人臉識(shí)別布控系統(tǒng)方案書(shū)(20210311092224)

1、人臉布控系統(tǒng)技術(shù)方案書(shū)北京力天創(chuàng)科技有限公司2016-11目錄一、應(yīng)用背景 3二、人臉識(shí)別技術(shù)的可用性 32.1 當(dāng)前人臉識(shí)別技術(shù)水平 32.2 人臉識(shí)別技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 42.3 人臉識(shí)別在公安系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合： 42.4 西派人臉識(shí)別主要技術(shù)參數(shù) 5三、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 63.1 總體架構(gòu)圖 63.2 系統(tǒng)組成 73.3 主要業(yè)務(wù)流程 73.4 系統(tǒng)功能特點(diǎn) 93.5 組網(wǎng)要求 103.6 存儲(chǔ)要求 103.7 前端架設(shè)要求 11四、所需要的軟硬件環(huán).境 12五、主要設(shè)備參數(shù) 13應(yīng)用背景現(xiàn)在視頻監(jiān)控?zé)o處不在，視頻監(jiān)控可用于安全防范、信息獲取和指揮調(diào)度 等領(lǐng)域,但在實(shí)際中,視頻監(jiān)控通常只是錄制現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像

2、 ,用于事后作證 ,缺乏 主動(dòng)性和智能性 . 目前在視頻監(jiān)控中存在的困難有如下幾個(gè)方面：1、只監(jiān)、不控：傳統(tǒng)的監(jiān)控只實(shí)現(xiàn)視頻顯示和錄像功能，只能監(jiān)視和 查看，不能做到管控；2、被動(dòng)監(jiān)控：事件發(fā)生前無(wú)法做到自動(dòng)預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)報(bào)警，只能事后人 工分析視頻；3、人不可靠：盯著監(jiān)控屏幕，人的注意力難以持久，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保持 警惕；4、查詢困難：從視頻錄像查找指定人慢，案件發(fā)生后的追蹤難與反應(yīng) 慢；5、存儲(chǔ)量大：高清視頻占用大量的存儲(chǔ)空間，造成存儲(chǔ)時(shí)間短。為解決以上監(jiān)控系統(tǒng)面臨的問(wèn)題，西派通過(guò)自主研發(fā)的人臉識(shí)別技術(shù)，結(jié) 合現(xiàn)場(chǎng)高清視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)，能做到人臉實(shí)時(shí)檢測(cè)比對(duì)，確認(rèn)人員身份，并與 后端的黑名單庫(kù)進(jìn)行實(shí)

3、時(shí)的人臉比對(duì)，不僅能在第一時(shí)間對(duì)事件作出快速反應(yīng)， 還能快速提供事件發(fā)生前后一定時(shí)間內(nèi)的查證資料；能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)各個(gè)重 點(diǎn)、敏感地區(qū)的有效監(jiān)控，為社會(huì)治安工作提供更有效的管理手段，大大減輕 公安人員的壓力，提高效率和質(zhì)量。二、 人臉識(shí)別技術(shù)的可用性從以下幾個(gè)方面分析當(dāng)前人臉識(shí)別技術(shù)的可用性2.1 當(dāng)前人臉識(shí)別技術(shù)水平人臉識(shí)別技術(shù)作為全球最前沿的生物識(shí)別技術(shù)及圖像處理技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在 于其自然性和不被被測(cè)個(gè)體察覺(jué)的特點(diǎn)。而指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別等都不具有自然性。人臉識(shí)別利用可見(jiàn)光獲取人臉圖像信息，而不同于指紋識(shí)別或者虹膜識(shí)別，需要利用電子壓力傳感器采集指紋，或者利用紅外線采集虹膜圖像，這些 特殊的采

