综合人脸识别系统技术方案

综合人脸识别系统

技术方・

文档编号ZAST-GC-ITS-KKH200S

版本VI.0-150504

编制

审核工程部

批准

中安视通电子科技

二。一五年五月

第一章系统概述

随着社会的开展,对一些如：机场安检、银行、军事基地、酒店、涉密机构

等安全性要求较高的场所，能够实现快速有效的自动身份验证的要求口益迫切。

由于生物特征是人的内在属性,具有很强的自身稳定性和个体差异性，因此是身

份验证的最理想依据。但是人脸识别的优势表达在哪里呢

作为生物特征识别领域中一种基于生理特征的识别技术，人脸识别技术是通

过有摄像头的终端设备拍摄人的行为图像，通过人脸检测算法，从原始的行为图

像中得到人脸区域，用特征提取算法提取人脸的特征，并根据这些特征确认身份

的一种技术。

与其它生物特征识别技术相比，人脸识别在实用性方面具有独到的技术优

势，主要表达在以下方面:

■不需要检测人员配合，具有操作隐蔽性强，因为不容易引起人的注意而

不容易被欺骗。利用采集指纹、虹膜等，这些特殊的采集方式很容易被人觉

察，从而更有可能被伪装欺骗。

■采用非接触式采集，没有侵犯性，不会令人反感.容易被承受。而指纹、

虹膜采集往往给人造成不适的感觉。

■并发性，即实际应用场景卜可以进展多个人脸的抓拍、判断及识别。

■事后追踪能力强，简单易用，普通操作人员即可进展判断核实。而普通

人一般不具备对于指纹、虹膜的判断能力。

■实现设备通用、简单，尤其是采集设备成本较低。而虹膜采集仪、DNA

鉴别仪等都需要专用的采集设备，而且设备昂贵。

1.1系统简介

中安视通通过多年的潜心研发，成功推出了人脸识别系统，系统主要采用

具有自主知识产权的人脸检测算法、人脸跟踪算法、人脸质量评分算法以及高速

人脸比照识别算法。其实现了实时人脸抓拍建模、实时黑名单对报警和人脸后台

检索等功能。

1.2系统架构

系统前端高清网络摄像机或人脸抓拍机、流媒体服务器（可选）、人脸智能

分析服务器、人脸比对搜索服务冷、中心管理服务器、客户端管理软件等组成。

系统网络架构图如下：

前端摄像机：前端摄像机有两种选择，可以采用普通高清网络摄像机或者人

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。人脸抓拍机不

仅实现普通高清网络摄像机的所有功能，其DSP内置智能分析算法，还能对人脸

进展自动捕获、跟踪、抓拍的功能。人脸抓拍机分担了人脸智能分析服务器的人

脸抓拍运克星，使人脸智能分析服务器能有更多的资源用来人脸的建模、比对识

别等功能。

前端摄像机支持以下几种类型:

