项目需求人脸抓拍识别监控系统设备.docx

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项目需求人脸抓拍识别监控系统设备

项目需求

一、项目背景：

随着教育信息化工作的深入和安防技术的不断发展，校园安防保卫得到了各级教育主管机构越来越多的重视，校园安防应用虽与其他行业存在众多通性，但也有一些自身的特点和要求。

传统校园安防主要依靠视频监控系统，依据人对视频信息的内容作出判断，对异常行为进行分析和处理。

但很多校园安全事件的发生证明，单单依靠视频监控系统很难应对目前校园安保的严峻形势。

基于深度学习模型的人脸识别技术以及基于此技术的动态人像智能应用系统，可以提供人脸注册、人脸布控、人数抓拍统计、人脸库管理、检索比对等核心业务功能，可应用于校园进行人脸实时布控，提供快速、高效、准确的实时告警。

通过本系统的部署，从校园出入口控制和区域安防入手改造传统校园出入体验，引领校园安防监控进入“识人”时代，从此师生的脸就是ID，有效提高校园治安管理水平。

本次项目采用基于机器学习的人脸检测算法和基于三维特征向量的人脸识别算法，通过精确的人脸检测及特征点定位、人脸的三维特征向量模型、人脸角度估计，进行人脸三维变换和低失真变形，将目标人脸与样本人脸特征向量对齐，提高比对精度，从而有效提高在上述各种情况下的人脸识别效果。

本次项目运用的人脸识别技术包含以下核心单元：

1.特征点定位单元，用于对获取的原始人脸进行特征点定位；

2.三维向量模型建立单元，用于根据一个人脸训练集的二维特征点建立通用的人脸的三维特征向量模型；

3.人脸角度估计与三维变换单元，用于通过通用的三维人脸特征向量模型以及原始人脸的特征点，重建原始人脸的三维人脸模型和原始人脸的角度；

4.特征提取单元，用于从预处理后人脸中提取代表该人脸最具判决特征的特征向量；

5.特征比对单元，将目标人脸与数据库中已存储的样本人脸特征集合进行特征向量比对。

整个系统建设采用分层结构设计，由前端采集子系统、网络传输子系统、中心处理平台组成。

前端设备结构简单稳定，集成度高，安装维护方便，中心管理平台功能丰富，具有人脸布控、人脸搜索等功能，将分散、独立的现场采集点进行联网，实现统一监控和统一管理。

具体包括：

1）前端采集子系统

前端采集子系统采用支持宽动态、低照度的高清枪型摄像机，实现全天候实时监控功能。

通过可调焦距镜头保证人脸采集的角度和清晰度，在必要的情况下安装补光灯。

2）网络传输子系统

主要承担将前端设备记录的人脸信息传输到后端管理中心的任务，同时操作人员在中心平台应用远程管理软件通过该网络可对前端设备进行远程管理、状态监测及设备参数设置。

3）中心处理平台

中心处理平台部署于核心机房，是人像智能监控系统的核心，主要由人像结构化引擎、微信服务器、应用服务器、数据库服务器和流媒体服务器组成，实现人像检测、跟踪、特征提取以及与已建立的人像库进行基于人像特征的实时比对，并提供检索和微信公众号服务。

中心处理平台通过应用服务器响应人像识别应用终端（PC客户端）发起的业务请求，通过后台连接的人像结构化引擎、应用平台执行具体的业务请求，将对应的业务结果回传到人像识别应用终端。

此外，应用服务器通过数据库服务器实现人像库的创建、更新等操作，通过存储模块和流媒体服务器实现视频预览、回放以及对应于人像识别结果的视频片段及图片的调取。

6.系统组网架构

系统总体组网如下图所示：

系统组网

7.系统逻辑架构

系统逻辑结构自下而上由采集层、业务层、应用层组成。

采集层：

根据不同的应用场景采用不同的前端采集设备（如人脸摄像机、微信公众号），完成人脸图片的采集和上传。

业务层：

由人脸结构化、人脸大数据、业务平台组成。

对采集层上传的数据进行实时结构化分析、比对和存储。

应用层：

为系统提供学生管理、归寝管理、访客管理、课堂点名、会议签到、人像检索和人脸布控等功能，并通过统一的可视化界面进行呈现

8.系统功能：

1）身份识别

在系统建立结合人脸相片的教职工档案、学生档案、家长档案、访客档案以及陌生人档案资料，校方能够通过管理系统对各个种类的档案进行统一管理，并建立老师-学生-家长信息的关联关系。