4、集方式很容易被人察覺(jué)，從而更有可能被偽裝欺騙。大量的國(guó)內(nèi)外正規(guī)測(cè)試證明，在照片質(zhì)量有保證的前提下，通過(guò)照片進(jìn)行 人臉識(shí)別識(shí)別的精度已經(jīng)達(dá)到了 2000 年初指紋查重的水平。也就是說(shuō)，人臉識(shí) 別技術(shù)在身份識(shí)別、身份查找等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)具備了技術(shù)條件，能夠?yàn)槲覈?guó) 的公共安全防范工作提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。人臉認(rèn)別系統(tǒng)響應(yīng)速度迅速，從比對(duì)到報(bào)警在 2 秒以內(nèi)。是人工比對(duì)確認(rèn) 的好幾倍。同時(shí)及時(shí)報(bào)警給安保與公安人員采取控制措施提供了充分的響應(yīng)時(shí) 間。同時(shí)采用人像跟蹤技術(shù)，減少同一人的照片存儲(chǔ)數(shù)量，降低數(shù)據(jù)冗余與硬 件設(shè)備的投資。2.2 人臉識(shí)別技術(shù)優(yōu)點(diǎn)自然性：適合視覺(jué)“以貌識(shí)人”的自然習(xí)慣。 隱蔽性：不

5、被察覺(jué)對(duì)于一種識(shí)別方法也很重要，這會(huì)使該識(shí)別方法不令人 反感，并且因?yàn)椴蝗菀滓鹑说淖⒁舛蝗菀妆黄垓_。非接觸性：不需要和設(shè)備直接接觸就能獲取人臉圖像。 非強(qiáng)制性：不需要專門(mén)配合設(shè)備進(jìn)行采集，幾乎可以在無(wú)意識(shí)的狀態(tài)下就 可獲取人臉圖像。并發(fā)性：可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷及識(shí)別。2.3 人臉識(shí)別在公安系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合：1. 公安系統(tǒng)緝拿在逃罪犯：基于人臉識(shí)別的照片比對(duì)系統(tǒng)幫助加快對(duì)嫌疑 人的身份確認(rèn)，減少“人海戰(zhàn)術(shù)”的低效率，在追逃、破案、尋人等 應(yīng)用中發(fā)揮巨大的能量。2. 派出所擋獲違法人員：對(duì)派出所擋獲的人員，登記筆錄，對(duì)于其中一些少數(shù)民族、聾啞人或保持沉默者等無(wú)法查證身份的人員，可拍攝照

6、片送入各種照片庫(kù)中比對(duì)，排查涉及大案要案人員，以免漏網(wǎng)；或查證 其前科，累計(jì)處理。3. 獲得視頻監(jiān)控照片：利用人臉識(shí)別系統(tǒng)的抓拍功能，自動(dòng)抓拍保存每- 個(gè)布控點(diǎn)的經(jīng)過(guò)人員的人臉圖和現(xiàn)場(chǎng)圖，事件發(fā)生后能快速檢索出。4. 一代/二代居民身份證識(shí)別：根據(jù)犯罪人員的身份證照片信息，與系統(tǒng) 照片庫(kù)中的信息資料進(jìn)行比對(duì)，提取出與證件上照片相似的人員信息, 能充分利用現(xiàn)有的二代身份證照片資源，為公安部門(mén)的工作提供高效 有利的幫助。5. 失蹤人口調(diào)查，收容救助、強(qiáng)制戒毒以及海關(guān)出入境等場(chǎng)所。2.4 西派人臉識(shí)別主要技術(shù)參數(shù)人臉識(shí)別的精度在監(jiān)控模式下的識(shí)別精度由識(shí)別率、漏識(shí)率和誤識(shí)率共同 描述。識(shí)別率是指在底庫(kù)

7、中找到與采集人臉（監(jiān)控對(duì)象）對(duì)應(yīng)的人臉圖像并報(bào) 警的幾率，拒識(shí)率是指錯(cuò)誤地漏掉了監(jiān)控對(duì)象沒(méi)有報(bào)警的幾率，誤識(shí)率是指把 監(jiān)控對(duì)象錯(cuò)認(rèn)為其他人的概率。當(dāng)前，在監(jiān)獄這樣的受控環(huán)境下，公司的人臉 識(shí)別算法在監(jiān)控模式下能夠達(dá)到下表所示的指標(biāo)：項(xiàng)目技術(shù)規(guī)格備注視頻格式支持AVI、MPEG MP4等常見(jiàn) 的視頻格式（視頻文件）若是實(shí)時(shí)視頻，支持標(biāo)準(zhǔn)的RTSP協(xié)議人臉庫(kù)規(guī)模1萬(wàn)為保持實(shí)時(shí)布控效果建議不大于1萬(wàn)多人臉庫(kù)管理支持人臉圖像大小建議大于100*100像素最小支持50*50像素，但可能導(dǎo)致 識(shí)別率降低。在像素滿足的條件下， 一張圖片最多能識(shí)別出 32人人臉識(shí)別可容忍傾 斜角度人臉左右傾斜在25以內(nèi)，上

