人臉抓拍比對系統(tǒng)方案

人臉抓拍比對系統(tǒng)引導方案目錄1 人臉識別的優(yōu)勢 32 應用場景 43 系統(tǒng)設計 53.1 系統(tǒng)簡介 53.2 系統(tǒng)架構 53.3 系統(tǒng)功能 63.3.1 人臉抓拍 63.3.2 人臉比對識別 73.3.3 人臉后檢索 93.3.4 查詢 103.3.5 其他功能 113.4 攝像機選型及架設要求 123.4.1 攝像機選擇 123.4.2 鏡頭選擇 123.4.3 安裝位置選擇 143.4.4 人臉成像要求 154 性能指標 165 人臉抓拍比對系統(tǒng)局限性 176 配置清單 197 主要設備介紹 207.1 iDS-2CD976/F產品介紹 207.1.1 產品概述 207.1.2 功能特點 207.1.3 面板說明 217.1.4 智能典型應用 237.1.5 技術參數 247.1.6 訂貨型號 247.2 人臉抓拍比對智能分析服務器產品介紹 257.2.1 產品概述 257.2.2 功能特性 257.2.3 面板說明 267.2.4 智能典型應用 277.2.5 技術參數 287.2.6 訂貨型號 28

人臉識別的優(yōu)勢在當今社會信息安全問題備受人們的關注。自身安全和個人財產及隱私保護成為這個時代的熱門話題。基于密碼、個人識別碼（PIN）、磁卡和鑰匙等傳統(tǒng)身份識別技術存在明顯的缺陷：容易遺忘、丟失或被偽造，更為嚴重的是傳統(tǒng)的身份識別技術無法真正的區(qū)分擁有者和冒充者。在這樣一個背景下，人們把目光投向了生物特征識別技術（Biometrics）-利用人體固有的生理特征或行為特征來進行身份的鑒別或確認。生理特征通常是指人類個體“與生俱來、獨一無二”的生理特征，如人臉、指紋、虹膜、掌紋、手形、視網膜、耳郭、DNA等；行為特征通常是指人類個體的習慣性行為特點，如簽名、聲紋、步態(tài)等。相比傳統(tǒng)的身份鑒定手段，生物特征識別技術具有不易遺忘或丟失、防偽性能好、隨身攜帶等優(yōu)點，這些優(yōu)點可以從根本上杜絕偽造和竊取。與其它生物特征識別技術相比，人臉識別在實用性方面具有獨到的技術優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下方面：不需要檢測人員配合，具有操作隱蔽性強，因為不容易引起人的注意而不容易被欺騙。利用采集指紋、虹膜等，這些特殊的采集方式很容易被人察覺，從而更有可能被偽裝欺騙。采用非接觸式采集，沒有侵犯性，不會令人反感，容易被接受。而指紋、虹膜采集往往給人造成不適的感覺。并發(fā)性，即實際應用場景下可以進行多個人臉的抓拍、判斷及識別。事后追蹤能力強，簡單易用，普通操作人員即可進行判斷核實。而普通人一般不具備對于指紋、虹膜的判斷能力。實現(xiàn)設備通用、簡單，尤其是采集設備成本較低。而虹膜采集儀、DNA鑒別儀等都需要專用的采集設備，而且設備昂貴。

應用場景目前人臉抓拍比對系統(tǒng)主要應用在以下幾個方面：企業(yè)、住宅安全和管理等：在一些關鍵出入口、通道等卡口位置加強對進出人員的管理和安全防范。主要應用在對一些敏感人員布控，一旦發(fā)現(xiàn)可疑人員進出（黑名單人員），系統(tǒng)自動報警，并提示安保人員。公安、司法和刑偵：針對一些人員密集區(qū)域（如車站、地鐵站、機場、社區(qū)等）的關鍵出入口、通道等卡口位置做人臉識別，實現(xiàn)搜捕嫌疑犯、逃犯等。重要通關口岸的身份驗證：主要是實現(xiàn)對進出口岸人員和電子護照及身份證等信息的核實和確認。

