人脸抓拍识别系统技术实施方案

智能剖析视频监控系统设计方案2015-101目录一、系统归纳...................................................................................................................................4二、系统优势...................................................................................................................................5三、应用途景...................................................................................................................................6四、系统设计...................................................................................................................................74.1归纳...................................................................................................................................74.2技术特点............................................................................................................................7技术大纲..................................................................................................................7人脸抓拍技术..........................................................................................................8人脸鉴别技术..........................................................................................................94.3系统构造..........................................................................................................................10系统组网................................................................................................................104.4人像系统功能...................................................................................................................11人脸检测抓拍........................................................................................................11自动鉴别性别.......................................................................................................11图像记录防篡改功能...........................................................................................11高清录像功能.......................................................................................................11数据积蓄功能.......................................................................................................12数据FTP传输与断点续传功能...........................................................................12远程系统管理保护功能.......................................................................................12五、后端管理平台.........................................................................................................................135.1系统框架...........................................................................................................................135.2后端服务器简介...............................................................................................................135.3客户端功能介绍...............................................................................................................15功能架构...............................................................................................................15客户端主要功能介绍.........................................................................................视频播放.....................................................................................................历史视频盘问.............................................................................................图片和事件信息显示.................................................................................图片和事件关系视频盘问.........................................................................建立重要案事件视频库.............................................................................黑名单布控报警........................................................................................模糊图像办理.............................................................................................系统设备状态监测....................................................................................17六、系统应用.................................................................................................................................176.1人脸抓拍应用..................................................................................................................176.2人像比对应用..................................................................................................................1826.3条件检索应用196.4视频关系人脸应用196.5黑名单布控应用203一、系统归纳“人车抓拍卡口系统”的出现，使对车辆和人员的监控实现实时报警成为了可能，不只好够对车辆进行监控管理，而且同时对人员进行了有效监控管理，关于城市中心地域、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。同时该系统在系统上实现了无效数据的障蔽进而能够有效地降低中心积蓄的压力，该系统的数据采集方式能够实现多级检索，大大提高了系统的使用效率、节约了盘问时间、减少了警力的占用。该系统响应了公安部的要求，切合当前实质的需要，拥有时效性及高科技的特点，减少了大系统建设的后顾之忧，必然在实行后成为公共安全的得力助手，达到“科技强警”的目标。4二、系统优势1、视频触发，应用灵便、方便，不需要破路埋设线圈，系统建设简单、维护方便。2、前端采用高清一体网络摄像机作为图像采集设备，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、完成号牌鉴别、行人抓拍、视频记录。设备组成简单，系统建设、应用简单，工控机用作前端积蓄。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实时比对，当比对相似度达到必然阀值，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、能够实现对重点地域同时供应高清的人像照片、车辆照片和有效高清视频录像，实现对重点地域的全天候、大范围的管理要求，提高了管理水平，在一定程度上极大的制止了非法行为的发生，同时也为相关安全部门的检查取证创立了条件，为后期的案件办理供应可靠、有效的线索和依照。5、当先的车牌鉴别技术：正确率很高，车牌鉴别种类齐全，可正确鉴别车牌字体和车牌底色。6、系统操作简单、人机界面友好，易于保护。7、多目标系统对地铁出入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，对广场所区人群密度进行剖析统计，已4种颜色表示密度，但密度高出设定值，马上进行报警。5三、应用途景当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、小区等重要的出入口；公路卡口点、社区、景区、工业园区、政府、军队等场所；6四、系统设计4.1归纳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重点技术于一体，结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、人员进行实时抓拍，摄像机内置软件进行剖析办理。它既可进行当地独立工作，也可联网组成一个兴隆的安防系统。同时结合多目标系统和人群密度统计剖析系统，对广场所区进行一个全覆盖的监控以及对人群密度的剖析统计。4.2技术特点4.2.1技术大纲系统构造简洁，高度集成化，前端高清一体摄像机采集车辆、人脸图片；摄像机内置软件完成剖析、鉴别，拥有高度集成性，有效降低使用与保护成本。可针对性全捕获灵便车、人像，实现过往目标的全面管控。夜间智能补光，白天无逆光，全天候清楚成像。号牌鉴别平均有效率，在车牌图像满足国标要求120像素—180像素的情况下，鉴别率可达到95%。鉴别车牌大小范围可达到70像素到250像素；鉴别车牌亮度、比较度动向范围大。人脸抓拍大小范围可达到80像素到500像素。正确率高达92%。当先的倾斜车牌鉴别技术，支持鉴别车牌必然程度的倾斜，倾斜30°以内。系统具备高清录像功能，录像的帧率30Fps/秒。74.2.2人脸抓拍技术人脸检测是指关于随意一幅给定的图像，采用必然的策略对其进行搜寻以确定其中可否含有人脸，若是是则返回人脸的地址、大小和姿态。人脸抓拍的实现需要人脸检测算法作为支撑，判断图像中可否存在人脸。这一项技术最初陪同人脸识其他研究而渐渐发展。人脸检测是人脸鉴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，才能在人脸鉴别系统中做好优异铺垫。在其他领域也能够用来作为辅助手段，比方，公安机关案件侦探、监控系统辅助抓拍等。