8、下傾斜在20度以內(nèi)人臉檢測(cè)可容忍傾 斜角度人臉左右傾斜在30以內(nèi)，上 下傾斜在30度以內(nèi)動(dòng)態(tài)識(shí)別距離正常支持人與攝像機(jī)的距離在0.5M100M 之間與攝像機(jī)的分辨率以及所使用的鏡 頭焦距有關(guān)人臉特征文件2K識(shí)別率92%誤識(shí)率0.2%拒識(shí)率7.8%報(bào)警速度2秒系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)3.1總體架構(gòu)圖人臉布控系統(tǒng)采用兼容B/S和C/S的分布式系統(tǒng)架構(gòu)，包括前端布控網(wǎng)絡(luò) 攝像機(jī)、客戶端和服務(wù)器端三部分組成。人瞠園空盡務(wù)莠富尸螞L24 口千兆圖1.系統(tǒng)架構(gòu)圖24 & 丸3.2 系統(tǒng)組成3.2.1 前端布控點(diǎn)為保證人臉布控的效果，前端布控點(diǎn)所采集的圖像須保證人臉的有效像素 在 50*50 以上，為此，所選用的人臉布

9、控網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)為分辨率在 720p 以上的 高清攝像機(jī)。除了分辨率，還應(yīng)保證布控點(diǎn)所采集的每一幀圖像清晰、穩(wěn)定，由于布控 點(diǎn)往往都是運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景，要保證圖像的清晰（不模糊） ，人臉布控網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的快 門(mén)速度不能低于 1/150 秒，為此，一方面，人臉布控?cái)z像機(jī)應(yīng)具備超低照度、 寬動(dòng)態(tài)的特性，另一方面，當(dāng)布控點(diǎn)周邊光線環(huán)境不足時(shí)，應(yīng)采取必要的補(bǔ)光 措施，如頻閃燈、日光燈。3.2.2 服務(wù)器端 服務(wù)器端由中心管理服務(wù)器、人臉匹配服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器構(gòu)成。 前端布控相機(jī)采集數(shù)據(jù)圖像，然后抓拍服務(wù)器解碼、提取特征點(diǎn)形成人臉 特征文件發(fā)送到中心管理服務(wù)器，中心管理服務(wù)器負(fù)責(zé)負(fù)載均衡與調(diào)度，分配 比對(duì)任務(wù)給人

10、臉匹配服務(wù)器，人臉匹配服務(wù)器把需要比對(duì)的特征文件與存儲(chǔ)在 數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征文件進(jìn)行比對(duì)，并返回結(jié)果給客戶端。3.2.3 客戶端提供基于Windows的標(biāo)準(zhǔn)C/S客戶端，提供布控點(diǎn)管理、人臉庫(kù)管理、布控告警記錄查詢、告警管理、抓拍庫(kù)事后搜索、用戶管理、日志管理功能，是 用戶使用系統(tǒng)功能的操作平臺(tái)。提供基于安卓系統(tǒng)的移動(dòng)終端，可支持 5000人臉黑名單庫(kù)的本地人臉比對(duì)搜索，可通過(guò)3G WIFI移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接后臺(tái)服務(wù)器做1: N布控比對(duì)3.3主要業(yè)務(wù)流程1把黑名單人員注冊(cè)到人臉庫(kù)，并與人臉識(shí)別攝像機(jī)關(guān)聯(lián)；2. 當(dāng)黑名單人員經(jīng)過(guò)人臉識(shí)別攝像機(jī)區(qū)域時(shí)，2秒內(nèi)上報(bào)告警；3. 監(jiān)控中心收到告警后，平臺(tái)界面有紅色

