人脸抓拍识别系统技术方案.docx
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人脸抓拍识别系统技术方案.docx
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人脸抓拍识别系统技术方案
智能剖析视频监控系
统
设
计
方
案
2015-10
一、系统概括...................................................................................................................................
4
二、系统优势...................................................................................................................................
5
三、应用途景...................................................................................................................................
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四、系统设计...................................................................................................................................
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概括...................................................................................................................................
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技术特色............................................................................................................................
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技术纲要..................................................................................................................
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人脸抓拍技术..........................................................................................................
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人脸辨别技术..........................................................................................................
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系统结构..........................................................................................................................
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系统组网................................................................................................................
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人像系统功能...................................................................................................................
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人脸检测抓拍........................................................................................................
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自动辨别性别.......................................................................................................
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图像记录防窜改功能...........................................................................................
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高清录像功能.......................................................................................................
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数据储存功能.......................................................................................................
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数据FTP传输与断点续传功能...........................................................................
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远程系统管理保护功能.......................................................................................
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五、后端管理平台.........................................................................................................................
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系统框架...........................................................................................................................
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后端服务器简介...............................................................................................................
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客户端功能介绍...............................................................................................................
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功能架构...............................................................................................................
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客户端主要功能介绍.........................................................................................
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5.3.2.1视频播放.....................................................................................................
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5.3.2.2历史视频查问.............................................................................................
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5.3.2.3图片和事件信息显示.................................................................................
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5.3.2.4图片和事件关系视频查问.........................................................................
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5.3.2.5成立重要案事件视频库.............................................................................
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5.3.2.6黑名单布控报警........................................................................................
16
5.3.2.7模糊图像办理.............................................................................................
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5.3.2.8系统设施状态监测....................................................................................
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六、系统应用.................................................................................................................................
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人脸抓拍应用..................................................................................................................
17
人像比对应用..................................................................................................................
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6.3条件检索应用19
6.4视频关系人脸应用19
6.5黑名单布控应用20
一、系统概括
“人车抓拍卡口系统”的出现,使对车辆和人员的监控实现及时报警成为了可能,不只能够对车辆进行监控管理,并且同时对人员进行了有效监控管理,对于城市中心地区、城市城中村及中小城市的治安管理系统建设更拥有现实作用和意义。
同时该系统在体制上实现了无效数据的障蔽从而能够有效地降低中心储存
的压力,该系统的数据收集方式能够实现多级检索,大大提升了系统的使用效率、节俭了查问时间、减少了警力的占用。
该系统响应了公安部的要求,切合目前实质的需要,拥有时效性及高科技的特色,减少了大系统建设的后顾之忧,势必在推行后成为公共安全的得力助手,达到“科技强警”的目标。
二、系统优势
1、视频触发,应用灵巧、方便,不需要破路埋设线圈,系统建设简单、维
护方便。
2、前端采纳高清一体网络摄像机作为图像收集设施,成像质量高达
300万
像素,图片质量高。
一台高清摄像机可实现对车辆的抓拍、达成号牌辨别、行人
抓拍、视频记录。
设施构成简单,系统建设、应用简易,工控机用作前端储存。
3、系统支持后期人脸比对扩展功能,可将前端抓拍人像与人像库进行及时
比对,当比对相像度达到必定阀值,则会自动报警。
也支持遗留物检测、固定物
检测等扩展功能。
4、能够实现对要点地区同时供给高清的人像照片、车辆照片和有效高清视
频录像,实现对要点地区的全天候、大范围的管理要求,提升了管理水平,在一
定程度上极大的遏止了非法行为的发生,同时也为有关安所有门的检查取证创建
了条件,为后期的案件办理供给靠谱、有效的线索和依照。
5、当先的车牌辨别技术:
正确率很高,车牌辨别种类齐备,可正确辨别车
牌字体和车牌底色。
6、系统操作简易、人机界面友善,易于保护。
7、多目标系统对地铁进出口的广场进行一个全局的监控和细节目标的检测
追踪。
8、人群密度统计,对广场地区人群密度进行剖析统计,已4种颜色表示密
度,但密度超出设定值,立刻进行报警。
三、应用途景
目前本系统主要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、小区等重要的进出口;
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
概括
系统是我司自主开发设计的新一代智能卡口系统,同时拥有车辆监控管理和人员监控管理功能。
它交融了多项专利技术,交融先进的计算机视觉技术、高清视频图像办理和神经网络等要点技术于一体,联合网络和自动控制技术,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、人员进行及时抓拍,摄像机内置软件进行剖析办理。
它既可进行当地独立工作,也可联网构成一个强盛的安防系统。
同时联合多目标系统和人群密度统计剖析系统,对广场地区进行一个全覆盖的监控以及对人群密度的剖析统计。
技术特色
4.2.1技术纲要
系统结构简短,高度集成化,前端高清一体摄像机收集车辆、人脸图片;摄
像机内置软件达成剖析、辨别,拥有高度集成性,有效降低使用与保护成本。
可针对性全捕捉灵巧车、人像,实现过往目标的全面管控。
夜间智能补光,白日无逆光,全天候清楚成像。
号牌辨别均匀有效率,在车牌图像知足国标要求120像素—180像素的状况
