防盗系统软件设计说明书

1、软件设计说明书目录1引言21.1编写目的21.2背景31.3定义31.4参考资料32总体设计42.1需求规定42.2运行环境52.3基本设计概念和处理流程62.4结构62.5 功能性需求与程序的关系92.6 人工处理过程102.7 尚未解决的问题103接口设计103.1用户接口103.2外部接口113.3 内部接口124.系统数据结构设计134.1数据库表名清单134.2数据库表的详细清单135界面设计146系统出错处理设计176.1出错信息176.2补救措施171引言智能防盗监控系统需求分析小组通过与专业老师的交流以及大量网上查询，细致地了解到用户对智能防盗监控系统的要求，确定了系统的功能要

2、求，性能要求及系统运行支持环境要求等。为下一步的开发工作奠定了良好的基础。本软件需求说明书全面地介绍了智能防盗监控系统所需要完成的工作，使开发人员能清楚地知道该系统所要完成的任务和达到的效果。1.1编写目的1.作为软件系统开发技术协议的参考依据，为双方提供参考。2.根据智能监控系统的特点和业务流程的特点，对将要开发的软件系统的主要功能、性能进行完整描述，为软件开发者进行设计和编程提供基础。3.为软件提供测试和验收的依据，即为选取测试用例和进行验收提供依据。预期读者：需求审评小组、项目开发人员、项目测试人员。1.2定义列出本文件中用到的专门术语的定义和外文首字母词组的原词组总体结构：软件系统的总

3、体逻辑结构。数据字典：数据字典中的名字都是一些属性与内容的抽象与概括，其特点是数据的严密性和精确性，不能有半点含糊。数据字典又分为用户数据字典和系统数据字典。用户数据字典包括单位的各种编码或代码。动态数据：在软件运行过程中，系统给用户的数据，也就是系统在处理过程中或处理之后所产生的数据。静态数据：系统运行之前设定的数据，它表示系统的初始状态或初始功能。1.3参考资料a.智能防盗监控系统项目审批表b.吕云翔等. 软件工程实用教程. 北京：机械工业出版社，2010.102总体设计2.1需求规定对“智能防盗监控系统”的功能性需求规定如表1所示表1 功能性需求规定表序号功能名称功能描述输入系统响应输出

4、1预处理系统将摄像头摄入的图像进行灰度、噪声、光照、皮肤分割等的处理以便于以后人脸的检测摄像头拍摄的一帧一帧的图像图片处理备选人脸区域的图像2人脸的跟踪检测首先在图像中检测出是否存在人脸，如果存在人脸就对其进行跟踪检测并得到人脸区域备选人脸区域的图像图像处理，以及对人脸标记跟踪，得人脸区域数据人脸区域图片3人脸特征提取对人脸区域图片进行局部特征提取（比如眼睛）人脸区域图片人脸局部图片处理，提取人脸特征人脸特征数据4人脸识别由第三个功能模块得到的人脸特征数据与数据库中人脸特征进行比对，如果不存在，则发出警报第三个模块得到的人脸特征数据进行人脸特征比对是否存在的信号对“智能防盗监控系统”的性能需求

5、规定如表2所示 表2 性能需求规定表序号性能名称性能描述输入系统响应输出备注1现场信息存储将摄像头摄入的原始图像进行存储以便以后的查询摄像头摄入的原始图像存储时间不能超过1秒原始图像数据库中2人脸识别在一张图像中检测人脸是否存在原始图像识别人脸的正确率不能小于80%人脸区域图像3图像处理对人脸区域图像的人脸进行特征提取人脸区域图像总处理时间不超过0.5秒特征提取后人脸数据4人脸的比对时间将图像将特征提取后的人脸与人脸数据库进行比对如果不存在则发出信号特征提取后的人脸数据系统响应时间不能超过0.1秒是否存在的信号5执行信号将是否在人脸数据库存在的信号发出信号的发出时间不超过0.5秒将是否在人脸数

