人臉識別巡更系統(tǒng)設(shè)計方案

1、動態(tài)人臉識別巡更系統(tǒng)設(shè)計方案北京博睿視科技有限責(zé)任公司2017年8月18日目錄第一章人臉識別巡更系統(tǒng)設(shè)計要求一、人臉識別巡更系統(tǒng)社會意義略第二章系統(tǒng)概述人臉識別智能巡更系統(tǒng)為基于深度學(xué)習(xí)算法的通過式人臉記錄巡檢系統(tǒng)。根據(jù)需要將用于人臉抓拍的監(jiān)控攝像機安裝在需要巡邏的線路或執(zhí)勤崗位上，人員對該地進行巡更通過時攝像機自動抓拍巡更人員的人臉照片同時將抓拍時間與對應(yīng)的巡更人員人臉庫進行比對結(jié)果通過局域網(wǎng)存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。此記錄將成為巡更人員何時到達該地巡更的依據(jù)。管理人員通過系統(tǒng)管理系統(tǒng)軟件可清晰地了查詢巡更人員巡更的實際情況，如漏查、誤點、非本人帶班等信息，方便管理人員有效管理。1、人臉識別巡更系統(tǒng)構(gòu)

2、成該系統(tǒng)由人臉靜態(tài)建庫、人臉動態(tài)入庫、人臉信息修改、實時人臉抓拍、人臉檢索、人臉圖像聚類、以圖搜圖、聯(lián)動報警八大部分組成。整個軟件的邏輯體系結(jié)構(gòu)如下圖所示。軟件結(jié)構(gòu)體系（C/S結(jié)構(gòu)）動態(tài)人臉監(jiān)控人 臉動 態(tài)入 庫人 臉信 息修 改實 時人 臉抓 拍人臉圖像檢 索人臉圖像聚類人臉以圖搜圖人臉聯(lián)動報警人 臉靜 態(tài)建 庫圖3-3 軟件邏輯體系示意圖3.3.1、人臉靜態(tài)建庫實現(xiàn)布控人員建庫，提供用戶建立臨時人臉庫的功能，使用者可自行注冊，批量導(dǎo)入人臉照片，靜態(tài)人臉庫包括黑名單、白名單。圖3.3.1人臉靜態(tài)建庫3.3.2、人臉動態(tài)入庫將攝像機抓拍的人臉圖片，建立動態(tài)抓拍人臉庫，不斷累積抓拍數(shù)據(jù)，為后期進

3、行人臉管理和提升識別率提供必要的支撐。圖3.3.2人臉動態(tài)入庫3.3.3、人臉信息修改人臉信息修改模塊主要是針對各個不同的人臉庫，查詢符合條件下的人員信息，并對其中的信息進行修改刪除等操作，同時也可針對選擇的人臉庫進行新人員信息的注冊。 圖3.3.3人臉信息修改3.3.4、實時人臉抓拍該子系統(tǒng)為監(jiān)控畫面和報警端的界面，主要分為4個部分：視頻設(shè)備列表，監(jiān)控畫面，現(xiàn)場抓拍圖像和匹配報警圖像。圖3.3.4 實時人臉監(jiān)控子系統(tǒng)效果圖功能模塊分別為Ø 視頻設(shè)備列表：列舉所有可以使用的監(jiān)控攝像頭圖3.3.4 視頻設(shè)備列表Ø 監(jiān)控畫面：播放窗口顯示該攝像機的實時監(jiān)控圖3.3.4 監(jiān)控畫面

4、Ø 現(xiàn)場抓拍圖像：顯示攝像頭所抓取的人臉圖片圖3.3.4 現(xiàn)場抓拍圖像Ø 報警圖像：根據(jù)抓拍到的人臉圖像，與數(shù)據(jù)庫中的人員進行比對查詢。圖3.3.4 匹配報警圖像3.3.5、人臉圖像檢索人臉圖像檢索即為對攝像頭抓拍到的人員信息或系統(tǒng)識別比對結(jié)果進行進一步的查詢。該模塊分為比對結(jié)果查詢，抓拍人像查詢和比對庫人臉查詢?nèi)齻€部分Ø 比對結(jié)果查詢：選擇要查詢的設(shè)備和黑白名單類型以及匹配的開始和結(jié)束時間，然后點擊查詢按鈕。顯示的匹配結(jié)果以倒序方式進行排列，離結(jié)束時間最近的排在最前面。圖3.3.5 比對結(jié)果查詢Ø 抓拍人像查詢：選擇抓拍起始時間和抓拍結(jié)束時間，然后點擊