人脸检测是一个复杂的拥有挑战性的模式检测问题，其主要的难点有两方面，一方面是由于人脸内在的变化所引起：人脸拥有相当复杂的细节变化，不一样样的面貌如脸形、肤色等，不一样样的表情如眼、嘴的开与闭等；人脸的遮挡，如眼镜、头发和头部饰物以及其他外面物体等；其他一方面由于外在条件变化所引起：由于成像角度的不一样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，其中深度旋转影响较大；光照的影响，如图像中的亮度、比较度的变化和阴影等。图像的成像条件，如摄像设备的焦距、成像距离，图像获得的路子等等。这些困难都为解决人脸问题造成了难度。若是能找到一些相关的算法并能在应用过程中达到实时，将为成功构造出拥有实质应用价值的人脸检测与追踪系统供应保证。外国对人脸检测问题的研究很多，比较出名的有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相关的研究。而且，MPEG7标准组织已经建立了人脸鉴别草案小组，人脸检测算法也是一项采集的内容。随着人脸检测研究的深入，国际上宣告的相关论文数量也大幅度增添，如IEEE的FG、ICIP\CVPR等重要国际会议上每年都有大批关于人脸检测的论文，据相关人脸研究论文的1/3之多。由此能够看到世界对人脸检测技术的重视。人脸检测算法种类很多，当前国内常用的人脸检测算法，总的来说主要有子8空间法(PCA、ICA)、神经网络法、SVM、haar/hog/LBP+AdaBoost方法，并将该方法用于其他方面的检测，比方多视角的人脸检测,以上研究代表了目先人脸检测研究的最高水平。但常用的这些算法主要包括检测速率较慢以及鲁棒性差易受环境变化而检测奏效较差等缺点，而难以很好的应用于实质的系统之中。当前，我们采用的是最新的检测技术，归一化像素差分法(NormalizedPixelDifference)或NPD，其特点公式以下：f(x,y)

xyxy该方法特点描述相对简单，计算复杂度也比其他算法低很多，在检测奏效以及检测速度上是其他算法无法比及的。当前算法经过对大批正负样本进行特点提取、机器学习而实现，关于实质应用途景中人脸偏转角度小于30°以内的人脸都能正确快速的检测，我们经过对200万包括正负样本的测试样本集进行查验，其中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），关于大小为640*480的图片，检测平均速度能够达到70ms，在国内处于顶尖水平。4.2.3人脸鉴别技术人脸鉴别，是基于人的脸部特点信息进行身份识其他一种生物鉴别技术。用摄像机或摄像头采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，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，平时也叫做人像鉴别、面部鉴别。人脸与人体的其他生物特点（指纹、虹膜等）相同与生俱来，它的唯一性和不易被复制的优异特点为身份鉴别供应了必要的前提，与其他种类的生物鉴别比较人脸鉴别拥有以下特点：非逼迫性：用户不需要特意配合人脸采集设备，几乎能够在没心识的状态下即可获得人脸图像，这样的取样方式没有“逼迫性”；非接触性：用户不需要和设备直接接触就能获得人脸图像；并发性：在实质应用途景下能够进行多个人脸的分拣、判断及鉴别；除此之外，还切合视觉特点：“以貌识人”的特点，以及操作简单、结果直观、隐蔽性好等特点。人脸特点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9且带有种类划分性以及类间划分性的特点。人脸特点的利害是整个人脸鉴别中最重要因素。相似性计算是指计算数据库中模板人脸与当前抓怕人脸的距离，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域自动的计算出人眼睛，鼻子，嘴巴以及脸部轮廓的地址，计算出人脸偏转的角度今后自动的把人脸更正到正脸地址。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。我们使用了基于深度学习的人脸鉴别算法，整个训练集达到10万人次总计800万训练样本。在LFW人脸鉴别数据库上，实现了99.2%以上国内顶尖的正确率。4.3系统构造4.3.1系统组网系统由前端信息采集抓拍子系统、网络传输子系统和后端平台组成。实现对通行车辆信息的采集、传输、办理、剖析与集中管理，亦实现对过往行人的人像采集、办理、剖析等。（1）前端信息采集抓拍子系统前端摄像机实现对车辆、人像综合信息的采集，包括车辆特点照片、车牌号码与颜色、车身颜色、过往人像面部特点等。摄像机内置软件完成图片信息鉴别、据缓存以及网传等功能。工控主机用作数据积蓄。（2）网络传输子系统完成系统数据信息的传输与交换。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）、设备监测数据等上传到中心管理系统。（3）后端平台完成数据信息的接入、比对、记录、剖析与共享，亦可实现盘问统计功能。由服务器安装平台软件模块组成，包括：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，图片经过视频积蓄服务器进行集中积蓄。其中，数据库服务器安装数据库软件保留系统各种数据信息；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、上下级通讯等；Web服务器安装WebServer负责向B/S用户供应访10问服务；时钟服务器安装GPS加NTP校时软件负责全网设备一致校时。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积蓄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出入口架设人脸抓拍一体化摄像机，前端摄像机对经过监测地域的过往行人会自动抓拍一张人像，并会经过自主拟订的优选策略选择角度最正确、图像最清楚的人脸而且截取标准人像。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自动鉴别性别前端摄像机对经过监测地域的过往行人抓拍人像后，内置鉴别软件可自动识别男女性别，并将鉴别结果经过网络发送至后端平台。4.4.5图像记录防篡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，防范在传输、积蓄、办理等过程中被人为更正，间隔了数据篡改的可能性。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据，以保证数据的安全性和真实性。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。