，那么会提示工作人员注意查验设备状况，排除故障。

六、系统应用

6.1人脸抓拍应用

一、对进出该监测区域的行人自动获取清楚人脸图片、优选并截图。

例如在小区内，咱们能够利用人脸抓拍功能进行小区的以下治理工作。

1、针对需要设置预警的人员设置黑名单，在该类人员通过小区主出入口时发出预警，以便及时针对此类人员开展工作，如需催收催缴的人员；

2、针对本小区居住人员，长时刻未出入过小区的发出预警提示，该类人员可能需要进行上门巡查；

3、对非本小区居民出入发出提示警告。

6.2人像比对应用

对抓拍的人像图片与模版库的人像图片进行对照，给出匹配结果。

模版库的人像图片能够是现场抓拍图片，也能够是身份证里面的人像图片。

6.3条件检索应用

系统能够对获取的人像、车牌按时刻、拍照地址等条件进行检索

6.4视频关联人脸应用

系统能够查看某段视频录像中显现的人脸、车牌图片

6.5黑名单布控应用

系统可事前将车牌号码、重点监控人像进行布控，设定为黑名单库，前段系统捕捉车辆和人像后与黑名单库进行识别比对，也能够与中心的黑名单数据库连接进行比对。

在该类人员通过小区主出入口时发出预警，以便及时针对此类人员开展工作，如需催收催缴的人员.