人脸识别智能监控系统解决专项方案.docx
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人脸识别智能监控系统解决专项方案
人脸检测智能监控系统
技术方案
设计单位：
深圳市云驰数字技术
第1章序言
云驰数字科技使用监控技术汲取了生物识别技术、计算机技术、计算机网络技术、系统集成技术、安全防范技术、有线电视技术诸方面精华，不仅符合信息产业行业发展趋势，而且代表了金融行业数字监控未来发展方向，成为现在监控行业中颇受关注智能化、数字化产品。
本方案是云驰数字识别科技为金融行业编写《人脸检测智能监控系统技术方案》。
1.1项目背景
现在银行营业网点、ATM自动柜员机是金融系统经济管理和安全技术防范前沿阵地，其安全保障对社会和经济影响全部十分重大。
尤其是近几年针对银行恶性犯罪频频见诸报端，作案手段也越来越多，愈加隐蔽、技术性更高，对安防体系和刑侦技术要求也越来越高。
所以，为了加强银行系统营业网点安全管理，提升银行保障用户安全水平，增强为用户服务竞争优势，各地银行全部在逐步建设和完善安防体系，提升整体安防水平。
视频监控系统在银行安防领域中应用是很广泛，总来说视频监控系统发展能够分为三代：
第一代是以CCTV（闭路电视）系统为代表模拟式监控系统，功效很简单；第二代是将模拟视频信号进行数字化处理，数据质量、存放、检索等性能指标全部大幅提升，并有很丰富系统功效；而正在新兴第三代，则以智能化为关键，将关注焦点集中到监控对象——人本身，从传统庞大视频流中将人特征直接提取出来，并针对性地对这些特征进行分析、识别等处理，从而能够直接清楚地抓到图像中人脸部信息，新一代监控对营业网点安全防范及事后追踪破案含有巨大作用。
云驰数字科技一直致力于人脸识别技术研究、开发和应用，拥有自主知识产权面像识别技术，已经开发出代表当今国际一流技术水平软件、硬件产品，在公安、金融、政府等行业得到了广泛应用，为用户发明了经济和社会价值，得到了用户赞誉。
1.2设计依据
1.工业电视系统工程设计规范GBJ115-87
2.民用闭路监控电视系统工程技术规范GB50198-94
3.安全防范工程程序和要求GA/T75-94
4.智能建筑设计标准DBJ08-47-95
5.安全防范工程费用概算编制措施GA/T90-94
6.国际电磁标准：
CLSPR22CLASSBEN55022
CLASSBEN55088-1
IEC801-2IEC801-3
LEC801-4ENG1000-3-2
7.国际安全标准：
CSA认证：
EN60950标准
TUY认证：
ULLISTED标准
1.3设计标准
1.3.1优异性
在目前银行安防形势下，既然要采取新一代智能化安防监控系统，肯定要直接应用部分更优异技术和理念，确保系统能超越一般监控方法，提升安防层次和水准。
1.3.2实用性
银行监控领域具体应用，往往是要有针对性地处理已经有部分实际问题。
不管采取什么样技术和方案，全部要能实实在在地处理好问题，满足实际要求；并顾及现有条件制约，不是一味地抛弃现有，而要尽可能地兼容再利用。
1.3.3易用性
银行营业网点众多和分散，使得其监控系统在设计时需要考虑到其操作简单方便，系统要稳定可靠，并在管理上确保方便快捷和低成本，含有这些特点监控系统才算是易用和好用。
1.3.4扩展性
银行对安防系统要求是在不停发展着，和伴伴随现代高科技技术发展，未来可能会有系统功效扩展或系统规模扩大可能；在设计时也尽可能考虑，方便在结构和规模上留有扩展余地。
1.4用户需求
为了使用户随时随地、方便快捷地存取款和进行其它交费业务并和国际金融接轨，各大银行普遍采取自动柜员机（ATM），它为用户提供了二十四小时服务，给银行用户带来极大方便，同时也面临着若干实际问题：
