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XXXXXXX火车站安检动态人脸识别身份验证应用方案二〇一六年二月广州像素数据技术股份有限公司目录一、方案背景............................................3二、方案设计图..........................................4三、安检台场景图........................................5四、方案流程............................................6五、硬件设备组成........................................8六、系统功能模块.......................................10七、性能参数...........................................15八、系统对外开发接口...................................16一、方案背景XX火车站日均客流量超过10万人次，火车站的安全问题尤为重要，而火车站安检的力量有限，为保障火车站的安全性及正常秩序，安检人员每天要对庞大的人流进行身份验证，需要投入较大的人力物力，人工检查也难免疲劳，造成误判或漏判，而导致非持本人证件的人也能蒙混过关登上列车，造成不良影响。利用当前的先进的人脸识别技术，避免人工肉眼判定所存在的各种弊端，既能辨别旅客是否持本人身份证，同时也能对旅客的出行记录进行有效管控，完善火车站的安全管理机制，营造火车站的安全环境，为旅客提供更加人性化、优质的服务。二、方案设计图（1）整体系统架构图应用层功能层支撑层安检系统视频人脸检测照片质量筛选结果统计人脸建模人脸识别信息查询数据接口存储验证/搜索结果索引库索引库基础库相片库证件照片库现场照片库视频库采集层视频人脸采集证件信息读取身份验证/搜索基础信息管理视频编码/储存其它系统人脸检测验证人员库数据库重点人员库（2）系统拓扑图闸机口高清USB摄像头后台比对服务器黑名单比对站内部专线网络安检通道1闸机口高清USB摄像头安检通道2身份证照片和现场照片比对身份证照片和现场照片比对数据存储服务器三、安检台场景图安检旅客安检员待安检旅客安检旅客安检员待安检旅客验证摄像机验证摄像机安检门安检门安检机安检机四、方案流程旅客递交身份证刷取身份证自动进行动态人脸比对上传并保存结果旅客通过动态监控预先快速抓脸比对通过？禁止进入人工审核不通过不通过身份证有无磁性？有磁性无磁性是否黑名单人员？通过通过自动报警属于黑名单不属于黑名单（1）基于现有的安检系统流程和设备，旅客排队上前进行身份验证；（2）旅客在排队过程中，动态监控摄像头已将队列中的旅客人脸进行了抓拍保存，用于后面的快速比对；（3）旅客进入柜台时，需出示身份证（或护照）、车票，交由柜台工作人员；（4）工作人员将旅客的身份证在身份证读卡器上刷卡；（5）如身份证（护照）无磁性，则由工作人员判定该人员是否属于持证本人，如人工判定为持证本人，则触发监控摄像头进行拍摄；如人工判定为非持证本人，则不允许进入候车大厅；（6）如身份证有磁性，则直接进入持证本人的人脸身份验证阶段；系统自动拍摄该旅客人脸照片；并自动获取该旅客最合适的人脸照片（根据脸部光线均匀、是否正脸、照片是否清晰等进行判定）；（7）将动态快速抓脸获取到的人脸照片与前面刷卡获取到的身份证芯片照片进行1:1的人脸比对，并返回比对结果供安保工作人员查阅；（8）如该旅客经过验证，即属于持证本人，则旅客可以进入候车大厅，如该旅客验证不通过，则由安检工作人员进行二次判定，如工作人员二次判定通过，则该旅客可以进入候车大厅，如工作人员二次判定依然不通过，则不允许进入候车大厅；（9）对于系统判定为持证本人或人工二次判定为持证本人的旅客，系统会自动将该人员现场拍摄的照片发送到