5、查詢按鈕。顯示的內(nèi)容以“抓拍時間”中的內(nèi)容倒序方式進行排列，即離結(jié)束時間最近的排在最前面。圖3.3.5 抓拍人像查詢Ø 比對庫人臉查詢：選擇入庫的開始時間和入庫結(jié)束時間，然后點擊查詢按鈕。顯示的結(jié)果以“入庫時間”中的內(nèi)容倒序方式進行排列，即離結(jié)束時間最近的排在最前面。圖3.3.5 比對庫人臉查詢3.3.6、人臉圖像聚類根據(jù)歷史抓拍的人臉圖像和檢索條件在抓拍人臉庫中查詢符合條件的人臉，輸入需要的檢索條件，如類別總數(shù)、單個類別總數(shù)、檢索閾值，抓拍時間范圍?？蛇M行條件范圍內(nèi)的查詢，將符合條件的抓拍人臉聚類顯示。圖3.3.6人臉圖像聚類3.3.7、人臉以圖搜圖人臉以圖搜圖模塊主要是針對抓拍庫

6、和比對庫的靜態(tài)人臉識別，上傳一張本地人臉圖片，選擇抓拍庫或者比對庫，然后輸入比對閾值，點擊搜索按鈕。顯示的結(jié)果以匹配值高低倒序排列，即匹配值最高的顯示在前面。圖3.3.7人臉以圖搜圖3.3.8、人臉聯(lián)動報警人臉識別匹配后，可以聯(lián)動串口繼電器報警輸出。3.4系統(tǒng)總體設(shè)計3.4.1、系統(tǒng)架構(gòu)人臉系統(tǒng)總體架構(gòu)包括前端設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心三個部分，如下圖：圖3.4.1人臉系統(tǒng)架構(gòu)圖前端設(shè)備：主要是采集視頻傳回到中心。傳輸網(wǎng)絡(luò)：傳輸監(jiān)控場景的視頻。監(jiān)控中心：主要是部署各個服務(wù)，將傳回來的視頻數(shù)據(jù)進行分析，抓拍人臉顯示結(jié)果，并進行實時分析比對。4、系統(tǒng)主要功能4.1人臉建庫實現(xiàn)布控人員建庫，提供用戶建

7、立臨時人臉庫的功能，使用者可自行注冊，批量導(dǎo)入人臉照片。4.2人臉檢測自動檢測視頻中的人臉并進行跟蹤與質(zhì)量判斷，提升系統(tǒng)的識別性能。人臉檢測比對只需要使用普通的網(wǎng)絡(luò)攝像頭即可。支持攝像頭實時抓取通過的人臉照片，在事后進行檢索。4.3人臉識別根據(jù)比對策略將采集到的視頻中的人臉與布控名單進行比對，如果匹配上則進行預(yù)警，提示操作人員進行處置。4.4實時人臉監(jiān)控實時提供監(jiān)控畫面，并顯示所有的人臉匹配結(jié)果。保存所有經(jīng)過攝像頭的人臉照片，每張照片只有幾K到十幾K大小。4.5人臉圖像檢索人臉圖像檢索即為對攝像頭抓拍到的人員信息或系統(tǒng)識別比對結(jié)果進行進一步的查詢。該模塊分為比對結(jié)果查詢，抓拍人像查詢和比對庫人