1.不停有利用ATM机盗取用户钱款犯罪活动发生，而且越来越展现出使用科技工具和手段猖獗特点，给银行带来信誉和物质上很大损失；
2.使用ATM不妥或出钞有故障和遭恶意设陷（粘卡、粘钞）时，造成银行和用户之间纠纷；
3.大部分ATM为室外穿墙式安装，防护力较差，不时有ATM机被破坏。
针对上述问题，使用监控手段以取得正确证据资料，对各大银行来说是必不可少。
但同时现有ATM监控大多数是单机独立运行，资料调阅不方便，也无法集中管理和维护。
更为关键是，现在ATM机成为犯罪分子盗取银行用户钱款一个关键渠道，她们使用多个工具非法取得银行用户持卡数据，然后在ATM上疯狂提款，给银行用户带来很大不安全感和重大损失。
这类事例已经屡见不鲜，而且有手法不停翻新、愈演愈烈趋势。
为此我们针对各大银行业务特点和对安全防范需求，提出以下有效技术处理方案。
该方案特点是：
技术手段优异，应用要求针对性强，可靠性高，性价比高，管理维护方便。
云驰数字监控系统建设目标是构建一套能在营业厅入口、ATM自动柜员机监控，并能在营业厅入口检测提取清楚人脸照片，在联网情况下，可经过监控中心集中管理整个系统运行状态，远程检索回放人脸和录像资料集成化智能监控系统。
系统关键由包含各营业网点智能监控主机、ATM机监控及卡号叠加系统、窗口柜台视频叠加等。
各网点智能监控主机关键作用是对营业厅入口和ATM机及营业柜台进行监控录像，对进入营业厅人员进行检测并拍摄其脸部照片，存放于主机硬盘中。
本系统含有网络管理功效，但安装时可依据需要选择网点单独管理模式或远程集中管理模式（联网管理）。
在选择网点单独管理模式后，系统将预留了网络接口，以后如需进行联网管理，只需加装远程集中管理模块（联网模块），就可经过各网点PSTN拨号/64K或128K专线/2M宽带先接入到各地市分行，然后是地市分行再向上连接到省行。
第2章
系统方案
2.1系统结构
从体系结构上看，本系统基础上是两层结构：
分散前端监控主机责任人脸和录像数据采集和存放，集中式远程管理端能够检索回放这些资料。
前端
后端（联网情况下才需要）
从网络拓扑结构上看，则是将各地市网点智能监控主机经过多个网络连接方法和省行监控中心连接起来。
图，网络连接有两级，网点接入到地市级分行网络方法能够是两种：
●拨号方法：
拨号上网，接入到地市分行网络；需要在地市分行网络有连接电信公众网入口。
●局域网方法：
先接入到网点局域网，然后从局域网出口走DDN/ISDN/宽带专线进入地市级分行网络。
2.2系统功效
2.2.1营业网点监控功效设计说明
前端监控关键在网点完成视频采集：
录像、卡号叠加、人脸检测和存放、数据检索工作。
2.2.1.1ATM机监控
●一个摄像机（针孔式）在ATM正面面板内部，从正面方向统计用户面部；
●一个摄像机（针孔式）在ATM出钞口上方，用于统计ATM是否出钞和用户提款情况；
●一个摄像机（针孔式）对着ATM机钞箱进行触发录像，统计装钞过程画面；
●摄像机录像由接收到人体靠近/离开信号来触发；
●采取三种探测头：
A、人体靠近传感器，探测人员靠近ATM并进行活动信号；B、出钞触发开关，由ATM出钞而触发；C、装钞触发开关，由装钞时开闭钞箱来触发。
●卡号采集器，它能够从ATM机流水打印机上取得卡号，并能够叠加到录像中，大大方便了录像资料检索。
当用户靠近ATM开始交易操作时，监控系统自动触发采集视频并完成卡号叠加处理，将清楚视频信息保留在当地硬盘中（图像大小为352×288）。
2.2.1.2营业厅大门监控
在营业厅内安装向外对准大门入口摄像头（每个入口安装一台），摄像机采取韩国三星彩色低照度CCD摄像机。
2.2.1.3营业厅监控
在营业室内安装对营业柜台、营业室关键通道摄像头。