后台比对服务器中，与库中的黑名单人员进行1：N的人脸比对，如遇到与黑名单库中相似度较高的人员时，则自动将比对结果返回给安保工作人员，由前台安保人员进行二次的人工确认；（10）所有的旅客验证数据、比对结果的帧图片、视频录像均上传保存在数据库服务器中，便于日后的查阅审核等；五、硬件设备组成（1）前端硬件设备：高性能PC机：数量X台处理器1个不低于4核8线程处理器内存内存不低于16G硬盘不低于1T网卡1个太网接口高清监控摄像头：数量X套类型高清监控摄像枪及镜头摄像枪参数1/2.8CMOS,1920×1080,microSD卡,网口,AC24V/DC12V/PoE镜头参数3.8-16mmF1.51/1.8CS接口（具体视实际情况而定）要求设备应具备宽动态处理能力身份证阅读器：国内品牌身份证读卡器，支持读取身份证芯片内照片及信息；（2）后台硬件设备：黑名单比对、应用、数据库服务器：数量1台类型数据库/应用服务器处理器2个不低于8核16线程处理器内存内存不低于32G硬盘2T*4，实际视需存储容量大小而定网卡1个千兆以太网接口电源2个220V、500W操作系统WindowsServer2003、7、2008六、系统功能模块（1）动态视频人脸比对分析节点动态视频人脸比对分析节点通过连接前端布控的各监控摄像头，可有效地实现对安检通道的旅客人员的身份核验比对、视频录像及实时报警的功能，提供有效、实时的报警机制。动态布控视频分析节点的核心功能模块包括：人脸分析比对模块、动态人脸比对模块、比对结果过滤模块、状态监测模块、节点管理模块。（2）身份验证模块系统可将现场采集的持证人照片与所持身份证芯片内的照片进行验证，以确定持证人与身份证的一致性，支持对低分辨率照片（如身份证芯片内存储的照片）的超分辨率重建技术；（3）视频人脸采集系统通过前端采集设备，可实现对特定监控区域的视频监控，实现视频采集功能。支持多图像源采集，包括IP摄像头、USB摄像头、CCTV摄像头、视频文件等多种采集方式。采集到的视频可用于实时人脸比对，或者通过视频压缩，进行保存。（4）视频编码及存储要求每个节点具有视频的编码以及录像存储的功能，采用通用的视频编码格式（如H264）进行编码，并存储为通用的视频格式（如MP4）。采用的编码格式须支持RTSP流媒体传输协议，支持视频分发。（5）视频编解码硬件加速优化系统要求每个节点支持根据特定的硬件平台自适应调整的软硬件编解码方案，如节点在不占用CPU的资源的情况下，完成视频编解码、存储和分发等功能。（6）视频人脸检测视频人脸检测是指在动态的场景与复杂的背景中判断是否存在人脸，并分离出人脸。在视频监控环境下，由于运动、姿态、遮挡、光照等变化因素，人脸清晰度往往不足。系统可实现对实时视频、视频录像进行人脸检测，并能将背景区域剔除，精确定位视频中的人脸图像，而且还能适应不同的人脸尺寸、复杂背景变化等情况。人脸检测项目如下表：序号检测项来源序号检测项来源1人脸数(ISO7.2.4)17脸上的阴影(ISO7.2.8)2两眼间距离(ISO8.4.1A3.1.1)18眼窝的影子(ISO7.2.9)3头部19高光(ISO7.2.10)4姿势(ISO7.2.2)20眼镜反光5色彩特征(ISO7.4.2)21宽镜架6脸部水平居中(ISO8.3.2)22曝光(ISO7.3.2)7脸部垂直居中(ISO8.3.3)23锐度(ISO7.3.3)8头宽(ISO8.3.4A3.2.2)24背景(ISO7.2.6A.2.4)9头长(ISO8.3.5A3.2.3)25背景分割10头部的长宽比(ISOA3.2.1)26背景阴影11非自然色(ISO7.3.4)27背景均匀度12亮度28背景灰度值13对比29面部表情(ISO7.2.3A.2.2)14红眼30眯眼15色调31闭眼16人与背景布光(ISO7.2.7)注：检测标准按《ISO/IEC19794-5:2005生物特征识别数据交换格式第5部分：人脸图像数据》或《GA/T922.2-2011安防人脸识别应用系统第2部分：人脸图像数据》。