在学校安保室安装监控大屏，并在学校各个关键出入口安装人脸抓拍摄像装置，每当有人经过校方的人像抓拍点时，将抓拍到的图片信息传送给所有的档案资料库进行人像比对。

系统将比对结果发送到安保室的显示设备，安保人员可以第一时间看到该人员的身份信息，其中白色表示教职工（教职工要注明：

教师姓名、工号）；绿色表示学生（学生要注明姓名、班级、学号）、蓝色表示学生家长（注明姓名、学生姓名、学号、亲属关系）、黄色表示通过审批的访客（注明访客姓名、访问人姓名、访问时间）、灰色表示没有任何危险的陌生人（注明上次抓拍时间）、红色表示危险人员。

安保人员根据不同的来者身份，采取不同的处理措施。

2）访客管理

外来访客在访问校内人员时，需要在移动端客户端提交访问申请并上传自己的人脸照片，填写受访者的姓名、部门、访问时间、自己的姓名、身份证号、电话号码，填写资料完成后，向受访者发出访问申请。

受访者在移动端收到访客的访问申请，可以查看详细的申请信息，包括：

访客姓名、身份证号、电话以及访客的人像照片。

在确认访客信息后，在移动客户端上审批通过访客的访问申请。

访客的访问申请神品通过后，访客在移动端上能够看到自己申请通过的信息。

同时在出入校关键位置时，利用人脸识别功能对其身份进行识别，在符合访问申请的时间段内，访客在安保室显示屏中会像是成为黄色的访客身份。

3）会议管理

在需要进行会议管理的场所，根据实地环境加装符合会议要求的人脸识别设备，例如：

人脸抓拍相机、人脸考勤机设备或人脸迎宾广告机等等。

校方的管理人员，可登陆后台管理系统，新建会议、选择会议的场所、会议的时间、使用的监控设备、参会人员以及会议管理员。

在会议开始后，前端的人脸识别设备会自动对进入会场的人员进行人脸识别，根据识别的人员以及识别出的时间，在系统中记录参会人员的到会状态。

所有的参会人员可以在移动端查看会议的到会情况，包括：

哪些人到会、哪些人没有到、哪些人请假等等。

同时会议管理人员，可在移动端根据实际情况来更改人员的到会状态，例如：

有人已经到会了，却没有识别到，那么可以将他的状态改成到会状态。

4）人脸检索

在校内人员发生走失、或者需要寻找学生的时候，校方管理员可以登录后台管理系统，利用走失者的人像或者当天在校内各个抓拍地点的抓拍照片，以以图搜图的方式，来搜索、排查、定位需要查找人的位置。

如果一个图片不足以精确查找定位该人员，可在系统中通过多张图片组合搜索的方式来辅助查找。

查找到该人员后，可以查看该人员的历史轨迹、最近出现地点以及与其同行的同行人的照片信息，帮助校方迅速判断、定位、寻找走失人员。

搜索结果可以按相似度和时间排序，可以展示检索大图以及短视频。

检索时默认的相似度阈值大小可根据需要自行调整，调节范围0-100%。

5）归寝管理

在需要进行归寝管理的宿舍楼关键出入口及内部，根据实地环境加装符合要求的人脸识别设备，例如：

人脸门禁、人脸闸机、人脸抓拍相机、人脸考勤机设备等等。

校方的管理人员，可登陆后台管理系统，建立归寝管理档案、选择归寝场所、定义归寝时间、使用的监控设备、归寝人员以及舍管员老师等等。

同时在宿舍楼内加装展示大屏，在进入归寝时段后，前端的人脸识别设备会自动对进入人员进行人脸识别，根据识别的人员以及识别出的时间，在系统中记录人员的归寝状态。

所有的老师及舍管员可以根据权限在移动端查看归寝情况，包括：

哪些人归寝、哪些人未归寝、哪些人请假等等。

同时，管理人员可在移动端根据实际情况来更改人员的到会状态，例如：

有人已经归寝，却没有识别到，那么可以将他的状态改成已归寝状态。

6）在校状态实时查询

主要目的是能够实时确认所有学生的在校状态。

首先在学校的关键位置、常用出入口等地点，加装人脸识别设备，可根据实地环境选择不同种类的抓拍设备，例如：

球机、枪机、云台机等等。

利用全校范围内的所有人脸识别设备，组成一个小型的“天网”系统，学生在校内活动时，一旦经过这些关键位置抓拍点，设备将对其进行人像采集、抓拍、比对、记录等工作，并实时将信息保存到系统数据库，校方教师、管理人员可在移动端或后台管理系统中，实时查询学生的在校状态，帮助校方快速定位校内的所有学生。