摄像机采取韩国三星彩色低照度CCD摄像机。
如已安装过摄像头，能够延用现有设备。
同时可考虑加装视频叠加器对各营业柜台实施操作人员和用户实时监控和录象。
2.2.1.4监控室
在营业网点机房（或监控室）安装录像主机设备，设备采取云驰数字网络视频服务器进行监控点视频采集传输，采取人脸DVR，H.264压缩格式，最大支持4路录像（经过加装视频叠加器可达成32路）4路实时运动检测加4路人脸检测，支持视频同时录音。
系统工作时，自动录像到硬盘，并从营业厅入口处图像中检测人脸存放到硬盘。
系统支持定时录像功效，这么能够将上班时间设置为录像时间表参数即可，方便下班关门后不会再录像。
检测到人脸会在软件界面弹出窗口上按各路视频显示，对应录像也能够回放。
人脸检测实际效果受到若干现场原因影响，需要做针对性处理。
参见2.2.5节人脸检测现场原因分析。
2.2.2智能化
这里智能化关键是指要在通常数字视频监控系统水平之上，对监控主体提取、分析功效方面全部有智能化方法。
本系统智能化特点以下几点：
一、在对ATM操作过程进行录像同时，自动获取目前正在ATM机中使用银行卡卡号，并完成同视频录像叠加过程；
二、除了对入口监控录像之外，还对进入营业厅人员直接检取脸部照片。
因为人及其活动是视频监控系统最关注内容，而依据人脸来判别无疑是最直接、最关键监视。
三、监控主机能依据日期、时间、主机、摄像头、卡号等条件来有效检索出需要画面；能下载、回放前端视频录像文件；同时，也能够依据时间来检索人脸照片，并能够从人脸直接下载回放对应时间录像。
四、在视频叠加器作用下，能够在保持原有录像质量和空间不增加情况下，增加1倍监控路数。
同时，智能监控主机检取人脸还有一个优势——人脸更清楚。
因为它是从压缩前原始高分辨率图像704×576（D1）中提取来；而通常监控系统录像全部是有图像质量损失压缩数据，造成面部细节不清楚，影响了事后追查判别。
2.2.3集中管理（联网模式）
从用户现实状况来看，众多网点入口监控肯定是分散部署，同时管理上能够集中地监控系统运行状态和方便检索回放数据。
每台智能监控主机能够自动连接到监控服务器上，前端主机通常性异常情况如视频丢失、运动检测、外部报警等情况全部能够自动汇报给监控远端。
监控中心远端管理系统能够经过监控服务器访问到任一台监控主机，能够连接查看当初画面实况，能够检索回放录像资料，还能够检索浏览人脸照片，并打开录像对应位置查看当初场景画面。
考虑到前端网点主机数量较大，能够考虑采取多台远程管理机以分散网络通信负荷，确保系统长时间稳定可靠。
2.2.4网络连接
在网络连接方法上,采取营业厅内部局域网和VPN方法，假如条件不许可，采取ADSL网络也能够。
2.2.5人脸采集现场原因分析
本系统中，人脸检测实时图像起源于从营业厅内对准入口摄像头采集。
图像质量对人脸检测效果有比较关键影响，大多数同摄像头安装、调整、设置相关。
具体包含：
2.2.5.1安装方位
摄像头安装高度比人身高更高部分。
这是因为人在进门过程中，头部影像除了逐步变大，还要逐步升高。
当然这么安装又需要将摄像头稍下倾，从而相对于摄像头和画面，人脸平面不是垂直，而是有一定下倾角，不过通常不太大，在适应角度内，通常推荐摄像机安装位置是正对大门，距离大门位置不得小于2.5M，垂直地面高度1.8M-2.2M。
2.2.5.2镜头焦距
标准上要确保逐步走近人脸一段时间内在画面上大小适中，也就是画面视觉大小，而这和摄像头镜头焦距相关。
能够经过启用摄像机自动聚焦功效，并利用其画面缩放功效来调整以取得清楚、大小适宜营业厅入口画面。
摄像机拍摄画面宽度（即门宽）不超出2.5M，拍摄画面下边缘在大门处，即门外移动目标不能触及下边缘。
2.2.5.3光照
光照对人脸检测影响是很大。