11、告警提示，并伴有聲音提示；同 時(shí)民警隨身攜帶的移動(dòng)設(shè)備上也會(huì)收到告警信息。57.6%3.4 系統(tǒng)功能特點(diǎn)永不知疲憊的哨兵，全天候值守系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷智能檢測(cè)，無(wú)需人工操控，大幅度提高了視頻監(jiān) 控系統(tǒng)的安全防范效率。自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)報(bào)警、全天候值守。實(shí)時(shí)監(jiān)控，提供可靠資料系統(tǒng)通過(guò)對(duì)所有布控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并記錄到每一個(gè)布控點(diǎn)的人員出入 情況、開(kāi)門(mén)情況等。為某些特殊情況發(fā)生時(shí)采取緊急措施和事后分析提供準(zhǔn)確 可靠的第一手資料。避免監(jiān)控室相關(guān)人員因視頻圖像多，容易疏漏重要的險(xiǎn)情信息的問(wèn)題。天羅地網(wǎng)，多人臉多路實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)同時(shí)檢測(cè)和識(shí)別同一監(jiān)控視頻流中的多個(gè)面部。并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng) 要求，在多個(gè)重

12、要地點(diǎn)進(jìn)行同步監(jiān)控，以此達(dá)到多重防護(hù)的目的。響應(yīng)迅速、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)具備完善的報(bào)警等聯(lián)動(dòng)功能，能自動(dòng)將可疑人員自動(dòng)切換到監(jiān)視器上重點(diǎn)顯示，并發(fā)出報(bào)警聲音。從檢測(cè)出異常到產(chǎn)生告警信號(hào)只需要 2 秒。靈活豐富的多時(shí)段管理：支持設(shè)置多個(gè)時(shí)間策略，根據(jù)實(shí)際需要不同攝像機(jī)用不時(shí)間段進(jìn)行布控。多人臉庫(kù)管理支持分別建立人臉庫(kù)。 可隨時(shí)查詢?nèi)四槑?kù)中的人臉信息，或?qū)μ囟ǖ娜四?信息進(jìn)行修改、刪除等操作。人臉擴(kuò)展信息需要可定制，專門(mén)用于輔助公安進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)二次確認(rèn)。擴(kuò)展信 息包括但不限于方言口音、犯人編號(hào)等。保密設(shè)計(jì)：所有保存下來(lái)的圖片需要加密，避免被第三方直接使用。人臉抓拍事后搜索主要針對(duì)來(lái)自于前段攝像機(jī)的實(shí)時(shí)視頻，

13、通過(guò)實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)將所有出現(xiàn)人 臉的視頻幀抓拍下來(lái)并存為圖片文件。 該功能須配備人臉抓拍服務(wù)器，所有抓 拍的人臉圖片和現(xiàn)場(chǎng)圖片可集中存儲(chǔ)于抓拍服務(wù)器。所有抓拍到的人臉均可手 動(dòng)注冊(cè)入庫(kù)。 通過(guò)一張?jiān)磮D片，可在人臉抓拍庫(kù)中做人臉?biāo)阉鞅葘?duì)，按相似度 返回比對(duì)結(jié)果。操作級(jí)別和權(quán)限的設(shè)置控制系統(tǒng)的控制權(quán)限設(shè)置多個(gè)優(yōu)先級(jí)別，操作人員按照設(shè)置的操縱控制級(jí) 別只能控制其許可范圍內(nèi)的設(shè)備，防止對(duì)其他分控機(jī)房監(jiān)視畫(huà)面或操作人員的 干擾。3.5 組網(wǎng)要求網(wǎng)絡(luò)要求主要在以下兩方面：1）前端相機(jī)與抓拍服務(wù)器之間網(wǎng)絡(luò)抓拍服務(wù)器需要處理前端相機(jī)的視頻，用作人臉識(shí)別的視頻碼率在48M之間，按最大8M來(lái)規(guī)劃，另外考慮一些冗余，

