人臉識別布控系統(tǒng)方案書

1、.人臉布控系統(tǒng)技術(shù)方案書北京力天創(chuàng)科技有限公司2016-11.目 錄一、應(yīng)用背景3二、人臉識別技術(shù)的可用性42.1當(dāng)前人臉識別技術(shù)水平.42.2人臉識別技術(shù)優(yōu)點.52.3人臉識別在公安系統(tǒng)應(yīng)用場合：.52.4西派人臉識別主要技術(shù)參數(shù).6三、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計73.1總體架構(gòu)圖 .73.2系統(tǒng)組成 .83.3主要業(yè)務(wù)流程.93.4系統(tǒng)功能特點.93.5組網(wǎng)要求 .113.6存儲要求 .123.7前端架設(shè)要求.12四、所需要的軟硬件環(huán)境14五、主要設(shè)備參數(shù)14.一、 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 , 但在實際中 , 視頻監(jiān)控通常只是錄制現(xiàn)場視頻圖像,

2、 用于事后作證 , 缺乏主動性和智能性 . 目前在視頻監(jiān)控中存在的困難有如下幾個方面：1、只監(jiān)、不控：傳統(tǒng)的監(jiān)控只實現(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、被動監(jiān)控：事件發(fā)生前無法做到自動預(yù)測、實時報警，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，無法長時間保持警惕；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、存儲量大：高清視頻占用大量的存儲空間，造成存儲時間短。為解決以上監(jiān)控系統(tǒng)面臨的問題，西派通過自主研發(fā)的人臉識別技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場高清視頻監(jiān)控攝像機， 能做到人臉實時檢測比對， 確認(rèn)人員身份， 并與后端.的黑名單庫進行實時的人

3、臉比對，不僅能在第一時間對事件作出快速反應(yīng)，還能快速提供事件發(fā)生前后一定時間內(nèi)的查證資料；能實現(xiàn)監(jiān)控中心對各個重點、 敏感地區(qū)的有效監(jiān)控， 為社會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、 人臉識別技術(shù)的可用性從以下幾個方面分析當(dāng)前人臉識別技術(shù)的可用性2.1當(dāng)前人臉識別技術(shù)水平人臉識別技術(shù)作為全球最前沿的生物識別技術(shù)及圖像處理技術(shù)，其優(yōu)勢在于其自然性和不被被測個體察覺的特點。 而指紋識別、虹膜識別等都不具有自然性。人臉識別利用可見光獲取人臉圖像信息，而不同于指紋識別或者虹膜識別，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，這些特殊的采集方式很容易

4、被人察覺，從而更有可能被偽裝欺騙。大量的國內(nèi)外正規(guī)測試證明， 在照片質(zhì)量有保證的前提下， 通過照片進行人臉識別識別的精度已經(jīng)達到了2000 年初指紋查重的水平。也就是說，人臉識別技術(shù)在身份識別、 身份查找等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)具備了技術(shù)條件，能夠為我國的公共安全防范工作提供強有力的技術(shù)保障。人臉認(rèn)別系統(tǒng)響應(yīng)速度迅速， 從比對到報警在2 秒以內(nèi)。是人工比對確認(rèn)的好幾倍。同時及時報警給安保與公安人員采取控制措施提供了充分的響應(yīng)時間。同時采用人像跟蹤技術(shù)， 減少同一人的照片存儲數(shù)量， 降低數(shù)據(jù)冗余與硬件設(shè)備的投資。.2.2人臉識別技術(shù)優(yōu)點自然性：適合視覺“以貌識人”的自然習(xí)慣。隱蔽性：不被察覺對于一種識別

5、方法也很重要，這會使該識別方法不令人反感，并且因為不容易引起人的注意而不容易被欺騙。非接觸性：不需要和設(shè)備直接接觸就能獲取人臉圖像。非強制性：不需要專門配合設(shè)備進行采集，幾乎可以在無意識的狀態(tài)下就可獲取人臉圖像。并發(fā)性：可以同時進行多個人臉的分揀、判斷及識別。2.3人臉識別在公安系統(tǒng)應(yīng)用場合：公安系統(tǒng)緝拿在逃罪犯：基于人臉識別的照片比對系統(tǒng)幫助加快對嫌疑人的身份確認(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。派出所擋獲違法人員：對派出所擋獲的人員，登記筆錄，對于其中一些少數(shù)民族、聾啞人或保持沉默者等無法查證身份的人員，可拍攝照片送入各種照片庫中比對，排查涉及大案要案人