同时也可以在移动端对学生的在校状态进行手段修改。

该功能场景通过两种方式实现：

方式一：

教职工在需要查找学生信息时通过微信公众号选择需要查询的学生姓名，确认查询后，系统会根据查询人员的相片信息在系统中显示截止到当前时间点为止的行动轨迹、同行人、各个点位的抓拍相片。

同时系统会根据学生在校内各点位的抓拍结果综合判断该学生是否在校。

方式二：

通过APP

教职工在需要查找学生信息时通过APP选择需要查询的学生姓名，确认查询后，系统会根据查询人员的相片信息在系统中显示截止到当前时间点为止的行动轨迹、同行人、各个点位的抓拍相片。

同时系统会根据学生在校内各点位的抓拍结果综合判断该学生是否在校。

此外，教师可利用APP动态拍摄相片的方式查找学生信息，并提供抓拍前后15秒内的短视频。

7）课堂点名

在需要进行课堂点名的教室中，根据实地环境加装符合要求的人脸识别设备，例如：

人脸门禁、人脸抓拍相机、人脸考勤机设备等等。

校方的管理人员，可登陆后台管理系统，建立课堂点名档案、选择点名教室、定义上课时间、使用的监控设备、上课人员以及上课老师等等。

在进入上课时段后，前端的人脸识别设备会自动对进入人员进行人脸识别，根据识别的人员以及识别出的时间，在系统中记录人员的到课状态。

班主任老师及代课教师可以在移动端查看到课情况，包括：

哪些人到课、哪些人未到课、哪些人请假等等。

同时管理人员，可在移动端根据实际情况来更改人员的到课状态，例如：

有人已经在课堂，却没有识别到，那么可以将他的状态改成已到课状态情况。

8）到离校信息实时推送

该功能的主要目的是将学生的到离校的状态信息，实时同步给学生家长、老师，使各方能够在第一时间掌握学生的到离校状态，让家长放心、老师安心。

首先校方管理人员在管理后台中，定义到离校的日期、时间，其次在规定时间点利用全校范围内的所有人脸识别设备，判断学生是否到离校。

判定结果生效的同时，向学生家长发送其孩子到离校的信息提醒，家长通过微信公众号接收并查看孩子的到离校状况。

9）小友圈

利用全校范围内的所有人脸识别设备，在抓拍到学生的同时，抓拍学生附近的人形成同行人记录，定期统计与该学生通行次数最多的人员信息，便于家长、教师了解学生的朋友圈信息，以便给与学生正确的生活及学习指导。

10）宝贝足迹

利用全校范围内的所有人脸识别设备，记录学生在校内的行动轨迹，每天定期向家长、老师发布其足迹记录，足迹在学校平面图上展示，以便学生家长、教师通过学生的历史足迹，了解、分析学生的兴趣爱好，以对其进行有针对性的指导。

11）成长点滴

利用全校范围内的所有人脸识别设备，对学生日常生活、学习、活动进行抓拍，定期整理并甄选一些优质的相片，发送给学生家长，记录孩子成长过程中的点点滴滴。

家长主动查看时显示，不会以任何方式推送造成骚扰。

12）公安数据对接

利用全校范围内的所有人脸识别设备，对日常出入校园的所有人员进行抓拍，如果识别其身份未在系统中有记录备案的话（不在系统中的教职工档案库、学生档案库、家长档案库、访客档案库、陌生人档案库中），会将该人员的人脸信息发送给公安系统，在公安系统对其身份进行判断后，再根据其身份做适当的应急处理，例如：

如果是公安的危险人员时，系统会通过校方安保人员的手持终端立即预警以便校方的安保人员加强安全防范措施。

13）与现有学校信息化系统对接

鉴于目前学校已建立信息化管理平台，已具有现有信息档案的基础管理功能，包括：

教职工基础信息、学生基础信息、门禁一卡通系统等，新建立的人脸识别系统需要与原有的信息化管理平台做数据对接，以便学校能在同一个平