人脸识别系统方案.docx
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1、人脸识别解决方案浙江大华技术股份有限公司解决方案部大华人脸识别解决方案库并根据平台业务需求进行实时比对识别和事后人脸检索应用。人脸库人脸库包括人脸抓拍库、人脸注册库、黑名单库 其中抓拍库 包括场景图片场景下抠取的人脸小图、人脸特征数据是人脸采集系 统采集的人脸图片存储库用于人脸比对系统进行人脸图片比对检索注册库包括标准人脸图片、人员身份信息、人脸特征数据是系统设 定前公安批量导入的重点人员库用于人脸比对系统进行人脸图片比 对检索黑名单库是注册库中将部分重点人员进行布控组成用于实 时比对人脸采集系统传输的人脸图片。1.1.4 业务应用通过平台进行实时布控、查询检索、配置管理等功能应用。1.1.5
2、 整体逻辑架构如下图3.2 人脸三大业务库系统数据库应包含三种业务库人脸抓拍库、人脸注册库和黑名 单库。人脸抓拍库-包含抓拍现场图片、人脸小图和结构化的人脸特征 数据、抓拍地点、抓拍时间等信息此类库的主要业务应用场景是图片 检索比对查询目标人员的人像出没地点、时间等信息人脸注册库-主要是导入一些大规模的人像图片、结构化的人脸 特征数据和身份信息如一个地级市当地的社保人像信息库等导入后 主要的应用场景是图片检索比对和身份信息查询确定人员身份黑名 单库-包含高危人员、特殊人员的人脸图片、结构化的人脸特征数据 和人员身份信息主要的应用场景是在各个人脸卡口进行实时人流的 人脸比对预警。一般来说人脸抓拍
3、库和人脸注册库做为静态库适用于事后查询 检索目标、黑名单库作为动态库用于实时比对报警。一个或多个黑名 单也可以进行勾选布控形成具有针对性的人脸布控库与前端实时 视频进行人脸比对报警。其中抓拍库因人流量和随着时间将越来越大 需根据项目情况合算存储设备大小。黑名单库数据由公安或专业人 员导入存储大小一般有微调但是不会有数量级上的变化。3.3 系统拓扑系统由前端摄像机、人脸检测服务器、人脸识别服务器、存储设备、 人脸数据库、人脸识别系统平台六类设备3.3.1 前端摄像机前端摄像机包括普通高清网络摄像机和专业人脸抓拍机。普通 高清网络摄像机主要实现图像采集、编码等功能。专业人脸抓拍机不 仅实现普通高清
4、网络摄像机的所有功能其内置大华自主研发的智能 分析算法还能实现对视频中人脸进行自动捕获、跟踪、抓拍等功能。 同时专业人脸抓拍机拥有人脸区域自动曝光优化、人脸小图优化处理 等功能更适合于人脸卡口场景下获取最优人脸图片人脸检测服务器 人脸检测服务器搭配普通高清网络摄像机对传输的实时视频流进行 人脸检测、定位、跟踪、人脸图片选优 将人脸图片进行抠取 传输 到识别服务器进行存储和人脸建模、比对人脸识别服务器利用大华 自主研发的人脸识别算法对人脸检测服务器传输的人脸小图进行 建模和结构化获取人脸特征数据后为人脸实时比对识别、人脸后检索 等功能提供算法支持人脸数据库服务器和人脸图片存储人脸数据库专门用于存
5、储人脸系统的人脸数据要包括抓拍库人 脸特征向量、注册库人脸小图、注册库人脸特征向量、黑名单人脸小 图、黑名单人脸特征向量另外抓拍库图片人脸小图和抓拍大图存储 在人脸识别服务器中当识别服务器存储容量不足时可外扩IPSAN设 备进行存储。人脸视频存储前端摄像机对实时视频的存储可存储在平 台下挂载的IPSAN或专业监控行业存储设备中 也可以通过网络硬 盘录像机做视频存储。3.3.2 管理平台人脸识别系统平台主要实现人脸系统相关的设备管理、识别场景规则 设置、报警联动等配置和管理并结合客户端实现对图像的预览检索、 各种报警信息的查看等操作。高清IPC高清IPQP视频专网高清IPC高清球人脸抓拍相机人脸
6、抓拍相机人脸抓拍相机高清IPC高清球高清球高清球人脸抓拍相机人脸检测服务器人脸检测服务器人脸识别服务器DSS-C8100 平台人脸数据库服务器平台客户端人脸图片存储IPSAN实时视频存储IPSAN/NVR平台数据库人脸抓拍相机人脸抓拍相机人脸抓拍相机人脸抓拍相机高清IPC高清IPC高清IPC高清球高清IPC高清球高清球高清球人脸检测服务器人脸检测服务器人脸识别服务器人脸抓拍相机人脸抓拍相机人脸抓拍相机人脸抓拍相机人脸抓拍相机人脸抓拍相机人脸抓拍相机人脸抓拍相机3.3.3 联网设计人脸识别系统部署在视频专网下前端摄像机直连人脸抓拍服务器或 人脸识别服务器识别服务器对接基础平台。在公安视频专网中部