下,辨别率可达到95%。
辨别车牌大小范围可达到70像素到250像素;辨别车牌亮度、对照度动向范
围大。
人脸抓拍大小范围可达到80像素到500像素。
正确率高达92%。
当先的倾斜车牌辨别技术,支持辨别车牌必定程度的倾斜,倾斜30°之内。
系统具备高清录像功能,录像的帧率30Fps/秒。
4.2.2人脸抓拍技术
人脸检测是指对于随意一幅给定的图像,采纳必定的策略对其进行搜寻以确立此中能否含有人脸,假如是则返回人脸的地点、大小和姿态。
人脸抓拍的实现需要人脸检测算法作为支撑,判断图像中能否存在人脸。
这一项技术最先陪伴人脸识其余研究而逐渐发展。
人脸检测是人脸辨别智能系统中特别重要的一个环节,只有第一保证人脸抓拍图像的高效率、高质量,才能在人脸辨别系统中做好优秀铺垫。
在其余领域也能够用来作为协助手段,比如,公安机关案件侦察、监控系统协助抓拍等。
人脸检测是一个复杂的拥有挑战性的模式检测问题,其主要的难点有双方面,一方面是因为人脸内在的变化所惹起:
人脸拥有相当复杂的细节变化,不一样的相貌如脸形、肤色等,不一样的表情如眼、嘴的开与闭等;
人脸的遮挡,如眼镜、头发和头部饰物以及其余外面物体等;此外一方面因为外在条件变化所惹起:
因为成像角度的不一样造成人脸的多姿态,如平面内旋转、深度旋转以及上下旋转,此中深度旋转影响较大;
光照的影响,如图像中的亮度、对照度的变化和暗影等。
图像的成像条件,如摄像设施的焦距、成像距离,图像获取的门路等等。
这些困难都为解决人脸问题造成了难度。
假如能找到一些有关的算法并能在应用过程中达到及时,将为成功结构出拥有实质应用价值的人脸检测与追踪系统供给保证。
外国对人脸检测问题的研究好多,比较有名的有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有关的研究。
并且,MPEG7标准组织已经成立了人脸辨别草案小组,人脸检测算法也是一项搜集的内容。
跟着人脸检测研究的深入,国际上发布的有关论文数目也大幅度增加,如IEEE的FG、ICIP\CVPR等重要国际会议上每年都有大批对于人脸检测的论文,据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。
人脸检测算法种类许多,目前国内常用的人脸检测算法,总的来说主要有子
空间法(PCA、ICA)、神经网络法、SVM、haar/hog/LBP+AdaBoost方法,并将该
方法用于其余方面的检测,比方多视角的人脸检测,以上研究代表了目古人脸检
测研究的最高水平。
但常用的这些算法主要包含检测速率较慢以及鲁棒性差易受
环境变化而检测成效较差等弊端,而难以很好的应用于实质的系统之中。
目前,我们采纳的是最新的检测技术,归一化像素差分法(NormalizedPixel
Difference)或NPD,其特色公式以下:
f(x,y)
xy
xy
该方法特色描绘相对简单,计算复杂度也比其余算法低好多,在检测成效以及检
测速度上是其余算法没法比及的。
目前算法经过对大批正负样本进行特色提取、机器学习而实现,对于实质应
用途景中人脸偏转角度小于30°之内的人脸都能正确迅速的检测,我们经过对
200万包含正负样本的测试样本集进行检验,此中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),对于大小为640*480
的图片,检测均匀速度能够达到70ms,在国内处于顶尖水平。
4.2.3人脸辨别技术
人脸辨别,是鉴于人的脸部特色信息进行身份识其余一种生物辨别技术。
用摄像机或摄像头收集含有人脸的图像或视频流,并自动在图像中检测和追踪人
脸,从而对检测到的人脸进行脸部的一系列有关技术,往常也叫做人像辨别、面部辨别。
人脸与人体的其余生物特色(指纹、虹膜等)同样与生俱来,它的独一
性和不易被复制的优秀特征为身份鉴识供给了必需的前提,与其余种类的生物辨别比较人脸辨别拥有以下特色:
非强迫性:
用户不需要特意配合人脸收集设施,几乎能够在无心识的状态下便可获取人脸图像,这样的取样方式没有“强迫性”;非接触性:
用户不需要和设施直接接触就能获取人脸图像;
并发性:
在实质应用途景下能够进行多个人脸的分拣、判断及辨别;
除此以外,还切合视觉特征:
“以貌识人”的特征,以及操作简单、结果直观、隐蔽性好等特色。
人脸特色点提取是指对给定且已经对齐的人脸图片自动的计算出经过抽象
且带有类型划分性以及类间划分性的特色。
人脸特色的利害是整个人脸辨别中最
重要要素。
相像性计算是指计算数据库中模板人脸与目前抓怕人脸的距离,取一
定阈值的距离来作为判断同一个人的依照。
人脸对齐是指经过给定的人脸地区自动的计算出人眼睛,鼻子,嘴巴以及脸
部轮廓的地点,计算出人脸偏转的角度而后自动的把人脸改正到正脸地点。
人脸
对齐的正确性是影响人脸比对成功率的一个重要因子。
我们使用了鉴于深度学习的人脸辨别算法,整个训练集达到
10万人次总计
800万训练样本。
在
LFW人脸辨别数据库上,实现了
99.2%
以上国内顶尖的
正确率。
系统结构
4.3.1系统组网
系统由前端信息收集抓拍子系统、网络传输子系统和后端平台构成。
实现对通行车辆信息的收集、传输、办理、剖析与集中管理,亦实现对过往行人的人像收集、办理、剖析等。
(1)前端信息收集抓拍子系统
前端摄像机实现对车辆、人像综合信息的收集,包含车辆特色照片、车牌号码与颜色、车身颜色、过往人像面部特色等。
摄像机内置软件达成图片信息辨别、据缓存以及网传等功能。
工控主机用作数据储存。
(2)网络传输子系统
达成系统数据信息的传输与互换。
可经过FTP方式将车辆图片、人脸图片、车辆行人经过信息(时间、地址、车牌号码、车身颜色等)、设施监测数据等上传到中心管理系统。
(3)后端平台
达成数据信息的接入、比对、记录、剖析与共享,亦可实现查问统计功能。
由服务器安装平台软件模块构成,包含:
数据库服务器、管理服务器、应用服务
器、Web服务器和时钟服务器,图片经过视频储存服务器进行集中储存。
此中,
数据库服务器安装数据库软件保存系统各种数据信息;管理服务器安装管理模块
负责系统综合管理;应用服务器安装应用办理模块负责数据办理、布控、比对、
报警转发、上下级通信等;Web服务器安装WebServer负责向B/S用户供给访
问服务;时钟服务器安装GPS加NTP校时软件负责全网设施一致校时。
补光灯
摄像机
视频监控系统平台
工控机
补光灯摄像机
工控机中心储存单元
补光灯摄像机
工控机
管理平台
补光灯摄像机
传输网络
工控机
客户端
前端系统网络传输系统后端中心平台
4.4人像系统功能
4.4.1人脸检测抓拍
在人行通道进出口架设人脸抓拍一体化摄像机,前端摄像机对经过监测地区
的过往行人会自动抓拍一张人像,并会经过自主拟订的精选策略选择角度最正确、
图像最清楚的人脸并且截取标准人像。
同时人像信息会写入关系数据库。
人像抓
拍正确率高达95%。
4.4.4自动辨别性别
前端摄像机对经过监测地区的过往行人抓拍人像后,内置辨别软件可自动识
别男女性别,并将辨别结果经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,也就是从数据的源泉加密,防备在
传输、储存、办理等过程中被人为改正,隔离了数据窜改的可能性。
图片经过网
络传输到中心管理服务器,中心管理软件自动对每一张图片进行水印考证,以保
证数据的安全性和真切性。
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、车辆信息关系,能够经过视频检索到人像和车辆图片,也能够
经过人像和车辆检索到视频。
4.4.7数据储存功能
系统收集的车辆图片、人脸图片、高清录像等数据支持前端储存和中心集中
储存。
前端储存设施包含抓拍摄像机内置的SD卡和智能终端管理设施内置的大容
量硬盘,系统在前端即可实现数据的备份储存功能。
中心储存是将数据保存在位于后端中心的集中储存系统,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:
可经过FTP方式将车辆图片、人脸图片、车辆行人经过信息(时间、地址、车牌号码、车身颜色等)、设施监测数据等上传到中心管理系统;也可在中心经过网络调用或下载控制前端设施储存的数据。
系统支持数据的断点续传:
如因网络中止或其余故障,数据没法上传至管理中心时,可临时将数据储存在前端,待网络恢复后前端储存设施自动上传网络中止时期的数据至管理中心。
4.4.9远程系统管理保护功能
系统具备故障自动检测功能,能经过软硬件自动检测系统故障并恢复正常工作。
拥有断电自
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