在营业厅现场，因为入口多数是正对街道，而且白天营业时，入口处进来光线较厅内更强，造成拍摄场景中人脸为逆光，甚至高逆光，面部显得较暗，无法得到清楚脸部照片。
在现场工程实践中，我们经过采取手动光圈方法，并辅助以调整摄像头方位，使得摄像头拍摄人脸亮度很好，从而大大改善了人脸检测光照环境，检测效果很好。
初始曝光量可设为强逆光下能看清人脸，效果以下图所表示。
2.2.5.4场景复杂程度
现在人脸检测算法速度快，实用上是优异。
不过对于比较复杂场景，也难免会检测到部分“假脸”。
现场经过调整摄像头，使得画面中尽可能不出现被风吹动植物枝叶等，避免条文状活动目标，和不要让入口外街道上运动车辆、行人出现或占较大面积，这些全部会有利于降低出现“假脸”可能。
2.2.5.5人员姿态和衣饰
人员（脸部）姿态也是有影响，关键是考虑角度适应范围。
因为现场可安装位置限制，摄像头垂直高度通常比人头要高些，这么人脸相对于摄像头是略微向下倾俯；通常来说，进来人只要不是有意地一直低头，在其进入过程中全部能够检测到其脸部。
人脸姿态许可范围：
左右偏转<45度，上下俯仰<15度，平面旋转<10度。
2.2.6扩展和升级
系统扩展关键是指规模数量上，最可能是监控中心覆盖网点增加，这时如2.2.3节集中管理中提到，只要合适增加远程管理工作站数量即可应付。
升级则关键是考虑未来可能需要识别功效或布控功效加入。
那么这些功效依据具体情况能够在前端监控主机上做，也能够在监控中心增加后台集中化人脸识别功效。
现有前端主机PC开放架构和强大运算平台，监控中心网络化布局使得升级含有了必需基础。
升级方案可在未来依据具体要求另行分析和设计。
2.3
系统组成
从最终安装布署上看，系统组成部分能够先用以下表格简明表示：
表格1系统布署表
组成部分
计算机
位置
软件
硬件
操作系统
营业网点
智能监控
智能监控主机（人脸DVR）
地市分行
各个网点
云驰数字录像监控系统
FaceMonitor
工控机（P4CPU3.0G以上，1G内存），云驰数字采集卡
WindowsPro/WindowsXP
监控中心
远程管理
远程管理工作站（监控管理工作站）
监控中心
远程管理软件（RVS）
PC机（P4CPU3.0G以上，512M内存，100M网卡，很好显卡①），
WindowsPro/WindowsXP
云驰数字监控服务器软件（INNO）
注：
①很好显卡：
是指由硬件缩放能力，显存大于64M显卡，这里提议使用nvidia芯片显卡。
②不使用联网模块，不需布署后台远程管理系统及设备
2.3.1云驰数字监控主机
云驰数字监控主机是一套集成了监控、人脸检测、录像、回放、报警、控制和远程监控于一体智能化数字视频监控主机系统。
2.3.1.1功效特点
1.单卡设计架构，愈加稳定耐用，一台PC最多只可同时插一块卡，能够接入1~4个输入视频和最多4路声音信号输入；对比于其它监控主机，因为单卡设计
2.支持多路实时视频和音频当地同时统计；
3.每路视频工作参数（录像、报警、预设时间表等）可分别设置；
4.每路视频全部可迭加日期、时间、摄像机标题等字幕；
5.可根据预设时间表自动定时录像；
6.智能型实时运动检测及报警功效；
7.可调整运动检测灵敏度；
8.运动检测具触发当地报警功效；
9.运动检测具触发远程报警功效（通知电话、寻呼机或远端系统）；
10.完善检索回放功效：
可直接检索查看人脸，然后回放对应录像；可直接按卡号检索对应录像；回放也可按通常方法来检索回放录像；
11.硬盘管理：
可手动设置数据储存硬盘和目录；支持多个硬盘自动循环；硬盘空间不够时报警；
12.可支持传统云台PTZ和高速球型摄像机（DomeCamera）；
13.DomeCamera预设点设置；