7、署人脸识别系统对出入口、重点道路等位 置安装前端摄像机并通过人脸识别系统平台进行统一管理。同时数据 通过网闸共享到公安专网下公安能够对重大嫌疑目标进行事后目标 检索目标轨迹跟踪并根据目标出没时间和地点安排警力部署。3.3.4 3人脸识别流程系统数据流包含人脸实时比对和人脸历史查询。其中实时比对发生在 事前或事中当系统发现有布控人员出现时执勤人员可以迅速作出反 应历史查询则是针对事后重点人员排查可通过可疑人员图片查询 系统记录的人员信息。实时视频人脸比对普通高清网络摄像机通过人脸检测服务器或 专业人脸抓拍相机分析视频中的人脸提取人脸图片转发给人脸识别 服务器人脸识别服务器通过智能算法从抓拍的人脸
8、中提取特征数据 与黑名单库中的人脸特征数据库进行遍历检索最后由平台展现人 脸比对结果。图片检索人脸比对通过平台客户端提交需检索的人脸图片 人 脸识别服务器提取人脸图片特征数据与人脸抓拍库或人脸注册库中 的人脸特征数据进行遍历比对现比对结果。3.3.5 性能指标要求性能指标主要包括人脸抓拍率、建模成功率和识别成功率。人脸抓拍率:在符合施工规范人脸距离相机中心左右偏离30。上下偏离15。平面偏离15。以内、光线较好的场景人脸光照亮度 250800Lux下正常人脸的抓拍率可达95%以上。识别成功率人脸比对性能与黑名单注册图像质量和黑名单数据库大小密切 相关一般情况下识别成功率可达90%以上。系统可根
9、据实际需要 设置不同的人脸相识度阀值来调节识别率。另外人脸比对性能和黑名 单注册图像质量、数据库大小、环境、光线等因素影响很大具体比对 性能视实际场景及实际注册图像质量而定。33.6.1 单台人脸检测服务器性能支持4路1080P的视频接入检测1080P分辨率下检测所需最 小人脸像素大小60*60同时可以对画面中最多20个的人脸进行检测 抓拍检测准确率95%0单台识别服务器性能人脸特征向量大小在2KB左右 人脸识别像素大小支持100x 100实时识另卜支持30W的黑名单库可以支持16路以上1080P人 脸识别前端相机人脸抓拍/注册库检索性能-最大可支持300W库人脸 检索。4前端设计4.1 前端
10、系统组成人脸识别前端主要分为两类普通高清IPC-后端需要配合人脸检测服务器进行人脸检测再接 入人脸识别服务器人脸抓拍IPC-可以直接接入人脸识别服务器4.2 布点设计通常人员抓拍相机对于安装的场景有比较高的 要求人脸大小100像素以上(双眼距离大于50像素)角度上下角度在15度 以内 左右角度在30度以内(眉尖可见)图像质量聚焦清晰光照均匀 特别注意避免逆光、侧光必要时进行补光其他情自然尽量避免帽子、 围巾、墨镜等遮挡面部信息通常在一些城市中典型的适合人员抓拍的 地点和场景有.火车站汽车站出入口1 .机场安检处.政府机关企事业单位重要场所的走道2 .大型商场出入口上下扶梯处.小区、社区出入口非
11、室外环境等等4.3施工部署要求采集场景典型案例建设人脸采集场景是为了提高人脸抓拍成功 率、人脸识别比对成功率做为人脸识别系统能否满足公安要求最为 重要的一环建设一套标准人脸采集系统是人脸系统成功应用的关 键人脸采集系统采集场景一般分为专业采集场景和人脸比对场景 其中专业采集场景一般为室内场景确保光线和环境标准化建设完成 后可采集标准的人脸图像为后续建设人脸注册库做基础准备。人脸 比对场景根据公安要求建设用于道路和室外场景对目标人脸进行比 对识别。4.3.1 安装指导规范专业采集场景环境要求采集环境建议在室内 高度 =3米 长度 =6米 宽度=6米人员采集点位确定被采集人员点位若环境光低于人脸采