8、臉查詢?nèi)齻€部分。4.6人像信息修改人臉信息修改模塊主要是針對各個不同的人臉庫，查詢符合條件下的人員信息，并對其中的信息進行修改刪除等操作，同時也可針對選擇的人臉庫進行新人員信息的注冊。4.7以圖搜圖人臉以圖搜圖模塊主要是針對抓拍庫和比對庫的靜態(tài)人臉識別，上傳一張本地人臉圖片，選擇抓拍庫或者比對庫，然后輸入比對閾值，點擊搜索按鈕。顯示的結(jié)果以匹配值高低倒序排列，即匹配值最高的顯示在前面。4.8同人搜索根據(jù)歷史抓拍的人臉圖像和檢索條件在抓拍人臉庫中查詢符合條件的人臉，輸入需要的檢索條件，如類別總數(shù)、單個類別總數(shù)、檢索閾值，抓拍時間范圍?？蛇M行條件范圍內(nèi)的查詢，將符合條件的抓拍人臉聚類顯示。5、影響

9、因素及設(shè)備安裝5.1、環(huán)境影響光線變化是影響人臉識別性能的主要因素之一。當照射人臉的光線是均勻照射的、沒有陰影和閃光的散射光時，具有最好的比對性能。因此系統(tǒng)的部署需要特別注意光線處理，避免出現(xiàn)逆光、陰陽臉、光線過暗或過強等現(xiàn)象，為了提高系統(tǒng)識別性能，我們建議在系統(tǒng)部署的場所采用額外的光源進行補光圖5.1光源及攝像機部署示意圖5.2、設(shè)備架設(shè)人臉識別需要采集人員的正面照片，在不影響人員通行，且滿足人員姿態(tài)要求范圍內(nèi)的前提下，圖像采集設(shè)備的架設(shè)地點在人員行進路線的前上方為最佳。所以就需要對人員的行進路線進行規(guī)范，使人員流動方向單一。所以我們建議在通道處部署具有更好的比對效果序號參數(shù)項參數(shù)要求1.架

10、設(shè)地點室內(nèi)通道類環(huán)境最佳，若人流量大則要求每個通道每次僅通過1人。但是我們也可以設(shè)定攝像頭中的檢測人臉個數(shù)，最高可以同時在同一個畫面中支持20個人臉檢測。2.架設(shè)高度距地面2.0-2.5m，俯視人臉15度以內(nèi)。3.水平距離攝像頭到人臉的距離建議3-6米。4.對焦寬度地面2m以內(nèi)寬度，使得監(jiān)控人臉寬度至少占畫面寬度的1/8（人兩眼之間距離50像素以上）。5.背景要求背景顏色及圖案盡量不要太復(fù)雜，單色、淺色為宜，盡量不要有玻璃等強反光物體。圖5.2攝像機與目標的距離示意圖v 監(jiān)控距離U（米） 鏡頭焦距f(mm)*監(jiān)控寬度W（米）/senser粑面尺寸a（mm）Senser粑面尺寸a（mm）監(jiān)控寬度

11、W（米）監(jiān)控距離U(米)鏡頭焦距f(mm)相機架設(shè)高度H（米）俯視角（度）1/322.5282.013°±3°1/322.52.582.013°±3°1/322.53122.113°±3°1/322.53.5122.113°±3°1/322.54162.313°±3°1/322.55162.513°±3°1/322.56253.013°±3°1/322.57253.013°&#

12、177;3°1/322.58353.513°±3°1/312.09503.513°±3°1/412.01.582.013°±3°1/412.0282.013°±3°1/412.02122.013°±3°1/412.02.8162.113°±3°1/412.03122.113°±3°1/412.04162.313°±3°1/412.06253.013

13、°±3°1/412.08.5503.513°±3°1/412.09353.513°±3°1/412.013504.513°±3°1/20.81.582.013°±3°1/20.82122.013°±3°1/20.82.8162.113°±3°1/20.84.5252.513°±3°1/20.86353.013°±3°1/20.88.5503.513°±3°圖5.2 攝像機安裝指導(dǎo)圖注意：攝像機架設(shè)位置主要目的是要抓拍到一張正面清晰人臉照片，且需要盡量避免前后人臉遮擋情況。詳細位置的選點和鏡頭選擇有關(guān)系，可以查看鏡頭選擇詳細列表。5.3、性能指標性能指標布控數(shù)量1萬響應(yīng)速度1萬人的庫能夠在100毫秒內(nèi)返回結(jié)果外部適應(yīng)性姿態(tài)平面旋轉(zhuǎn):-15°15°俯仰變化:-15&