营门出入管理人脸识别系统技术方案.doc

营区出入管理人脸识别系统
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1. 系统概述
根据管理需求对通行人员使用出入管理人脸识别系统进行验证识别。出入管理人脸识别系统实现对人脸的采集、识别和验证。出入管理人脸识别系统主要由人脸注册管理软件、人脸采集摄像机、人脸验证识别服务器组成，具有人脸注册、人脸特征库管理、支持人脸图像的输入、人脸验证识别、记录管理、人脸库参数设置等功能，并提供相应的的软件接口，支持与上层应用系统对接和集成.
2. 人员验证识别方式
为了进一步提高出入管理业务的效率,增强内部、来访人员通行的便利性,提出了1:N人脸验证识别方式.
1：N人脸识别业务流程如下所示：
内部人员内部管理中心预先采集所有人员人脸图像信息，来访人员在传达室采集人脸图像信息，人脸图像经过特征提取存储到人脸识别系统人脸库中。
通行人员通过出入口时，设置在出入口的人脸采集摄像机现场采集内部人员人脸信息，与指定人脸库中的N个人脸进行比对,找出最相似的一张脸或多张人脸。根据待识别人脸与现有人脸库中的人脸匹配程度，返回用户信息和匹配度,匹配度超过指定阈值时，对该当通行人员予以放行。在人脸验证识别方式无法正常验证通过时，由执勤人员验证确认后予以放行。流程图见图1。
图1 1：N人脸验证识别方式流程图
3. 系统组成
出入管理人脸识别系统组成图如图2、3所示。
图2 出入管理人脸识别系统组成框图
图 图2　出入管理人脸识别系统组成与连接关系图
出入管理人脸识别系统主要由人脸注册管理软件、人脸采集摄像机、人脸识别服务器组成。
人脸注册管理软件接受从通行卡验证系统的照片采集设备传送的人脸照片，提供人脸照片特征提取、注册功能,批量人脸特征注册功能，以及人脸特征库增加、删除、编辑、检索、下发功能。
人脸采集摄像机部署在出入口，具备不间断视频录像功能，提供人脸图像检测、采集和传送功能。
人脸识别服务器接受从人脸采集摄像机传送的人脸图像，提供人脸图像预处理功能、人脸图像特征提取功能、人脸特征比对识别功能以及识别结果传送功能,同时需要具备人脸特征库本地存储、更新功能。人脸识别服务器可以采用独立设备的方式部署在后台，具备同时处理多路人脸采集摄像机传入的人脸图像或视频流的能力。
4. 安装环境
在营门设立通行区域(即通道)，长1。5米，宽0.9米.通道入口的边沿外侧设置纵深1。5米的警戒区，警戒区外的人员要求不被人脸识别系统识别。人脸采集摄像机安装在通道出口前方，并调整好安装角度和焦距.

图3—1 通行区域示意图
5. 技术要求
出入管理人脸识别系统技术要求如下：
1)人脸注册管理软件
功能要求：
a） 人脸注册:能够完成对输入人脸图像的特征提取、人脸特征库入库登记。
b） 批量人脸注册：能够完成对指定人脸图像集的批量人脸注册。
c） 人脸特征库管理：提供人脸特征库分类功能（区分内部人员、来访人员)，能够完成对人脸特征库的增加、检索、修改、删除.
d） 人脸特征库分发：能够同步最新人脸特征库到人脸识别服务器.
e） 设备管理：提供对连接的人脸识别服务器的设定管理功能.
f） 提供标准的API接口：通过标准API对外提供有关人员、底库、设备的访问接口，用于系统二次集成开发.
技术指标：
a） 特征库容量大于20000张；
b） 单张图片入库速度：小于1秒/张；
c） 批量图片入库速度：小于1000张/10分钟；
2)人脸采集摄像机
功能要求：
具备在正常照度、低照度、逆光场景下的人脸检测功能；
技术指标：
a） 传感器类型：超低照度感光元器件，全天候彩色图像,适配人脸识别服务器的采集需求；
b） 安装环境：适合室内外，具备室外环境下摄像机安装所需的防护罩、支架、补光等辅助设备;
c） 通信接口：TCP/IP；
d） 温度:—25℃~+55℃；
e） 湿度:20%至93％；
3）人脸识别服务器
功能要求:
a） 人脸识别:支持多人脸特征库，能够从实时视频流或图相中检测人脸,通过抽取采集的人脸照片特征值,形成人脸特征数据,并与人脸特征库中的人脸特征数据模板进行搜索匹配（支持多特征库检索），相似度超过设定阈值时,输出匹配结果，根据匹配结果给出是否一致识别判断。
b） 识别记录管理:提供人脸识别结果记录的存储、检索功能。
c） 参数设置:能够提供比对阈值、连接摄像头配置等参数的设置功能；
d） 支持活体检测功能；
e） 提供标准的API接口：通过标准API对外提供有关参数设定、人脸识别、识别记录的访问接口，用于系统二次集成开发.
技术指标：
a） 人脸识别平均响应时间：小于2秒；
b） 人脸可识别角度：偏航角（yaw)= —30°～ +30°，俯仰角（pitch)= —30°～ +30°，翻滚角（roll)= —30°～ +30°；
c） 识别率:20000张人脸特征库条件下大于95%（标准测试环境：保证人脸面部无明显反光，光线均匀无阴影，采集人脸图像在满足有效人脸可识别角度要求）；
d） 误识率（将其他人员误作为指定人员的概率)：20000张人脸特征库条件下不大于0.5%（标准测试环境);
e） 识别记录：支持300w条识别记录的本地存储。
6. 设备形态及应用环境
出入管理人脸识别系统采用前端人脸采集摄像头和后端人脸识别服务器的形式。

图3 出入管理人脸识别系统构成图
实际安装过程中，需要对身份校验区进行光线和环境的考虑，在有逆光和在弱光环境下能够顺利获取人像。为便于身份核验的有效进行,需设立专门的通行区域，要求通行人员按秩序通行,并配合适当的姿态以尽可完成身份识别。
当人脸识别验证失败或后端识别设备无返回结果，需执勤人员对通行人员进行有效身份证件校对。