（7）视频人脸跟踪系统支持对视频中出现的人脸自动追踪、标定、聚类、优选，可用于后期的旅客人数统计；（8）视频人脸抓取及存储系统具有视频中人脸图像抓取和存储功能，通过人脸检测技术，抓取的人脸图像被自动裁剪降低视频传输占用网络资源的压力、自动编号并保存，。抓取的人脸可以被有效索引，以可供查询和访问，同时也支持抓取的人脸图像场景视频段访问。（9）正脸评价及筛选系统通过人脸检测分离出人脸后，可对人脸进行分组、正脸评价，区分出一系列同一人照片中，质量较高的照片。（10）人脸视频摘要人脸视频摘要通过人脸识别技术与视频重排序的结合，实现对视频的有效摘要和检索。人脸视频摘要能将冗长视频当中，存在有效人脸的部分生成一个简短的视频，将整个视频被压缩成一个简短的人脸事件摘要。形成视频摘要后，可通过快进快退，或者时间轴等方式进行浏览，能为快速查阅旅客过安检时情况提供强有力的支撑。（11）抓拍查询系统可对抓拍结果进行有效的存储管理，便于对结果进行核查、查询与分析。1．抓拍结果核查查看抓拍详情，如时间、跟踪号等查看抓拍的人脸对应的视频2.抓拍结果管理人脸相片搜索结果：设置结果搜索参数；显示结果列表；照片详细搜索结果浏览。（12）录像查询能对摄像头的录像进行有效的存储管理，便于对结果进行核查、查询与分析。录像核查与处理录像详情查看录像重新抓拍人脸1．录像管理录像搜索结果：设置结果搜索参数；显示结果列表；录像详细搜索结果浏览。2．比对结果分析能够核查所拍录像，对于漏拍的人脸可手动重新抓拍，提高准确率。（13）安检人脸比对结果查询系统能实现对安检通关结果进行有效的存储管理，能对结果进行核查、查询与分析。1．支持实时显示记录通过人员的刷身份证时间、比对通过时间、身份证芯片照片、现场照片、比对摄像头信息等；2．支持查阅历史旅客比对的身份证信息、比对时间、比对照片等信息；3．支持将比对成功后的某一帧画面自动进行存储保存，并可上传到服务器中；4．支持将抓取的人脸自动存储在数据库中，可翻查历史抓拍的人脸照片数据；5．支持自动截取视频流中对比对成功后的前后5秒的视频，可回放该旅客过安检时的动态视频画面；（14）设备管理系统能具备灵活的节点设备管理机制。1.能对安检节点的摄像头进行编辑；2.能对比对系统资源进行创建回收。（15）黑名单人脸识别布控管理系统可实现灵活的布控管理策略：1.可根据布控方式查找布控情况；2.可对布控情况进行编辑；3.可按照设定的时间或时间段、镜头、监控区域，自动部署监视相片库，自动布控。七、性能参数类别项目参数身份证人脸验证匹配模式1：1照片类型支持jpg、bmp照片尺寸身份证芯片内存储的照片（像素分辨率为102*126）与现场抓拍照片验证时间700ms并发要求支持多并发识别率错误识别率＜2%，正确识别率≥99%，需提供第三方测试报告数据加密具备传输的数据加密外部适应性对较差的现场光照环境、相片模糊适应、当眼镜不因反光、粗框、深色眼镜等原因遮挡人眼时，对性能无影响、除了人脸明显的几个生理变化期之外，正常的年龄变化可以在15年内无影响、人种和性别不影响识别、具备不同场景下的适应性人脸快速抓取模块人脸追踪具备人脸自动追踪、标定、聚类、优选功能自动裁剪支持人脸自动裁剪、降低网络传输压力视频帧图片处理能力支持处理视频流中每秒6-10帧照片，每帧画面不低于4张人脸的快速检索处理安检旅客人脸检索率不低于99%人脸姿态角度脸部姿态可适应平面旋转：-30°~30°之间，仰俯变化：-30°~30°之间照片质量检测具备照片质量检测模块黑名单识别模块匹配模式1：1及1：N照片类型支持jpg、bmp建模速度单张建模0.2-0.5秒，支持多并发比对速度单次比对＜1秒，支持多并发布控灵活性支持自定义不同的黑名单数据库建模，可按需要布控多个黑名单库；网络传输模式支持TCP/IP协议的网络收发引擎管理可对服务器引擎的状态进行监控，也可自由分配服务器运算能力自动负载均衡支持组成主、节点（副控）集群比对的方式，自动负载均衡八、系统对