11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数据积蓄功能系统采集的车辆图片、人脸图片、高清录像等数据支持前端积蓄和中心集中积蓄。前端积蓄设备包括抓拍摄像机内置的SD卡和智能终端管理设备内置的大容量硬盘，系统在前端即可实现数据的备份积蓄功能。中心积蓄是将数据保留在位于后端中心的集中积蓄系统，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）、设备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备积蓄的数据。系统支持数据的断点续传：如因网络中断或其他故障，数据无法上传至管理中心时，可暂时将数据积蓄在前端，待网络恢复后前端积蓄设备自动上传网络中断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。拥有断电自动重启动、自动侦错报错、自动监测主要设备和主要运行软件的工作状态等功能。系统具备权限管理功能，能够对不一样样对象分配不一样样种类的使用权限。系统具备日志记录功能。可记录主要设备、网络状态和主要运行软件的工作日志，还能够记录设备也许网络状态改变（重启、也许重新连接）、主要软件发生重启或故障等事件日志。系统拥有主动校时功能，24h内设备的计时误差不高出1.0s。系统具备远程保护及参数的设置等功能。12五、后端管理平台5.1系统框架后端管理平台中心业务办理框架图以下，数据从前端接收进来后分别由以下服务器进行办理，今后经由客户端进行最后的操作：5.2后端服务器简介1）视频积蓄服务器前端高清摄像码流经过数字网络传输，在视频监控平台软件的管理下，直接传输至视频网络积蓄服务器；视频网络积蓄服务器内置第三方流媒体模块和录像模块，实现前端摄像机的直写录像积蓄模式。同时视频网络积蓄服务器支持内置第三方回放模块，能够接收阅读客户端的回放指令并检索历史视频，今后经过以太网络发送给客户端回放。2）数据接收服务器接收前端设备发送回来的车牌号码、人像数据和图片，保留到数据库中。3）比对服务器13中间心系统的数据接收服务器收到各个监控点发送回来的车辆车牌号码及人像后，实时地将数据进行交融存入比对服务器中，自动进行比对报警。若是比对切合，则向客户端发送报警信息。4）智能剖析服务器实时视频剖析：系统前端视频剖析主机即可对多目标智能追踪系统前端设备采集的图像进行智能剖析，当某些监控点是一般监控设备，本系统后端管理平台亦可支持对一般中间心系统的数据接收服务器收到各个监控点发送回来的数据后，实时地将数据进行交融存入智能剖析服务器中，智能剖析服务器会对监控数据进行剖析，能自动剖析出各种异常行为，包括非法闯入禁区检测、异常奔跑检测、非法逆行检测、物品遗留检测、行为骤变检测、倒地检测、打架打架、人群非法齐聚等，如剖析出行为种类，将会将结果向客户端发出报警信息。回放视频剖析：系统支持对原始视频进行浓缩，实现快速的录像检索回放。经过设置浓缩规则，智能剖析如禁区入侵、经过绊线、人脸出现等行为，对原始视频进行浓缩，并生成事件。满足设定规则的视频保留，没有发惹祸件的视频剔除。并支持视频浓缩播放，对发生了拟订规则事件的视频正常播放，对没有发惹祸件的视频快速播放，详细的播放速度能够定制。5）客户端显示服务器传回的数据办理结果，并进行操作。145.3客户端功能介绍5.3.1功能架构客户端主要功能介绍视频播放系统支持播放前端传回的实时视频，也可支持回听任意时间段、随意地址的视频。并可依照不一样样的检索方式搜寻视频。能够按分类选择只有车、只有人、有车又有人的方式查察视频记录历史视频盘问系统支持盘问历史视频。可选择历史视频对某一监控点视频进行历史视频回放。第一选择需要回放的摄像机，今后选择回放时间段，该时间段不宜过长，最好时半小时以内，今后逐段视频进行回放。点击确定后，系统会把该时间段的时间片段全部取出。图片和事件信息显示系统支持可依照图片盘问到对应事件的信息，并在界面上显示事件详细信息，如事件发生地址、时间、事件种类等。经过此功能可快速提取重点图片方便公安刑侦人员对对应事件进行查察，快速搜寻案件线索。图片和事件关系视频盘问同时支持事件缩略图阅读，点击缩略图，可查察对应时间的原始关系图片和关系小段视频。经过此功能能够有效较少冗余视频，快速提取重点视频方便公安刑侦人员对视频进行回放，快速搜寻案件线索。建立重要案事件视频库监控图像信息与案事件信息有机组织组成案事件管理业务，方便案事件信息与媒体信息、报警信息的对应关系与检索，为大情报剖析、案事件等相关系统供应基础资源以及组织方式。将与案件相关的重要案件视频录像和抓拍图片和案件卷宗相关系，一致集中积蓄到公安案事件视频库中，案事件视频资料本源于接警记录、历史案件视频剖析记录，支持经过案件重点信息进行检索和调阅，为公安各项警务工作供应辅助研判资源和工具。黑名单布控报警系统能够手工录入或导入黑名单数据进行布控，中间心系统的数据接收服务器收到前端发送回来的车辆车牌号码及人像后，实时地将数据进行交融存入数据库服务器中，与数据库和重点人员人像库搜寻比对，若发现是黑名单车牌或嫌疑人，则向指定客户端发送告警信息包，并联动报警。真实做到嫌疑人与嫌疑车辆在城市里无立足之处。模糊图像办理使视频侦探过程中细节特点更清楚，系统支持视频图像增强功能，可选择突出或控制图像中的部分特点，经过低照度增强、去噪、去模糊、去雾等功能，使图像与视觉响应特点相般配，增强主观奏效，使得画面更加的易于观看，方便公安干警更加高效的采用重点关凝望频进行剖析。支持多种图像办理算法，实现对视频、图片的色彩、、去雾等智能办理。支持比较度增强：支持对图像的自动比较度增强。支持图像去雾：支持对雾天场景进行清楚化恢复，包括轮廓清楚化、色彩还原、比较度增大等。支持图像锐化：支持增强对象的边缘和细节，在必然程度上起到突出轮廓、去除模糊的作用。支持亮度调整：针对图像偏亮、偏暗、比较度过小等情况进行调整。系统设备状态监测系统能实时检测设备的运行状态，一经发现设备运行异常或是死机，则会提醒工作人员注意查验设备情况，除掉故障。六、系统应用6.1人脸抓拍应用一、对出入该监测地域的行人自动获得清楚人脸图片、优选并截图。比方在小区内，我们能够利用人脸抓拍功能进行小区的以下管理工作。1、针对需要设置预警的人员设置黑名单，在该类人员经过小区主出入口时发出预警，以便实时针对此类人员展动工作，如需催收催缴的人员；2、针对本小区居住人员，长时间未出入过小区的发出预警提示，该类人员可能需要进行上门巡逻；3、对非本小区居民出入发出提示警告。176.2人像比对应用对抓拍的人像图片与模版库的人像图片进行比较，给出般配结果。模版库的人像图片能够是现场抓拍图片，也能够是身份证里面的人像图片。186.3条件检索应用系统能够对获得的人像、车牌准时间、拍摄地址等条件进行检索6.4视频关系人脸应用系统能够查察某段视频录像中出现的人脸、车牌图片196.5黑名单布控应用系统可开初将车牌号码、重点监控人像进行布控，设定为黑名单库，前段系统捕获车辆和人像后与黑名单库进行鉴别比对，也能够与中心的黑名单数据库连接进行比对。在该类人员经过小区主出入