L普通0NV1F网络摄像机

2.本公司配套的网络摄像机

3.组合人脸前端（小工控机+USB工业摄像机）

4.Mjpeg网络摄像机

5.带前端捕获人脸的网络摄像机

6.利用监控系统内的摄像机（前端可能来自网络摄像机，也可能是DVR/

NVR需要流媒体服务器对此视频兼容接入，目前I；.海万达信息流媒体服务器经

测试可接入用于人脸识别的视频设备品牌有（海康、大华、雄迈、天视通、海芯

威视等）。

视频存储流媒体服务器［可选］:本服务器为可选服务器，通过视频存储流媒

体服务器，将不同品牌的网络摄像机和NVR视频接入进来，实现流媒体转发和录

像功能，并为人脸智能分析服务器提供视频流媒体转发服务，•般右用户需要在

人脸识别报警后，还需要联动查看当时录像时，可以选配或者人脸识别系统跟视

频监控管理平台融合在一起使用时配用。

人脸抓拍记录服务器:人脸抓拍记录服务器主要实现对前端摄像机采集的图

像或从视频流媒体服务器进获取视频图像进展人脸抓拍、建模、并发起与中心后

台人脸搜索比对服务器的检索识别功能。

针对小型人脸系统，人脸抓拍、建模、比对识别以及后检索功能可以在一台

人脸智能分析服务器中全部完成。对于一些大型人脸系统中，涉及人脸算法的高

运算量，我们推荐使用人脸抓拍机，在前端摄像机中实现人脸抓拍功能，在后端

将人脸建模、比对功能和人脸后台检索功能分别采用两台人脸智能分析服务器来

实现。

人脸识别服务器:本服务器以要实现人脸样本库的笆理、人脸搜索、比照等

核心算法计算服务，并提供相关检索、比对接口。是整个人脸比照系统中的核心

单元。

本服务器默认人脸搜索模式中，支持在30邛张人脸库中，实时比照时间少

于1秒。

同时，本服务器支持海量比对模式，支持1000W级别高速比对。此技术处

于国产人脸识别系统中绝对领先地位。

设定相似度阀值的就产生一个报警。操作人员可以在事后，对报警记录或人脸记

录过程图片进展查阅和转到当时的视频录像进展录像回放。

人脸抓拍流程图

1.3.3人脸识别与报警

系统可以按通道对人脸进展布防，每个通道可以单独配置黑名生数据库，实

现单独布防。人脸比对识别主要是利用人脸识别算法对抓拍到的人脸图像进展建

模，同时与黑名单数据库中的人脸模型进展实时比对，如果人脸的相识度到达设

定阀值，系统自动可通过声音等方式进展预警，提醒监控管理人员。监控管理人

员可以根据双击报普信息杳看抓拍原图和录像进展核实。具体流程如以以下图所

7J\o

人脸比对识别流程图

黑名单报警识别

超远距离，40*40-300*300的人脸图片，能准确快速识别，并支持秒级

实时比对报警，咱应联动报警实时视须弹出.

1.3.4人脸检索

人脸检索功能，在系统中输入待查询的人脸照片，系统自动检测出照片中的

人脸信息并截取人脸,用户选择需要检索的人脸后进展相似度、时间段等参数设

置后开场检索，最后检索出的相似人脸的结果会在界面上显示出来，

1.3.5查询

人脸系统查询包括黑名单很警查询和人脸抓拍查询。我们可以通过时间、

通道等相关参数快速查询信息。

■黑名单报警：可以查询某个时间段、通道的所有报警事件，并可详细查

看报警详细信息。

■人脸抓拍查询：可以查询某个时间段、通道的所有抓拍人脸事件，并可

详细查看图片、具体抓拍时间点等信息。

1.3.6其他功能

此系统同时具备传统监控系统包括的人脸异常报警、视频预览、设备管理、

智能配置、报警设置、用户管理等功能。

人脸异常报警示意图

1.4摄像机选型及架设要求

1.4.1摄像机选择

摄像机一般选用百万高清摄像机。由于需要保证拍摄到的图像中的人脸区域

像素不小于80*80像素，因此摄像机的型号与监控范围有着密切关系，具体选型

如下表所示。

监控区域宽度像素要求推荐型号备注

3-5米500万高消—

<3米200万高清——

<2米130万高清—

<1米标清—

注意：如果监控区域宽度在5米以上，需要多加装高清摄像机。

现场环境复杂多样，根据具体得实际环境，摄像机还需要考虑到以下几个方面.：

■支持低照度、宽动态等功能一一主要考虑室内光线偏喑，或逆光情况。

■支持自动光圈一一夜晚抓拍或光线变化剧烈场所。

1.4.2镜头选择

不同的相机、镜头焦距、监控的宽度也决定了其不同的监控距离和摄像机架

设。其之间的换算关系如下

U=f*W/a

h=U*tan（13*3.1415926/180）+1.7

■sen$er耙面尺寸a（mm）

■监控宽度W（米）

■监控距离U（米）

■镜头焦距f（mm）

■相机架设高度hI米）

摄senser监控相机

像机杷面宽度监控镜头架设

类尺寸aW距离焦距高度俯视角

型[mm)〔米）U（米）（mm）〔米）〔度）

13°±

9768.52.52.582.33°

13°±

9768.52.53.5122.53°

13。±

9768.52.55162.83°

13。±

9768.52.57253.33°

13°±

9768.52.5103543"