6、据库存在的信号- 是否让此人进入2.2运行环境硬件平台：a. CPU: Pentium III 500MHz以上b.磁盘空间容量：600MB以上c.内存：256MB以上d.其他：摄像机、报警器软件平台：a.操作系统：Win7/Windows Xpb.数据库：SQL Server 2008c.开发工具：Visual Studio 20102.3基本设计概念和处理流程本系统的数据处理流程如图1所示。本系统的设计基于低耦合，高内聚的理念，尽量使不同的功能分配到不同的模块中实现，而把目标相同，处理数据类似的功能分配到同一模块中实现。2.4结构本系统的总体结构示意图可由如图2表示。在“智能防盗监控系统”

7、的系统结构示意图中，系统的低层模块包含：图像采集、保存图像、灰度处理、噪声处理、光照处理、肤色分割、训练分类器、检测人脸区域、提取人脸特征、识别人脸、报警、保存结果；系统的高层模块包含：接收图像、处理图像、识别人脸。图1 数据流图图2整体结构图高层功能模块的清单如表3所示。表3 高层功能模块清单模块编号模块中文名称模块英文名称功能简述备注M1接收图像ImReceive摄像头获取图像并保存M2处理图像ImProcessing将图像进行预处理、人脸区域检测及特征提取M3识别人脸FaceRecognise人脸特征比对及输出结果中层功能模块的清单如表4所示。 表4 中层功能模块清单模块编号模块中文名称

8、模块英文名称所属的上层模块编号功能简述备注M1-1图像采集ImAcquireM1通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中M1-2保存图像ImSaveM1将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用M2-1预处理ImPreproM2对原始图像进行一些处理以便以后的检测M2-2人脸检测 FaceDetectM2检测图像中是否存在人脸M2-3提取人脸特征ImExtractingM2在人脸区域中提取人脸特征M3-1人脸比对FaceMatchingM3进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸M3-2报警AlarmM3不存在则发出警报信号M3-3保存结果ResultSaveM3将识别结果保存下来低层功能模块的清

9、单如表5所示。 表5 低层功能模块清单模块编号模块中文名称模块英文名称所属的高层模块编号功能描述备注M1-1图像采集ImAcquireM1通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中M1-2保存图像ImSaveM1将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用M2-1-1灰度处理GreyProcessingM2-1将原始图像进行预处理，提高图像质量，以便以后人脸的检测M2-1-2噪声处理NoiseProcessingM2-1M2-1-3光照处理LightProcessingM2-1M2-1-4肤色分割SkinSegM2-1M2-2-1训练分类器ClassifierTrainingM2-2寻找具有 高识别率

10、的分类器M2-2-2检测人脸区域RegionDetectM2-2利用分类器检测人脸区域M2-3提取人脸特征ImExtractingM2-3在人脸区域中提取人脸特征M3-1人脸比对FaceMatchingM3进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸M3-2报警AlarmM3不存在则发出警报信号M3-3保存结果ResultSaveM3将识别结果保存下来各模块之间的调用关系如图3所示M1M2-1M2-2M2-3M3图3 模块调用关系2.5 功能性需求与程序的关系 下面用如图4所示的矩阵图说明各项功能需求的实现同个模块之间的分配关系。序号M1-1M1-2M2-1-1M2-1-2M2-1-3M2-1-4

11、M2-2-1M2-2-2M2-3M3-1M3-2M3-3备注1234图4 功能需求与模块关系图注：序号对应的详细功能需求描述参见表1，模块序号对应的模块功能参见表5中的低层功能模块清单。2.6 人工处理过程本系统是智能防盗系统，无需人工处理。2.7 尚未解决的问题算法3接口设计3.1用户接口 用户接口如表6所示。表6 用户接口表模块编号模块中文名称功能简述用户接口入口参数用户接口出口参数备注M1-1图像采集通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中无原始图像M1-2保存图像将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用 原始图像原始图像数据库M2-1-1灰度处理对图像进行灰度处理原始图像灰度处理后的图像