12、集要求 则顶部需要安装光源进行补光注意背后不要有强光源。1.1.1 .1 摄像机安装摄像机采取吊顶或者三脚架方式安装 安装高度距地面2米 -2.5米安装距离距被采集人员点位4-6米。若采用三相机抓拍中间的 相机正对采集点位其它两个相机部署在中间相机的两侧1.5米处。1.1.2 摄像机调整安装人员甲站到采集点位安装人员乙依次对三个相机进行调整。 调整摄像机上下角度与焦距使得人脸位于图像的中心位置 双眼距 离大于50像素。对人脸进行对焦调整清晰度到最佳。安装角度要求相机与水平线的夹角a最好在-15。度到15。度之间。安装距离要求摄像机一般选用百万高清摄像机。距离和选用的不同镜头 的焦距有关系焦点在
13、通道出入口且人脸的宽度像素不小于100*100 像素因此摄像机的型号与监控范围有着密切关系。人脸大小和姿态要求人脸距离相机中心左右偏离30。上下偏离15。平面偏离15。 以内免冠不戴墨镜、口罩、帽子等遮挡面部的饰物眼镜框、头发不遮 挡眼睛目录1人脸识别技术32人脸识别解决方案43第二章.方案概述53.1项目概况5环境光照要求无逆光面部无明显反光光线均匀且无阴影。另外为保证抓拍人 脸时现场光照足够建议若镜头画面中人脸不够亮时需要相应增加照 明设备对人员脸部补一般应达到250800Lux。43.1.3 人脸采集场景侧视图根据摄像机的安装位置和安装高度要求如下高度建议在 2.02.5米范围焦距距离摄
14、像机在46米处保证相机照射目标人脸呈 15度角度。43.1.4 人脸采集场景俯视图通常对人脸进行采集过程中因人员不受控制常常无法采 集到正脸图片在后续比对识别过程中非标准的人脸图片将降低人脸 识别准确率。通过部署三台相机每台相机相距1.5米两侧相机距抓拍 点呈现30。夹角人员经过采集点可以同时进行人脸抓拍并关联存储入 库可以大大缩减因抓拍人脸角度问题引起的识别比对准确率不高的 问题。5存储设计5.1 存储总体设计人脸系统存储内容主要包括三方面.人脸注册库存储包括人脸图像和结构化的特征数据是公安人员对重点管控人员等建立的人员库在人脸识别系统中充当标准库 供人脸系统查询比对。1 .人脸抓拍库存储包
15、含实时抓拍的现场图像、人脸小图和结 构化的特征数据在人脸识别系统中充当实时抓拍下来的人员面部特 征库供人脸系统检索比对。2 .视频录像存储针对系统需要存储实时视频进行视频搜索可 通过DSS-C平台挂载存储设备存储前端实时视频录像或在前端路 数较多情况下可以通过前端直连NVR进行视频存储减轻平台转发存 储负担。前端普通高清摄像机人脸抓拍摄像机抓拍库图片存储注册库存储、抓拍库特征码存储DSS-C8100 平台视频流抓拍大图、人脸小图存储视频存储IPSAN视频存储NVR其中前端摄像机抓拍到的现场图片和人脸小图存储在识别服务 器中一般人脸识别服务器存储容量较小在无法符合大量的抓拍图片 时可挂载IPSA
16、N进行扩展存储抓拍库人脸特征数据存储在人脸数 据库中特征数据较小 条人脸特征数据大小约为2KB后端人脸注册 库中的人脸图片和人脸特征数据和人员身份信息存储在人脸数据库中标准配置支持300W注册库存储5.2 存储容量计算项目修改抓拍库图片存储计算图片存储要求 图片存储12个月 每路每分钟抓拍10张 工作时 间10小时 一天存储,6000张图片。存储一天的容量计算03MBxl0x60xl01.8G存储12个月共 需1.8Gx360人脸特征数据存储计算人脸识别系统中 人脸特征数据包括两块.抓拍库人脸特征数据1 .注册库人脸特征数据每条人脸特征数据大小约2KB300W抓拍库、300W注册库约占 空间
17、5.7GBx2=11.4GB0视频存储一般使用摄像机主码流进行前端摄像机人脸抓拍辅码流进行录像存 储。录像存储方案可将前端直连NVRNVR直接存储摄像机录像或通 过DSS-C8100挂载IPSAN方式进行录像存储。人脸识别系统前端摄像机选用200W像素摄像机为例视频存 储按公安要求一般存储1个月。1路前端视频存储容量计算 4Mbx60Sx60MINx24Hx30天:8仁1.23T 50路前端视频存储容量计算1.23Tx50=61.5T视频存储 与传统视频监控计算方式相同 可项目实际情况修改 根据实际产 品进行计算需要明确选择的盘位数和所选单盘空间,一般建议选用3T 硬盘6应用设计6.1 人脸检
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