14、網(wǎng)絡(luò)帶寬規(guī)劃應(yīng)在 30M以上。2）抓拍服務(wù)器與管理中心之間網(wǎng)絡(luò) 在系統(tǒng)中，前端人臉抓拍服務(wù)器提取人臉后再給數(shù)據(jù)中心進(jìn)行比對(duì)，一張 人臉占用空間大小為200 K Byte,相對(duì)而言帶寬占用非常小。普通的百兆帶寬 網(wǎng)絡(luò)完全可以滿足。例如，有 100個(gè)布控點(diǎn)，每分鐘抓拍 5人，與管理中心傳 送人臉圖片需要的帶寬如下：5X 200KBX 1024X 8X 100十 60 秒=13653333.5bit/s = 13.65Mbit/s 除了傳送抓拍到圖片，在管理中心還可能需要查看前端的視頻，為了保證 服務(wù)端提供可靠的服務(wù)和擴(kuò)展性，建議人員布控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬規(guī)劃為100M/bits 。3.6 存儲(chǔ)要求人臉

15、識(shí)別系統(tǒng)會(huì)存儲(chǔ)抓拍到的圖片，主要是存儲(chǔ)人臉抓拍相機(jī)抓拍的現(xiàn)場(chǎng)照片（200KByte/人）、人臉照片（10KByte/人）、特征（2KByte/人）以及比 對(duì)記錄數(shù)據(jù)記錄、日志等；所需要的存儲(chǔ)需求與抓拍相機(jī)數(shù)量，以及需要存儲(chǔ)的時(shí)長(zhǎng)有關(guān)。以每臺(tái)攝 像機(jī)平均 1 分鐘抓拍 5 人為例，則中心存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)照片所需要占用空間計(jì)算公式 如下：存儲(chǔ)需要=5 X 200K X 60分X 24小時(shí)X人臉抓拍相機(jī)數(shù)X需要存儲(chǔ)天數(shù)例如：有 5 臺(tái)人臉抓拍相機(jī)數(shù)，人臉數(shù)據(jù)需要保存 90天，所需存儲(chǔ)空間如下：5X 200KX 60 分鐘 X 24小時(shí)X 5X 90=648000000K=618G3.7前端架設(shè)要求為了確保識(shí)

16、別效果，使抓拍到的人臉光線好、臉正。攝像頭和IPC需要按如下要求架設(shè)USB攝像頭與人臉距離在1.5m左右；IPC分別率為720p或1080p；IPC快門(mén)在 1/1501/250 ；室內(nèi)照度建議在200lux以上，人臉左右或上下照度差值不要超過(guò)50lux ；IPC架設(shè)高度h在2.0-2.8m之間；IPC的俯視角度a小于13度；IPC安裝示意圖如下:不同鏡頭的焦距、決定了監(jiān)控的寬度和距離，安裝時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)照 如下表選取安裝點(diǎn)。監(jiān)控寬度W（米）監(jiān)控距離U（米）鏡頭焦距（mm）相機(jī)架設(shè) 高度（米）俯視角（度）2.52.582.313 32.53.5122.513 32.55162.813 32.

17、57253.313 32282.213 323122.413 324162.613 32625313 31.51.58213土 31.52122.213土 31.53162.413 31.54.5252.813 3四、所需要的軟硬件環(huán)境項(xiàng)目名稱詳細(xì)描述硬件要求網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)720P以上分辨率抓拍服務(wù)器前端視頻分析，識(shí)別并抓取視頻中的人臉比對(duì)服務(wù)器把抓拍到的人臉與人臉庫(kù)做比對(duì)運(yùn)算數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)人臉庫(kù)和抓拍圖片運(yùn)行環(huán)境操作系統(tǒng)服務(wù)端 CentOS 6.3、客戶端 win7/win8數(shù)據(jù)庫(kù)mysql 5.5 /oracle 11g瀏覽器ie9及以上版本網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以太網(wǎng)100M或1000M網(wǎng)絡(luò)，視布控點(diǎn)規(guī)模五、主要設(shè)備參數(shù)系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)如下表：設(shè)備名稱配件參數(shù)人臉比對(duì)服務(wù)器處理器In tel至強(qiáng)雙路4核，主頻2GHz以上內(nèi)存64G DDR3 1333MHz硬盤(pán)300G SAS HDD 15000 rpm網(wǎng)絡(luò)雙千兆以太網(wǎng)口電源額定功率460W，最大功率 550W人臉數(shù)據(jù)服務(wù)器處理器In tel Xeon E3-1220 V2內(nèi)存8G DDR3 1333MHz