公安局人脸识别智能监控系统实施方案10.docx
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公安局人脸识别智能监控系统实施方案10
公安局人脸识别智能监控系统实施方案1.0
公安局人脸识别智能监控系统
实施方案
V2.0
飞锐智能科技有限公司
20108月
一、情况分析
主要根据我司先前的工作经验，先估计系统需求情况如下：
1、配合本市311工程监控系统的建设，增加人脸识别的智能化系统功能；
2、对已建设的视频监控系统进行有效补充，主要是对若干监控点进行实时抓拍人脸，存储之以备事后的快速搜索及人脸识别；
3、可以对存储的人脸进行检索；
4、可以对存储的人脸进行比对搜索；
5、系统支持与视频监控系统进行联动，即可根据人脸关联到对应监控录像片段，人脸预警时自动切换显示对应的即时视频画面；
6、在有特殊重要行动或紧急需要时，将特定人员目标设置到若干人员出入口的监控点上布控，通过动态抓拍及识别人脸，在目标出现时自动预警；
7、人脸识别要求有一定条件，而监控现场环境复杂多样，可能受到摄像机安装、光线、姿态等条件制约，故用户方目前并不要求很高的识别效果；
8、能提供系统联通所需的网络资源。
系统结构示意图
图注：
下半部是已有网络监控系统的大致构成形式，而上半部则是飞锐智能科技有限公司人脸识别智能监控系统的主要构成部分。
对上述对人脸识别的要求，可以以飞锐智能科技有限公司科技的人脸识别智能监控系统ISFaceWatch3.0为骨干来实现。
二、实施方案
相关步骤如下：
1、大致实施流程
第一步：
选择安装人脸抓拍的若干监控点位置
这方面一般是从公安的业务需要考虑，可能的考虑因素：
✓人员经常出入或者事件频发的重要场所：
✓出入口、通道的环境容易控制，适合人脸抓拍；
✓监控点同时安装有视频监控设备（或者人脸抓拍摄像头同时作为一路监控画面接入已建视频监网络）；这样便于人脸与监控联动；
注意，初步选定的抓拍点，一般都要再进行现场勘察，以确定现场环境、光线、设备安装方式及位置的可行性；
第二步：
安装中心端后台系统
安装中心后台系统，主要是相关的服务器设备上，安装上前端采集服务器、通信服务器、比对服务器；
在管理系统中，将各抓拍点的信息进行录入，以便系统进行管理。
另外就是布控管理机和报警处理机。
第三步：
在选定的抓拍点安装飞锐智能科技有限公司视频盒
飞锐智能科技有限公司视频盒是独立的小型硬件，可就近安装于人脸抓拍现场，走网络连接到后台系统；
将抓拍点分批，分别安装视频盒，并接入网络；
同时，抓拍摄像头的画面也接入到视频监控中。
抓拍的人脸数据通过网络传送，送到中心端后台系统处理。
在现场可以进行人脸抓拍的联网测试；
第四步：
试运行
考察人脸抓拍的情况；对相关的现场设备进行调优；
考察对存储人脸的检索及关联录像回放的效果；
考察对存储的人脸进行比对搜索的效果；
根据存储的人脸照片，设定一些布控对象，进行人脸识别；
第五步：
验收
对建成的系统进行最终验收。
2、摄像机及场景画面
现有各类视频监控系统，其摄像机的画面基本都是针对较大范围场景监控，而要识别人脸，则是要让画面主要反映人员的脸部细节，并对人脸尺寸、清晰度、姿态角度有一定要求。
3、布控人员数据来源
数据来源支持：
主要是本系统自己采集到的人脸数据。
三、主要部件
具体实施的系统主要分成四个部件：
视频盒、前端监控机、中心端通信比对服务器、后端布控管理机。
1.视频盒
目前每个视频盒支持1路视频的处理。
为嵌入式硬件。
主要完成人脸数据的初步采集，处理速度可达每秒5~8帧，支持多人脸检测。
飞锐智能科技有限公司视频盒是一个小型嵌入式设备，体积仅比1本32开的书略长略厚；它可直接接受1路模拟视频输入，硬件自动高速（可达每秒5~8帧）抓拍人脸，通过RJ-45网口输出人脸数据包（UDP），接入互联网，就可将数据传向预设地址。
飞锐智能科技有限公司视频盒体积小、功耗低，它便于在各个监控点的安装和管理；同时视频盒的对外输出接口也只需要一个以太网口，只要网络通畅，就容易与中心后台系统连接。
视频盒可以设定其自身IP地址（可用PC连接其串口，运行其配置软件），支持本地DHCP或者固定IP；
也可设定视频盒要将人脸数据送达的远端IP与端口。
一般来说，要与对应的PC前端软件所监听的地址参数（前端软件的视频盒设备参数中的）一致。
现实中，视频盒要通过公网连接到布控中心局域网内的某台机器，则可在中心接入路由器上相应设置NAT映射，以使视频盒人脸数据能成功送达。
前端软件可支持在一个端口上接收多个视频盒的人脸数据，其区分依据是数据包中的视频盒设备ID。
◆环境条件
监控点摄像机安置方位及照明情况尽可能按飞锐智能科技有限公司科技建议去调整。
2.前端采集服务器
◆硬件配置
每台双3.2G双核至强CPU的服务器，大约能处理每秒80~90帧人脸数据的建模，相当于10~13个视频。
若考虑到同时并发的概率为最高50%，则大约能应付20~25个视频盒的数据。
PC服务器：
共4台，其主要配置为：
●CPU：
2颗3.2G双核至强
●内存：
2G
●硬盘：
1块146GSCSI
●接入视频盒（连网方式）：
一台机器接入20个视频盒
●网卡：
100/1000M
●显卡：
32M显存以上，可上1024x768真彩显示模式