13°±

9768.52.515505.23°

13。±

9768.52282.23°

摄senser监控相机

像机耙面宽度监控镜头架设

类尺寸aW距离焦距局度俯视角

型[mm]〔米〕U(米)(mm)〔米〕〔度〕

13°±

9768.523122.43°

13°±

9768.524162.63°

13°±

9768.5262533°

13°±

9768.528353.53°

13°±

9768.5212504.53°

13°±

9768.51.51.5823°

13。±

9768.51.52122.23°

13°±

9768.51.53162.43°

13°±

9768.51.54.5252.83°

13。±

9768.51.563533°

13。±

9768.51.59503.83°

13。±

86461.5282.23°

13°±

86461.53122.43°

13°±

86461.54162.63°

13°±

86461.562533°

13°±

86461.59353.83°

13。±

86461.513504.73°

13°±

864611.5823°

13°±

864612122.23°

摄senser监控相机

像机耙面宽度监控镜头架设

类尺寸aW距离焦距局度俯视角

型[mm]〔米〕U(米)(mm)〔米〕〔度〕

13°±

864612.8162.43°

13°±

864614252.63°

13°±

8646163533°

13°±

864618.5503.73°

13°±

8934.80.，'1.5823°

13°±

8934.80.82122.23°

13。±

8934.80.82.8162.43°

13°±

8934.80.84.5252.83°

13°±

8934.80.863533°

13。±

8934.80.88.5503.73°

1.4.3安装位置选择

■摄像机设在通道正前方，正面抓拍人脸，左右偏转＜30°,上下偏转＜15°

■建议架设高度h大约2.035米左右。

■推荐摄像机的俯视角度a=15度。

■d和选用的不同镜头的焦距有关系，焦点在通道出入口，且人脸像素大

小不小于80*80像素。

注意：摄像机架设位置主要目的是要抓拍到一张正面清晰人脸照片，且需

要尽量防止前后人脸遮挡情况。详细位置的选点和镜头选择有关系，可以查看

铳头选择章节中的详细列表。

1.4.4人脸成像要求

本系统对人脸成像要求很低，在偏暗，偏亮等可看清人脸（大小等于40*40像

素）的条件下，都可以具名人脸捕泥和识别的搜求，建议以以以下图为标准：

1.5应用场景

目前人脸抓拍比对系统主要应用在以卜.几个方面：

■企业、住宅安全和管理等：在一些关键出入口、通道等卡口位置加强对

进出人员的管理和安全防范。主要应用在对一些敏感人员布控，一旦发

现可疑人员进出（黑名单人员），系统自动报警，并提示安保人员。

■公安、司法和刑侦：针对一些人员密集区域〔如车站、地铁站、机场、

社区、酒店等）的关键出入口、通道等卡口位置做人脸识别，实现搜捕

嫌疑犯、逃犯等。

■重要通关口岸的身份验证：主要是实现对进出I」岸人员和电子护照及身

份证等信息的核实和确认。

■电力及涉密机构：电厂、变电站（防非法人员进入）、计量箱（防偷电）报

警

■其他应用场景，包括活动场馆，政府机构等。需要很方便地录入人脸图

像，尤其是能够进展批量导入，并进展实时比对。

第二章性能指标

性能指标包括人脸抓拍率、建模成功率和比对性能等指标。

人脸抓拍率：

对于光线较好的监控环境下，正常的人脸抓拍率可以到达95%左右（其中抓

拍到的人脸姿态偏转在左右60度之内、上下偏转30度之内），即100个人经过，

大约有95个人的脸会被准确抓拍。

建模成功率:

由于当前的人脸识别主要针充准正面人脸进展（左右偏转30度，上下偏转

15度，脸部区域分辨率不能低于40*40个像素，且成像清晰〕，因此在建模时

必须要对抓拍到的人脸进展筛选。如果满足上述条件，建模成功率不低于90%,

即100个人经过，大约有90个人的脸能够符合建模标准。

比对性能：

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，性能指

标主要从由两个指标进展衡量：误拒率和误识率，误拒率是指黑名单人员漏报的

比率,误识率是指错误报警的比率。一般情况下如果错误报警越多（误识率越高），

那么漏报的可能性就越小（误拒率越低），如果错误报警越少（误识率越低），

那么漏报的可能性就越大（误拒生越高）。

在非常理想情况下（注册图像的采集环境与真实监控环境接近，包括相机型

号与架设角度一致且近一年之内采集），误识率为千分之一情况下，误拒率小于

10%，也就是说右.90%以上.为正确识别，系统可以根据客户实际需要设置不同的

人脸相识度阀值来调节误识率和误拒率之间关系。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。

第三章人脸抓拍比对系统局限性

虽然人脸识别有其得天独厚的优势和广泛的应用范围。但是目前国内外的人

脸识别的技术还不是特别成熟。人脸识别率的上下还受很多条件的限制，所以详

细得了解人脸抓拍比对系统的局限性是系统应用好坏的一个关键环节。

相似性

不同人脸之间的区别不大，所有的人脸的构造都相似，甚至有些人脸

器官的构造外形都很相似。这种情况对人脸识别率有很大影响。本系统客

户可以手动调节相识度的大小进展自动预警（加大于80%的相识度才报警）.

相识度越高识别的准确率也就越高，但是同时漏报的可能性也会增加。所

以系统对人脸相识度的设置就显得非常重要，客户可以根据实际情况合理的调

节其大小。

易变性

人脸的外形很不稳定，在不同年龄，不同时间段人脸也会不同的变化,

当然对人脸识别率上下也会产生一定影响。所以导入黑名单时，我们需要

尽量选择最近时间的人脸照片。

照片质量

人脸照片质量的好坏直接影响到识别的效果，照片质量包括清晰度、人脸大

小的分辨率等。人脸照片包括前端高清摄像机抓拍到人脸的照片和导入黑名单库

中的照片。所以导入黑名单时，我们需要选择尽量清晰的人脸照片,

人脸照片的角度

人脸照片一般需要一张正面人脸的清晰照片。如果始终没有一兆正面人脸的

清晰照片，其会大大影响其识别率的上下。所以导入黑名单时，我们需要尽量选

择正面的人脸照片。

遮挡物干扰

人脸会有很多遮盖物（例如口罩、墨镜、头发等）多方面因素的影响，其也

会对人脸识别率上下产生一定影响。所以导入黑名单时，我们需要尽量选择没有

遮挡的人脸照片。

光线的影响

光线的变化会大大影响人脸的外观，从而影响识别的性能。现代人脸识别技

术的多项测试都说明光照变化仍是实用人脸识别系统的瓶颈之一。所以现场环

境尽量选择光线变化不大的场景，同时做好补光。

黑名单来源

目前我们黑名单导入有三种方式进展添加，分别是前端摄像机、已有照片和

身份证照。目前识别率最高的是通过客户端uSB摄像机采集的人脸照片作为黑

名单，其次是已有照片（其他摄像机的照片或数码相机照的相片等），最后是公

安库中的二代身份证照片。

黑名单数据库的大小

本系统算法可到达单服务器下30万人脸库，实现秒级速度实时比照，建议

黑名单或白名单库在30万条记录以内，如果实际情况超过此数最，可以厂家联

系统，以二次开发方式实现100万级或1000万级的秒级比照业务，优秀的算法,

是我们敢于承诺的根基.