系統(tǒng)設計系統(tǒng)簡介?？低曂ㄟ^多年的潛心研發(fā)，成功推出了人臉抓拍比對系統(tǒng)，系統(tǒng)主要采用具有自主知識產權的人臉檢測算法、人臉跟蹤算法、人臉質量評分算法以及人臉識別算法。其實現(xiàn)了實時人臉抓拍建模、實時黑名單比對報警和人臉后檢索等功能。系統(tǒng)架構系統(tǒng)前端高清網絡攝像機或人臉抓拍機、人臉智能分析服務器、存儲設備、客戶端管理軟件等組成。前端攝像機：前端攝像機有兩種選擇，可以采用普通高清網絡攝像機或者人臉抓拍機。普通高清網絡攝像機主要實現(xiàn)圖像采集、編碼等功能。人臉抓拍機不僅實現(xiàn)普通高清網絡攝像機的所有功能，其DSP內置智能分析算法，還能對人臉進行自動捕獲、跟蹤、抓拍的功能。人臉抓拍機分擔了人臉智能分析服務器的人臉抓拍運算量，使人臉智能分析服務器能有更多的資源用來人臉的建模、比對識別等功能。人臉智能分析服務器:人臉智能分析服務器主要實現(xiàn)對前端攝像機采集的圖像進行人臉抓拍、建模、比對識別以及后檢索功能。針對小型人臉系統(tǒng)，人臉抓拍、建模、比對識別以及后檢索功能可以在一臺人臉智能分析服務器中全部完成。對于一些大型人臉系統(tǒng)中，涉及人臉算法的高運算量，我們推薦使用人臉抓拍機，在前端攝像機中實現(xiàn)人臉抓拍功能，在后端將人臉建模、比對功能和人臉后檢索功能分別采用兩臺人臉智能分析服務器來實現(xiàn)。存儲設備：系統(tǒng)可以根據不同的規(guī)模和實際環(huán)境選擇NVR或IPSAN等。另外我們建議架設單獨的數據庫服務器專門存儲人臉系統(tǒng)的數據。客戶端管理平臺：客戶端管理平臺主要實現(xiàn)人臉抓拍機、人臉智能分析服務器、報警聯(lián)動等配置和管理?？蛻舳藢崿F(xiàn)對圖像的預覽、各種報警信息的查看等操作。整體系統(tǒng)結構如下圖所示：系統(tǒng)架構拓撲圖系統(tǒng)功能人臉抓拍本系統(tǒng)能夠對經過設定區(qū)域的行人進行人臉檢測和人臉跟蹤，并形成該行人的特定軌跡，然后利用人臉質量評分算法從人臉軌跡中篩選出最為清晰的人臉圖像作為該行人的抓拍圖像。具體流程如下圖所示。人臉抓拍流程圖人臉抓拍界面示意圖人臉比對識別 系統(tǒng)可以按通道對人臉進行布防，每個通道可以單獨配置黑名單數據庫，實現(xiàn)單獨布防。人臉比對識別主要是利用人臉識別算法對抓拍到的人臉圖像進行建模，同時與黑名單數據庫中的人臉模型進行實時比對，如果人臉的相識度達到設定閥值，系統(tǒng)自動可通過聲音等方式進行預警，提醒監(jiān)控管理人員。監(jiān)控管理人員可以根據雙擊報警信息查看抓拍原圖和錄像進行核實。具體流程如下圖所示。人臉比對識別流程圖人臉比對識別界面示意圖人臉檢索人臉檢索功能，在系統(tǒng)中輸入待查詢的人臉照片，系統(tǒng)自動檢測出照片中的人臉信息并截取人臉，用戶選擇需要檢索的人臉后進行相似度、時間段等參數設置后開始檢索，最后檢索出的相似人臉的結果會在界面上顯示出來。具體流程如下圖所示。人臉檢索流程圖人臉檢索界面示意圖查詢人臉系統(tǒng)查詢包括黑名單報警查詢和人臉抓拍查詢。我們可以通過時間、通道等相關參數快速查詢信息。黑名單報警：可以查詢某個時間段、通道的所有報警事件，并可詳細查看報警詳細信息。人臉抓拍查詢：可以查詢某個時間段、通道的所有抓拍人臉事件，并可詳細查看圖片、具體抓拍時間點等信息。黑名單報警查詢界面示意圖人臉抓拍查詢界面示意圖其他功能 此系統(tǒng)同時具備傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)包括的視頻預覽、設備管理、智能配置、報警設置、用戶管理等功能。