●显示器：
●系统：
Windows2003，IE6以上，ADO2.7以上
◆软件功能使用
●设备类型选择视频盒
●人脸实时处理与送后台比对
多路实时多人脸处理。
人脸在本地建模后，送往中心端服务器，在服务器上存储，并立即与布控对象库进行比对；
3.中心端通信比对服务器
◆硬件配置
PC服务器：
1台，主要配置
●CPU：
2颗3.2G双核至强
●内存：
2G
●硬盘：
500G*5块：
这些空间除了数据库占用一部分之外，还有各前端检测的人脸都在此保存。
按每张照片平均最多5KB，可保存照片大约数亿张，大约可保存数年的数据。
●系统：
WindowsServer2003企业版
●网卡：
1000M
◆软件功能使用
运行的软件包括：
●通信端软件：
负责系统的联网、通信、部分预警业务处理
●比对端软件：
负责布控对象的比对识别
●数据库软件：
支持系统数据配置与业务数据存储
4.布控管理机
◆硬件配置
PC机：
1台，主要配置为：
●CPU：
P4酷睿2双核3.0G
●内存：
1G
●硬盘：
80G
●系统：
WindowsXP专业版
●网卡：
100M
●显卡：
128M显存以上，可上1024x768真彩显示模式，性能好
●显示器：
◆软件功能使用
运行布控管理端软件。
●系统管理
配置整个系统内的前端机及通道组、操作账户、系统运行参数等
●人脸查询
可以查询服务器存储的历来人脸照片数据。
主要查询方式可按时间端、前端监控机为条件。
支持关联视频录像回放。
●人脸搜索比对
输入人脸照片，按指定条件（时间范围、前端位置范围等）搜索存储的人脸，比对出较相似的人脸供人工筛选；
支持关联视频录像回放。
●布控对象创建
可以通过查询人脸来得到需要的人脸照片来建模，也支持从前端录像中提取更多人脸（带监控录像方案，且相应时段的录像存在）；
5.报警处理机
◆硬件配置
PC机：
1台，主要配置为：
●CPU：
P4酷睿2双核3.0G
●内存：
1G
●硬盘：
120G
●系统：
WindowsXP专业版
●网卡：
100M
●显卡：
128M显存以上，可上1024x768真彩显示模式，性能好
●显示器：
◆软件功能使用
运行布控管理端软件。
●人脸报警的处理
接收服务器发来的报警信息，进行显示警示，供人工判别处理；
支持与视频监控系统的联动，报警同时切换实时视频，也可回放报警时刻的视频录像；
人工判别后，处理结果发回服务器存储到数据库中。
四、方案特色与优势
1.与311工程中已建的视频监控系统不冲突，而是用先进的人脸采集与人脸识别技术显著提升了系统的水平；通过人脸识别，有效解决了海量视频数据如何有效利用的问题；
2.采用人脸实时检测技术，可以不引起注意地快速记录人员的脸部照片；
3.比起视频录像，人脸照片数据量很少，大约是其数百甚至数千分之一，存储硬盘消耗很少；
4.直接查阅照片，比看录像更好：
人脸照片可以视作录像的关键索引信息，人工查阅的速度可以更快，并且非常直观，大大提高了公安人员的工作效率；
5.公安人员可以输入目标人员照片信息，由机器从存储的人脸数据中搜索相似人脸，最终关联找到对应的录像片段；这样就大大改善了从海量视频录像中查找需要片段的速度，降低了人员工作强度，提高了工作效率。
6.大量人脸数据的长期保存供利用，这些都提供给公安系统用户以远远超出普通监控的功效和价值。
7.本系统内的人脸采集与识别，到最终预警提示，处理非常高效及时，能够在不到1秒钟左右，从而为检查口的公安人员提供了快速反应的可能。
8.系统具有规模扩展能力。
在检查站点增加后，增加相应前端机即可；规模到一定程度，可以增强中心端服务器能力，可考虑双机甚至集群服务。
五、其他说明
上述提到可与视频监控系统的关联及联动，首先都需要视频监控系统提供相应的技术接口支持及相应的SDK软件开发包，以便集成；
本系统的软件部分功能具体可参考飞锐智能科技有限公司科技的《公安等相关行业解决方案》中人脸监控识别系统IS-FaceWatch章节。
为保证效果，现场情况最好经飞锐智能科技有限公司科技的技术人员了解后给出建议后实施。
附录A．摄像机安装环境与选型
摄像机安装的方位角度，要保证最佳的人脸采集方向和角度，尽量：
●选择大多数情况下能正对人脸的方向，不宜过于偏左或偏右；
●保证人脸在镜头中为正面，故俯冲角要小，尽量不超过10度；这需要计算（简单的几何关系）并选择合适的水平安装距离和垂直安装高度；同时选择或调试合适的镜头焦距（可计算）。
●避开逆光，防止画面中出现门外的强泛光，或是强灯光，或是墙面\镜面\光亮地面的强反光；为此，可考虑一些措施——适当摆动摄像机，选择某些超宽动态/有逆光补偿的摄像机，或是加外物使反光面不直接反光；
在水平安装距离确定后，也要保证较好的人脸采集大小，尽量：
●在镜头画面中，脸部眉毛到嘴的矩形框不小于64×64像素；为此，建议抓拍处的画面宽度不超过1.6米；这需要选择/调试合适的镜头焦距（可计算）；
另外，为保证抓拍人脸时现场光照足够，建议若镜头画面中人脸不够亮时，需要相应增加照明设备，对人员脸部补光（一般应达到250~800Lux）。
飞锐智能科技有限公司
2011年08月24日
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