14.DomeCamera自动水平扫描（AutoPan）功效；
15.DomeCamera预设点定点巡航（Cruise）功效（可设置每一预设点停留时间）；
16.DomeCamera可由输入信号触发，将镜头快速转至预设点；
17.可经过电话（PSTN）、局域网（LAN）、国际互联网（Internet）或是企业内部网（Intranet）进行远程监控、录像、PTZ控制、Outputport（输出端口）控制、人脸及录像文件检索和下载；
18.能够设置开机自动开始录像，和退出时自动关机；
19.可设置系统定时自动重启，和含有硬件看门狗功效，保障系统长久良好运行；
20.外部信号输入和输出控制：
含有可设置外部报警信号输入触发动作（录像、报警、和输出控制信号）；
21.录像、回放或远程监控时可随时拍照；
22.含有系统报警日志；
2.3.2云驰数字视频叠加器
云驰数字视频叠加器是云驰数字识别科技基于最新DSP处理器研发和生产一个智能式视频叠加产品，在目前中国外同类产品中含有领先水平，可广泛应用于安防领域，能和现有视频监控系统进行有效集成，而且能够针对实用中常见逆光场景增加光照赔偿功效，还能够依据用户要求增加人脸检测和识别功效。
2.3.2.1功效及特点
1.结构小巧，安装使用方便，可串接入任何监控系统任何视频信号通路。
2.实现2路叠加视频监控，叠加画面能够进行画面大小和位置选择。
3.不需要改动现有线路设计，适适用于任何需要画面叠加监控系统，而且能够对小画面进行逆光赔偿。
4.可自由进行主从画面切换，单一画面或叠加画面选择。
5.嵌入式独立硬件模块，技术优异，功效强大，稳定可靠。
2.3.2.2系统参数
1、系统平台：
Windows或WindowsXP；DirectX8.1以上；
2、可插板卡：
1块云驰数字板卡；
3、CPU：
IntelPentium43.0GHz以上；
4、内存：
1GMB以上；
5、显卡：
有硬件缩放能力，显存最低64M，提议使用NVIDIA芯片组；
6、网络通信：
TCP/IP协议，支持拨号连接和DDN/ADSL/LAN等连接方法；
7、云台、镜头控制方法：
RS-485/422串行通信控制；
8、录像：
a、分辨率：
704×576像素（PAL），720×480像素（NTSC）
b、录像帧速：
25帧/秒/路（PAL），30帧/秒/路（NTSC）
c、每小时录像数据量：
每路约60~350M
9、人脸检测：
a、人脸检测原始图像分辨率：
704×576像素（PAL），720×480像素（NTSC），实时输出真彩24位人脸BMP图像。
b、检测人脸尺寸：
最大500×500像素，最小30×30像素。
c、角度适应范围：
上下俯仰±15°，左右旋转±45°，平面旋转±10°。
d、最大同时支持4路，检测帧率为25帧/秒/路。
e、每帧图像检测人脸数目：
在同一运动区域中最多检测人脸数小于4。
f、检测所得人脸：
彩色图像，大小为500×500像素。
g、人脸检测指标：
系统漏检率小于5%，系统漏检率=（1-最少检测到一张人脸人数/视频中出现满足下列条件人数）*100%。
10、CPU占用：
在机器配置为P43.0GCPU，512M内存，CPU占用率<70%,内存占用<120M。
11、系统7×24小时连续运行。
2.3.3远程管理软件（联网模块）
用于在监控中心对前端智能监控主机进行状态监控和数据检索回放等集中管理功效。
2.3.3.1远程运行状态监控
关键是部分来自前端监控主机报警提醒功效：
前端主机视频丢失报警、前端运动检测报警、外部输入触发信号报警等，前端报警日志检索。
2.3.3.2远程录像检索回放
能够设置主机、日期、时间、若干路摄像头等条件来检索录像；
检索得到录像文件能够下载到远端，下载进度有提醒，可中途取消下载；