攝像機選型及架設要求攝像機選擇攝像機一般選用百萬高清攝像機。由于需要保證拍攝到的圖像中的人臉區(qū)域像素不小于80*80像素，因此攝像機的型號與監(jiān)控范圍有著密切關系，具體選型如下表所示。監(jiān)控區(qū)域寬度像素要求推薦型號備注3-5米500萬高清——<3米200萬高清iDS-2CD976/F前端抓拍處理<2130萬高清iDS-2CD864FWD-E(W)/F前端抓拍處理<1標清DS-2CD893PF(NF)-E(W)注意：如果監(jiān)控區(qū)域寬度在5米現(xiàn)場環(huán)境復雜多樣，根據具體得實際環(huán)境，攝像機還需要考慮到以下幾個方面：支持低照度、寬動態(tài)等功能——主要考慮室內光線偏暗，或逆光情況。支持自動光圈——夜晚抓拍或光線變化劇烈場所。鏡頭選擇不同的相機、鏡頭焦距、監(jiān)控的寬度也決定了其不同的監(jiān)控距離和攝像機架設。其之間的換算關系如下U≈f*W/ah=U*tan(13*3.1415926/180)+1.7senser粑面尺寸a（mm）監(jiān)控寬度W（米）監(jiān)控距離U(米)鏡頭焦距f(mm)相機架設高度h（米）攝像機類型senser粑面尺寸a（mm）監(jiān)控寬度W（米）監(jiān)控距離U(米)鏡頭焦距(mm)相機架設高度（米）俯視角（度）9782.313°±3°97122.513°±3°9768.52.55162.813°±3°9768.52.57253.313°±3°9768.52.51035413°±3°9768.52.515505.213°±3°9768.52282.213°±3°9768.523122.413°±3°9768.524162.613°±3°9768.52625313°±3°9768.528353.513°±3°9768.5212504.513°±3°978213°±3°9768.51.52122.213°±3°9768.51.53162.413°±3°97252.813°±3°9768.51.5635313°±3°9768.51.59503.813°±3°86461.5282.213°±3°86461.53122.413°±3°86461.54162.613°±3°86461.5625313°±3°86461.59353.813°±3°86461.513504.713°±3°864611.58213°±3°864612122.213°±3°864612.8162.413°±3°864614252.613°±3°86461635313°±3°864618.5503.713°±3°898213°±3°8934.80.82122.213°±3°89162.413°±3°89252.813°±3°8934.80.8635313°±3°89503.713°±3°

安裝位置選擇攝像機設在通道正前方，正面抓拍人臉，左右偏轉<30°，上下偏轉<15°建議架設高度h大約2.0-3.5米推薦攝像機的俯視角度α=15度。d和選用的不同鏡頭的焦距有關系，焦點在通道出入口，且人臉像素大小不小于80*80像素。注意：攝像機架設位置主要目的是要抓拍到一張正面清晰人臉照片，且需要盡量避免前后人臉遮擋情況。詳細位置的選點和鏡頭選擇有關系，可以查看鏡頭選擇章節(jié)中的詳細列表。