第四章配置清单

数

设备名称推荐型号规格备注

量

监控区域

IVPS-US100A/F

人脸抓拍<3米带人脸抓拍功能.二

机监控区域

IVPS-AS3OA/F

<2米

前端选杼人脸抓扣

机选择该款服务器

A型为301人脸库级

服务器

人脸比对IVPS-SEA100/A实现人脸B型为20T级人脸库

服务器/B/C/M库、比对服务器

C型为10T级人脸库

服务器

Y型为1W级人脸库

服务器

可支持接入人脸人

脸抓拍机（前帮捕人脸3

人脸抓拍IVPS-C100/A/D实现人脸

普通网络摄像机（服务器

记录服务器/E/F/M检索

捕人睑）

中心管理核心业务

C.MS8000存储录像

服务器管理

人脸识别标配支持1

HVMS-8000

管理软件授权10个IP套

第五章主要设备介绍

5.1IVPS-US100A/F产品介绍

5.1.1产品概述

IMPS-US100A/F人脸抓拍机采用高清晰逐行扫描传感将，具有清晰度高、低

照度、帧率高、色彩复原度好等特点，其DSP中内嵌人脸抓拍算法，能对图像中

的人脸进展检测、跟踪和抓拍，可广泛应用于人员卡口系统。人员卡口系统可以

通过设卡，利用人脸抓拍机对经过卡口的行人进展治安监控及抓拍，并通过网络

将抓拍数据上传至后台人脸分析服务器，利用后台人脸分析服务器上的智能人脸

分析技术实现实时人脸识别和动态报警，为公安部门实现人员的管理提供准确的

辅助信息。

5.1.2功能特点

■同时支持编码和抓拍功能，采用先进的视频压缩技术，压缩比高，代处理非

常灵活

■支持人脸抓拍和人脸图片上传功能，满足人员卡口应用的基本需求

■支持智能人脸录像检索功能

■信息叠加功能

■H264,JPEG编码

■摄像机参数配置功能：曝光速度、AGC控制、白平衡方式控制等

■本地视频，方便调试

■SD/SDHC本地存储

■超强的网络功能

5.13面板说明

侧面板说明

图2.2.1

序号描述

1镜头接口（CS型）

2固定支架安装座

3自动光圈镜头插座

自动光圈镜头插座接11类型为阴式方四孔型，其各个针定义如图222,视频驱动自动光圈接II使用三

个计，即电源正、视频、接地；直流驱动自动光圈接n使用四个针，即阻尼正、阻尼负、枢动正、驱动负。

图2.2.2

后面板说明

图2.2.2

序号描述

1F1+.F1-,F2+.F2-,F3*,F3-：触发输出接口

2T1,T2,T3,T4.GND：暂不用，保存

3RS-485接口

410M/100M自适应标准以太网口

5VIDEOOUT：模拟视嫌输出接口

6RESET：哲不用，保存

7RS-232接口

8电源接口

9POWER：电源指示灯

10SD卡插槽

11AUDIOIN：哲不用，保存

12AUDIOOUT:哲不用，保存

13GND接地端

5.1.4技术参数

IVPS-US100A/F

型号、\

200万1/1.8"CCD人脸识别网络摄像机

参数

摄像机

传感器类型1/1.8"SONYProgressiveScanCCD

最小照度0.1Lux@(F1.2,AGCON)

快门1/25秒至1/30,000杪

镜头接口类

C/CS接口

型

自动光圈DC驱动

压缩标准

视频压缩标

H.264

准

压缩输出码

32Kbps-16Mbps

率

图像

图像格式JPEG

最大图像尺

1600x1200

寸

帧率15fps(1600xl200)

图像设置饱和度，亮度，比照度,白平衡，增益通过软件可调

网络功能

存储功能支持SD/SDHC,NAS

支持协议TCP/IP,TTTP,DHCP,DNS,RTP/RTCP,支持FTP上传图片

通用功能心跳，密码保护

专用功能支持人脸检测，人脸录像检索，支持JPEG抓图功能

接口

通讯接口1个RJ4510M/100M自适应以太网口,1个RS485接口

触发输入4路外部触发输入

触发输出3路（光耦隔离3500VAC）,可作为闪光灯同步输出控制

视频输出IVp-pCompositeOutput(75Q/BNC)

i般标准

工作温度和

-10℃~60'C,湿度小于90%（无凝结）

湿度

电源DC12V110%

功率10WMAX

尺寸（mm）71.6x67.6x165

雨量750g

5.2人脸抓拍服务器产品介绍

5.2.1产品概述

人脸抓拍服务器1vps-C100是上海万达通过多年的潜心研发，成功推出了一

款新品，IVPS-C100主要采用具有自主知识产权的人脸检测算法、人脸跟踪算法、

人脸海量卡口记录管理方法。其实现r实时人脸抓拍建模、与比照服务器进展实

时黑名单比对报警和人脸后检索等功能。。

5.2.2功能特性

■提供后端智能视频分析集中处理的解决方案。

■支持人脸抓拍、建模、与比照服务器的比照和后检索功能。

■操作人性化，简洁方便，支持黑名单批量导入功能。

■支持图片、录像、实时图像等多种方式注册黑名单。

5.2.3相关型号区别

■A型为前端人脸抓拍机接入型号（支持64路前端）

■D型为后台分析型服务器，可以接入12台高清摄像机

■E型为后台分析型服务器，可以接入8台高清摄像机

■F型为后台分析型服务器，可以接入4台高清摄像机

■M型为后台分析迷你型服宪器，可以接入1台高清摄像机

5.2.4面板说明

1.电源接口

2.电源开关

3.网络接口

4.网络接口

5.VGA接口

6.USB接口

声明：面板物理接口的分布与类率以实物为准。

5.2.5技术参数

型号