下载完成后，能够自动打开播放器回放；
播放器上含有画面缩放、播放进度控制、速度控制、和拍照打印和录像剪辑等功效，同时播放器能够同时4路并发播放，时间段控制播放。
2.3.3.3远程人脸检索查看
能够设置主机、日期或时间段、若干路摄像头等条件来检索人脸；
能够从检索得到人脸文件清单中选择下载到远端，下载进度有提醒；中途可取消下载；
下载完成后，能够选择人脸文件打开来浏览查看，每张照片全部有对应采集时间；
能够选择某张照片调阅对应录像资料，自动开始下载录像，下载完成后，可回放录像。
还能够选择一些张照片导出来存放，还能够打印这些照片。
2.3.3.4远程实况监看
能够选择某台主机，连接其若干摄像头，显示其实况画面。
2.3.3.5系统维护
网点分布信息维护：
系统包含到各地市各网点名称、地址、联络方法等信息。
2.3.3.6经典应用
智能采集卡经典应用模式为：
4路录像＋4路人脸检测+2路营业厅录像+2路室内关键通道（即：
使用两块智能采集卡）。
具体方法以下：
智能采集卡分别连接四个摄像头，这么能够在对每个摄像头画面录像同时采集清楚人脸；
这种应用模式很适合多种期望采集清楚人脸，同时保留传统录像方法多种监控应用环境，比如：
银行营业大厅入口监控、自助银行ATM及入口监控、小区底楼入口智能监控、机关单位出入口监控，等等。
2.4配置选型
2.4.1关键硬件
2.4.1.1营业网点前端智能监控
云驰数字监控主机：
每个网点1台工控机，配置为P43.0GCPU，1GDDR2内存，显存64M以上nvidia芯片组显卡，硬盘320G或更大，100M网卡，云驰数字采集卡，云驰数字视频叠加器（选配）。
2.4.1.2远程集中管理（联网模块）
远程管理工作站：
每个营业网点需要一台PC工作站进行管理，配置为P43.0GCPU，512M内存，NVIDIAGeforce芯片组显卡，160G硬盘，100M网卡。
2.4.2关键软件
2.4.2.1前端智能监控
云驰数字监控主机软件FaceMonitor：
每台主机1套。
操作系统平台：
MSWindowsProfessional/MSWindowsXP，每台主机1套。
2.4.2.2远程集中管理（联网模块）
远程管理软件：
每台工作站1套。
云驰数字监控服务器软件：
每台工作站1套。
操作系统平台：
MSWindowsProfessional/MSWindowsXP，每台工作站1套。
2.5方案特色
1、一台主机可完成ATM监控、营业厅入口监控及人脸采集、营业柜台、室内关键通道监控等多个重功效，经济性较高，是经典多功效、高适用性、低开支方案；
2、系统组建灵活性高，可依据需求情况，选择网点单独管理模式或远程集中管理模式（联网管理）；
3、应用卡号视频叠加核技术，直接从ATM机获取银行卡号并以视频同时叠加，经过卡号快速检索到对应录像；
4、应用人脸检测技术，直接从（比录像）更高分辨率原始图像中检测出细节清楚清楚人脸，有利于事后确定目标；
5、采集人脸和录像对应，可直接检索查看已统计人脸，回放对应录像；
6、依据以后升级要求，应用云驰数字其它面像识别技术，对板卡检测到人脸进行深入处理分析，能够组成愈加智能化监控系统，满足更高级安全应用要求；
7、可实现集中化管理方法，运行故障自动报警提醒，减轻了系统管理维护工作负担；同时能够选择访问任一前端检索查看数据，以很简单方法满足了用户对数据管理要求；
8、考虑到现有多个网络连接方法，全部尽可能给予支持，既确保了系统灵活性，又降低了建设和使用成本。
9、方案含有相当实用扩展能力，并能够比较轻易地向上升级，确保了只要增加较小投资来适应未来改变要求。
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