人臉成像要求太暗圖像太暗圖像太亮圖像標準亮度、相機高度、俯視角的成像效果太暗圖像太暗圖像太亮圖像標準亮度、相機高度、俯視角的成像效果性能指標 性能指標包括人臉抓拍率、建模成功率和比對性能等指標。人臉抓拍率： 對于光線較好的監(jiān)控環(huán)境下，正常的人臉抓拍率可以達到95%左右（其中抓拍到的人臉姿態(tài)偏轉在左右60度之內、上下偏轉30度之內），即100個人經過，大約有95個人的臉會被準確抓拍。建模成功率： 由于當前的人臉識別主要針對準正面人臉進行（左右偏轉30度，上下偏轉15度，臉部區(qū)域分辨率不能低于80*80個像素，且成像清晰），因此在建模時必須要對抓拍到的人臉進行篩選。如果滿足上述條件，建模成功率不低于90%，即100個人經過，大約有90個人的臉能夠符合建模標準。比對性能： 人臉比對性能與黑名單注冊圖像質量和黑名單數據庫大小密切相關，性能指標主要從由兩個指標進行衡量：誤拒率和誤識率，誤拒率是指黑名單人員漏報的比率，誤識率是指錯誤報警的比率。一般情況下如果錯誤報警越多（誤識率越高），那么漏報的可能性就越小（誤拒率越低），如果錯誤報警越少（誤識率越低），那么漏報的可能性就越大（誤拒率越高）。在非常理想情況下（注冊圖像的采集環(huán)境與真實監(jiān)控環(huán)境接近，包括相機型號與架設角度一致且近一年之內采集），誤識率為千分之一情況下，誤拒率小于10%，也就是說有90%以上為正確識別，系統(tǒng)可以根據客戶實際需要設置不同的人臉相識度閥值來調節(jié)誤識率和誤拒率之間關系。另外，人臉比對性能和黑名單注冊圖像質量、數據庫大小、環(huán)境、光線等因素影響很大，具體比對性能視實際場景及實際注冊圖像質量而定。

人臉抓拍比對系統(tǒng)局限性雖然人臉識別有其得天獨厚的優(yōu)勢和廣泛的應用范圍。但是目前國內外的人臉識別的技術還不是特別成熟。人臉識別率的高低還受很多條件的限制，所以詳細得了解人臉抓拍比對系統(tǒng)的局限性是系統(tǒng)應用好壞的一個關鍵環(huán)節(jié)。相似性不同人臉之間的區(qū)別不大，所有的人臉的結構都相似，甚至有些人臉器官的結構外形都很相似。這種情況對人臉識別率有很大影響。本系統(tǒng)客戶可以手動調節(jié)相識度的大小進行自動預警（如大于80%的相識度才報警），相識度越高識別的準確率也就越高，但是同時漏報的可能性也會增加。所以系統(tǒng)對人臉相識度的設置就顯得非常重要，客戶可以根據實際情況合理的調節(jié)其大小。易變性人臉的外形很不穩(wěn)定，在不同年齡，不同時間段人臉也會不同的變化，當然對人臉識別率高低也會產生一定影響。所以導入黑名單時，我們需要盡量選擇最近時間的人臉照片。照片質量人臉照片質量的好壞直接影響到識別的效果，照片質量包括清晰度、人臉大小的分辨率等。人臉照片包括前端高清攝像機抓拍到人臉的照片和導入黑名單庫中的照片。所以導入黑名單時，我們需要選擇盡量清晰的人臉照片。人臉照片的角度人臉照片一般需要一張正面人臉的清晰照片。如果始終沒有一張正面人臉的清晰照片，其會大大影響其識別率的高低。所以導入黑名單時，我們需要盡量選擇正面的人臉照片。遮擋物干擾人臉會有很多遮蓋物（例如口罩、墨鏡、頭發(fā)等）多方面因素的影響，其也會對人臉識別率高低產生一定影響。所以導入黑名單時，我們需要盡量選擇沒有遮擋的人臉照片。光線的影響光線的變化會大大影響人臉的外觀，從而影響識別的性能?，F(xiàn)代人臉識別技術的多項測試都表明光照變化仍是實用人臉識別系統(tǒng)的瓶頸之一。所以現(xiàn)場環(huán)境盡量選擇光線變化不大的場景，同時做好補光。黑名單來源目前我們黑名單導入有三種方式進行添加，分別是前端攝像機、已有照片和身份證照。目前識別率最高的是通過前端攝像機采集的人臉照片作為黑名單，其次是已有照片（其他攝像機的照片或數碼相機照的相片等），最后是公安庫中的二代身份證照片。黑名單數據庫的大小由于CPU的運算處理能力是有限的，人臉的比對識別對實時性又非常高，所以我們一般建議黑名單數量在1000個以下。