6、員，以免漏網(wǎng)；或查證其前科，累計處理。獲得視頻監(jiān)控照片：利用人臉識別系統(tǒng)的抓拍功能，自動抓拍保存每一個布控點的經(jīng)過人員的人臉圖和現(xiàn)場圖，事件發(fā)生后能快速檢索出。一代 / 二代居民身份證識別： 根據(jù)犯罪人員的身份證照片信息， 與系統(tǒng)照片庫中的信息資料進行比對，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， 為公安部門的工作提供高效有利.的幫助。失蹤人口調(diào)查，收容救助、強制戒毒以及海關(guān)出入境等場所。2.4西派人臉識別主要技術(shù)參數(shù)人臉識別的精度在監(jiān)控模式下的識別精度由識別率、漏識率和誤識率共同描述。識別率是指在底庫中找到與采集人臉（監(jiān)控對象） 對應(yīng)的人臉圖像并報警的幾率，拒識

7、率是指錯誤地漏掉了監(jiān)控對象沒有報警的幾率，誤識率是指把監(jiān)控對象錯認(rèn)為其他人的概率。 當(dāng)前，在監(jiān)獄這樣的受控環(huán)境下，公司的人臉識別算法在監(jiān)控模式下能夠達到下表所示的指標(biāo)：項目技術(shù)規(guī)格備注支持 AVI 、MPEG、MP4等常見的若是實時視頻， 支持標(biāo)準(zhǔn)的 RTSP協(xié)視頻格式議視頻格式（視頻文件）人臉庫規(guī)模為保持實時布控效果建議不大于11 萬萬多人臉庫管理支持最小支持 50*50 像素，但可能導(dǎo)致人臉圖像大小識別率降低。 在像素滿足的條件下，建議大于 100*100 像素一張圖片最多能識別出32 人人臉識別可容忍傾人臉左右傾斜在25 以內(nèi)，上下斜角度傾斜在 20 度以內(nèi)人臉檢測可容忍傾人臉左右傾斜在

8、30 以內(nèi)，上下斜角度傾斜在 30 度以內(nèi)動態(tài)識別距離正常支持人與攝像機的距離在與攝像機的分辨率以及所使用的鏡0.5M100M 之間頭焦距有關(guān)人臉特征文件2K識別率92%誤識率0.2%拒識率7.8%報警速度2 秒.三、 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計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、客戶端和服務(wù)器端三部分組成。圖1.系統(tǒng)架構(gòu)圖.3.2系統(tǒng)組成3.2.1前端布控點為保證人臉布控的效果， 前端布控點所采集的圖像須保證人臉的有效像素在50*50 以上，為此，所選用的人臉布控網(wǎng)絡(luò)攝像機應(yīng)為分辨率在720p 以上的高清攝像機。除了分辨率， 還應(yīng)保證布控點所采

9、集的每一幀圖像清晰、穩(wěn)定，由于布控點往往都是運動場景，要保證圖像的清晰（不模糊），人臉布控網(wǎng)絡(luò)攝像機的快門速度不能低于 1/150 秒，為此，一方面，人臉布控攝像機應(yīng)具備超低照度、寬動態(tài)的特性，另一方面，當(dāng)布控點周邊光線環(huán)境不足時，應(yīng)采取必要的補光措施，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)庫服務(wù)器構(gòu)成。前端布控相機采集數(shù)據(jù)圖像，然后抓拍服務(wù)器解碼、提取特征點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，分配比對任務(wù)給人臉匹配服務(wù)器，人臉匹配服務(wù)器把需要比對的特征文件與存儲在數(shù)據(jù)庫中的特征文件進行比對，并返回結(jié)果給客戶端。3

10、.2.3客戶端提供基于 Windows的標(biāo)準(zhǔn) C/S客戶端，提供布控點管理、人臉庫管理、布控告警記錄查詢、告警管理、抓拍庫事后搜索、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。提供基于安卓系統(tǒng)的移動終端，可支持5000 人臉黑名單庫的本地人臉比對.搜索，可通過 3G、WIFI 移動網(wǎng)絡(luò)連接后臺服務(wù)器做1：N 布控比對。3.3主要業(yè)務(wù)流程把黑名單人員注冊到人臉庫，并與人臉識別攝像機關(guān)聯(lián)；當(dāng)黑名單人員經(jīng)過人臉識別攝像機區(qū)域時， 2 秒內(nèi)上報告警；監(jiān)控中心收到告警后，平臺界面有紅色告警提示，并伴有聲音提示；同時民警隨身攜帶的移動設(shè)備上也會收到告警信息。3.4系統(tǒng)功能特點永不知疲憊的哨兵，全