12、M2-1-2噪声处理进行噪声处理灰度处理后的图像噪声处理后的图像M2-1-3光照处理进行光照处理噪声处理后的图像光照处理后的图像M2-1-4肤色分割进行肤色分割找出可以人脸区域光照处理后的图像备选人脸区域图像M2-2-1训练分类器寻找具有高识别率的分类器人脸样本库分类器M2-2-2检测人脸区域利用分类器检测人脸区域备选人脸区域图像人脸区域图像M2-3提取人脸特征在人脸区域中提取人脸特征人脸区域图像人脸特征数据M3-1人脸比对进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸人脸特征数据.人脸数据流库是否存在M3-2报警不存在则发出警报信号是否存在若存在发出信号M3-3保存结果将识别结果保存下来是否存在保

13、存在原始图像数据库3.2外部接口外部接口如表7所示。表7 外部接口表模块编号模块中文名称功能简述外部接口参数备注M1-1图像采集通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中摄像头无M1-2保存图像将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用摄像头原始图像M2-1-1灰度处理对图像进行灰度处理无原始图像M2-1-2噪声处理进行噪声处理无灰度处理后的图像M2-1-3光照处理进行光照处理无噪声处理后的图像M2-1-4肤色分割进行肤色分割找出可以人脸区域无光照人脸区域图像M2-2-1训练分类器寻找具有高识别率的分类器人脸样本库人脸样本库M2-2-2检测人脸区域利用分类器检测人脸区域无备选人脸区域图像M2-3提取

14、人脸特征在人脸区域中提取人脸特征无人脸区域图像M3-1人脸比对进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸人脸数据流库人脸特征数据.人脸数据流库M3-2报警不存在则发出警报信号无是否存在M3-3保存结果将识别结果保存下来无是否存在3.3 内部接口内部接口如表8所示。表8 内部接口表模块编号模块中文名称功能简述内部接口入口内部接口出口备注M1-1图像采集通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中无M1-2M2-1-1M1-2保存图像将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用M1-1M2-1-1M2-1-1灰度处理对图像进行灰度处理M1-1M2-1-2M2-1-2噪声处理进行噪声处理M2-1-1M2-1-3

15、M2-1-3光照处理进行光照处理M2-1-2M2-1-4M2-1-4肤色分割进行肤色分割找出可以人脸区域M2-1-3M2-2-1M2-2-1训练分类器寻找具有高识别率的分类器M2-1-4M2-2-2M2-2-2检测人脸区域利用分类器检测人脸区域M2-2-1M2-3M2-3提取人脸特征在人脸区域中提取人脸特征M2-2-2M3-1M3-1人脸比对进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸M2-3M3-2M3-3M3-2报警不存在则发出警报信号M3-1无M3-3保存结果将识别结果保存下来M3-1无4.系统数据结构设计4.1数据库表名清单数据库表名清单如表9所示。表9 数据库表名清单表序号中文表名英文表

16、名表功能说明1原始图像Original_Image用于存放经摄像头拍摄的原始图像2宿舍人脸图像Live_Image存放宿舍楼居住人的人脸图像3宿舍特征数据Live_FeatureData存放宿舍楼人脸特征数据4.2数据库表的详细清单表10 Original_Image表序号字段中文名字段英文名类型、宽度、精度允许空主键/外键1日期时间DateTimeDatetimePK2原始图像Original_ImageImage3识别结果Result char(10) 表11 Live_Image 表序号 字段中文名 字段英文名 类型、宽度、精度允许空主键/外键1学号IDchar(10)PK2姓名Namechar(20)3宿舍号 LiveIDchar(20)4人脸相片Face_ImageImage表12 Live_FeatureData 表序号字段中文名字段英文名类型、宽度、精度允许空主键/外键1学号IDchar(10)PK2特征数据Feature_Datavarchar(max)5界面设计图5 登陆界面图6 主界面图7数据录入界面图8 摄像头控制界面图9 图像浏览界面6系统出错处理设计6.1出错信息出错处理如表13所示。表13 出错处理信息表错误编码错误信息处理方法001安装路径空