配置清單設備名稱推薦型號規(guī)格數量備注人臉抓拍機iDS-2CD976/F監(jiān)控區(qū)域<3帶人臉抓拍功能，二選一iDS-2CD864FWD-E/F監(jiān)控區(qū)域<2人臉抓拍比對服務器iVMS-6200E-HW/F實現(xiàn)人臉建模、比對前端選擇人臉抓拍機選擇該款服務器人臉檢索服務器iVMS-6200E-HW/F實現(xiàn)人臉檢索僅實現(xiàn)人臉抓拍的話，可刪除本服務器存儲設備NVR或IPSAN存儲錄像人臉分析管理軟件iVMS-6000標配支持10個IP1套

主要設備介紹iDS-2CD976/F產品介紹產品概述iDS-2CD976/F人臉抓拍機采用高清晰逐行掃描傳感器，具有清晰度高、低照度、幀率高、色彩還原度好等特點，其DSP中內嵌人臉抓拍算法，能對圖像中的人臉進行檢測、跟蹤和抓拍，可廣泛應用于人員卡口系統(tǒng)。人員卡口系統(tǒng)可以通過設卡，利用人臉抓拍機對經過卡口的行人進行治安監(jiān)控及抓拍，并通過網絡將抓拍數據上傳至后臺人臉分析服務器，利用后臺人臉分析服務器上的智能人臉分析技術實現(xiàn)實時人臉識別和動態(tài)報警，為公安部門實現(xiàn)人員的管理提供準確的輔助信息。功能特點同時支持編碼和抓拍功能，采用先進的視頻壓縮技術，壓縮比高，且處理非常靈活支持人臉抓拍和人臉圖片上傳功能，滿足人員卡口應用的基本需求支持智能人臉錄像檢索功能信息疊加功能H264，JPEG編碼攝像機參數配置功能：曝光速度、AGC控制、白平衡方式控制等本地視頻，方便調試SD/SDHC本地存儲超強的網絡功能

面板說明側面板說明圖2.2.1序號描述1鏡頭接口（CS型）2固定支架安裝座3自動光圈鏡頭插座自動光圈鏡頭插座接口類型為陰式方四孔型，其各個針定義如圖2.2.2。視頻驅動自動光圈接口使用三個針，即電源正、視頻、接地；直流驅動自動光圈接口使用四個針，即阻尼正、阻尼負、驅動正、驅動負。圖2.2.后面板說明圖2.2.序號描述1F1+,F1-,F2+,F2-,F3+,F3-：觸發(fā)輸出接口2T1,T2,T3,T4,GND：暫不用，保留3RS-485接口410M/100M自適應標準以太網口5VIDEOOUT：模擬視頻輸出接口6RESET：暫不用，保留7RS-232接口8電源接口9POWER：電源指示燈10SD卡插槽11AUDIOIN：暫不用，保留12AUDIOOUT：暫不用，保留13GND接地端

技術參數型號參數iDS-2CD976/F200萬1/1.8"CCD智能交通網絡攝像機攝像機傳感器類型1/1.8"SONYProgressiveScanCCD最小照度0.1Lux@(F1.2,AGCON)快門1/25秒至1/30,000秒鏡頭接口類型C/CS接口自動光圈DC驅動壓縮標準視頻壓縮標準H.264壓縮輸出碼率32Kbps~16Mbps圖像圖像格式JPEG最大圖像尺寸1600×1200幀率15fps(1600×1200)圖像設置飽和度,亮度,對比度,白平衡,