11、天候值守.系統(tǒng)可實現(xiàn) 24 小時不間斷智能檢測，無需人工操控，大幅度提高了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全防范效率。自動發(fā)現(xiàn)、自動報警、全天候值守。實時監(jiān)控，提供可靠資料系統(tǒng)通過對所有布控點進行實時監(jiān)控，并記錄到每一個布控點的人員出入情況、開門情況等。為某些特殊情況發(fā)生時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，容易疏漏重要的險情信息的問題。天羅地網(wǎng)，多人臉多路實時監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)同時檢測和識別同一監(jiān)控視頻流中的多個面部。并可根據(jù)現(xiàn)場要求，在多個重要地點進行同步監(jiān)控，以此達到多重防護的目的。響應(yīng)迅速、自動報警系統(tǒng)具備完善的報警等聯(lián)動功能， 能自動將可疑人員自動切換到監(jiān)視

12、器上重點顯示，并發(fā)出報警聲音。從檢測出異常到產(chǎn)生告警信號只需要2 秒。靈活豐富的多時段管理 ：支持設(shè)置多個時間策略，根據(jù)實際需要不同攝像機用不時間段進行布控。多人臉庫管理支持分別建立人臉庫。可隨時查詢?nèi)四槑熘械娜四樞畔?，或?qū)μ囟ǖ娜四樞畔⑦M行修改、刪除等操作。人臉擴展信息需要可定制，專門用于輔助公安進行現(xiàn)場二次確認(rèn)。擴展信息包括但不限于方言口音、犯人編號等。.保密設(shè)計：所有保存下來的圖片需要加密，避免被第三方直接使用。人臉抓拍事后搜索主要針對來自于前段攝像機的實時視頻，通過實時人臉檢測將所有出現(xiàn)人臉的視頻幀抓拍下來并存為圖片文件。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)場圖片可集中存

13、儲于抓拍服務(wù)器。所有抓拍到的人臉均可手動注冊入庫。通過一張源圖片，可在人臉抓拍庫中做人臉?biāo)阉鞅葘?，按相似度返回比對結(jié)果。操作級別和權(quán)限的設(shè)置控制系統(tǒng)的控制權(quán)限設(shè)置多個優(yōu)先級別，操作人員按照設(shè)置的操縱控制級別只能控制其許可范圍內(nèi)的設(shè)備，防止對其他分控機房監(jiān)視畫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的視頻，用作人臉識別的視頻碼率在48M之間，按最大 8M來規(guī)劃，另外考慮一些冗余，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)中心進行比對，一張人臉占用空間大小為

14、200 K Byte ，相對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 個布控點，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：5200KB1024810060 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 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存儲要求人臉識別系統(tǒng)會存儲抓拍到的圖片，主要是存儲人臉抓拍相機抓拍的現(xiàn)場照片（ 200KByte/ 人）、人臉照片（ 10KByte/ 人）、特征（ 2KByte/ 人）以及比對記錄數(shù)

15、據(jù)記錄、日志等；所需要的存儲需求與抓拍相機數(shù)量，以及需要存儲的時長有關(guān)。以每臺攝像機平均 1 分鐘抓拍 5 人為例，則中心存儲現(xiàn)場照片所需要占用空間計算公式如下：存儲需要 =5200K60 分24 小時人臉抓拍相機數(shù)需要存儲天數(shù)例如：有 5 臺人臉抓拍相機數(shù)，人臉數(shù)據(jù)需要保存90 天，所需存儲空間如下：5200K60 分鐘24 小時590=648000000 K=618G3.7前端架設(shè)要求為了確保識別效果，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 快門在 1/1501/250 ；

16、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50lux ；IPC 架設(shè)高度 h 在 2.0-2.8m 之間；IPC 的俯視角度小于13 度；IPC 安裝示意圖如下：通道出入口d水平線h不同鏡頭的焦距、決定了監(jiān)控的寬度和距離，安裝時可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境對照如下表選取安裝點。監(jiān)控寬度監(jiān)控距離鏡頭焦距相機架設(shè)俯視角W（米）U(米)(mm)高度（米）（度）2.52.582.31332.53.5122.51332.55162.81332.57253.31332282.213323122.413324162.613326253133.1.51.5821331.52122.21331.53162

17、.41331.54.5252.8133四、所需要的軟硬件環(huán)境項目名稱詳細(xì)描述硬件要求網(wǎng)絡(luò)攝像機720P 以上分辨率抓拍服務(wù)器前端視頻分析，識別并抓取視頻中的人臉比對服務(wù)器把抓拍到的人臉與人臉庫做比對運算數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲人臉庫和抓拍圖片運行環(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).人臉比對服務(wù)器人臉數(shù)據(jù)服務(wù)器中心管理服務(wù)器人臉抓拍服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)攝像機.處理器Intel 至強雙路4 核，主頻 2GHz以上內(nèi)存64G DDR3 1333MHz硬盤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處理器Intel Xeon E3-1220 V2內(nèi)存8G DDR3 1333MHz硬盤1T SAS HDD 15000rpm網(wǎng)絡(luò)雙千兆以太網(wǎng)口電源額定功率 460W，最大功率 55