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  • 张术霞

智慧校园解决方案

1.  现状
1.1. 项目背景
随着经济的发展,社会开放程度的提高,社会?#31995;?#19968;些违法犯罪事件也日渐影响到学校校园。如何建立一个安全的校园环境,保障师生的学习、校园生活安全一直是教育部门和社会各界关注的焦点。校园安全问题,维系着社会的稳定,牵动着家庭的幸福,已成为全社会密切关注的话题,直接影响到和谐社会的建设。据社会调查显示,造成学校安全事故发生的原因,很大一部?#36136;?#30001;外来的侵害造成?#27169;?#21253;括非法人员闯入、社会不良人员进入等给校园安全带来极大危害。
为落?#21040;?#35774;平安校园,建设人脸识别黑名单预警系统,在各校区的人员出入口,通过人脸识别系统将非法黑名单员识别出来,并在派出所的?#25945;?#36827;行预警,及时通知值班民警,及时阻断危害事件发生,为智慧平安校园的建设提供强大助力,保障师生的学习、生活安全。

                                               

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1.2. 项目需求
在派出所辖区所学校,均安装有传统的视频监控系统,门禁系统等,以上系?#25345;?#33021;做到事后查看和事后追踪的效果,而采用人脸识别系统则可以将对校园有威胁的人员拒之门外,能做到事前预防,将涉及到校园安全的危险人员在入口出就能识别?#39029;觶?#26234;能化提升校园安全保护工作。?
2. 解决方案
2.1. 系?#25104;?#35745;原则
? 经济性
充分利用现有传输线路,通过合理的结构,尽可能减少新增投资;避免盲目?#38750;?#26368;新技术,同时又要防止系统处理能力不够;整个系统易用、实用、易于维护。
? 可靠性
采用可靠的软硬件产品是保证系统可靠性的关键。系统应最大限度集成稳定且优秀的技术及组件,采用成熟技术以降低系统的不稳定性; 系统应该支持基于集群技术的负载均衡功能,保证系统核心应用有足够的备份容错,提高系统的可靠稳定性。
? 开放性
技术方案和软件具有良好的互联、互操作能力及升级能力,遵循最新的国?#26102;?#20934;、国家标准和行业标准,遵循开放的原则。便于被更高层次的管理软件集成。
? 先进性
系统技术水平保证先进性,符?#31995;?#20170;计算机科学的发展潮流。系统软件?#25945;ā?#30828;件?#25945;?#25216;术代表当今计算机技术发展的方向,并经实践证明其有很强的实用性;开发单位?#24515;?#21147;进行该项产品的?#20013;?#24615;开发,可?#21592;?#35777;该项技术不?#31995;?#26356;新并顺利升级而维持系统的先进性。
? 可扩展性
系统结构易于扩充,以?#35270;?#20170;后可能出现的较大任务负载。硬件?#25945;?#20855;有可升级性,当需要时可以通过设备扩展以提高系统的处理能力,从而保护原有投资。系统软件应具有可扩充性。采用面向对象的结构设计,具有很强的灵活性、可操作性和可扩展性。完全模块化的软件架?#25925;?#24471;在今后业务发生变化时,模块的增加和对模块的修改不应对其他模块产生影响。
? 易用性
采用?#36164;?#24713;的易于维护的系统?#25945;ā?#21487;操作性及界面友好,充分考虑使用人员的特点,使数据处理工作简单、方便、快捷。业务流程清晰,符合常规业务处理习惯。基于网络架构,可以远程配置管理,实施方便、维护方便。而系统软件采用统一风格的软件界面,操作方便,采用中文图形界面。
? 全面性
系统能够派出所提出的各项功能,符合需求中提出的所有基本要求,同时系统具备良好的兼容性和可扩展性,

2.2. 人脸识别技术简介
人脸识别是人体生物?#29616;?#25216;术的一?#37073;?#20154;脸识别技术相对于其他生物识别技术,具有生物特征唯一性、可测量性、可识别性、终身不变性等特点。人脸识别利用可见光获取人脸图像信息,而不同于指纹识别或者虹膜识别,需要利用电?#21451;?#21147;传感器采集指纹,或者利用红外线采集虹膜图像,这些特殊的采集方式很容易被人察觉,从而更有可能被伪装欺骗。
人脸识别系统响应速度迅速,从比对到判定在1秒以内。是人工比对确?#31995;?#25968;十倍。同时采用人像跟踪技术,减少同一人的照片存储数量,降低数据冗余与硬件设备的投资。较其他识别技术,人脸识别技术具有本质的区别:
? 自然性:适合视觉“以貌识人”的自然习惯;
? 隐蔽性:不被察觉对于一种识别方法也很重要,这会使该识别方法不令人反?#26657;?#24182;且因为不容易引起人的注意而不容易被欺骗;
? 非接触性:用户不需要和设备直接接触就能获取人脸图像;
? 非强制性:用户不需要专门配合人脸采集设?#31119;负?#21487;以在无意识的状态下就可获取人脸图像,这样的取样方式没?#23567;?#24378;制性?#20445;?/span>
? 并发性:在实?#35270;?#29992;场景下可以进行多个人脸的分拣、判?#38686;?#35782;别。
一个典型的人脸识别系?#25345;?#35201;包括训练过程和识别过程。训练过程主要完成将已知人脸进行定位、特征提取与选择、以及分类器的设计;识别过程则完成将未知?#35745;?#36827;行处理,并最终识别出身份的分类和决策。其工作流程如图所示

 

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2.3. 系统概述
本系统拟在6个校区和宿舍区的大门人员出入口,安装人脸识别系统,系统包含两个摄像头,可用于抓拍识别进、出两个方向的人员,并将前?#35828;?#36830;个摄像机头通过网络传输到各自校区的监控机房内,接入到人脸识别主机,在通过互联网经所有的数据传输到派出所指?#21448;行摹?/span>

 

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如上图所示,各校区和宿舍区的人员出入通道,出、入方向各安装一台摄像机,在保安室安装1台人脸识别主机和1台 NVR,通过校区内的网络连接到校区机房的交换机内,并通过互联将人脸识别主机的识别结果传输到派出所的?#25945;?#19978;,供派出所统一管理指挥。

摄像机给视频门禁设备提供访问权限,供其获取视频流。
人脸识别主机同时将识别结果通过互联网传输给视频门禁?#25945;ǎ?#32473;视频门禁?#25945;?#25552;供上行/下行数据协议,由视频门禁?#25945;?#31649;理人脸识别主机,包括管理黑名单人员,获取比对结果,设备数据上传等。
在NVR存储摄像头的监控视频,最低存储3个月。同时,NVR接入高点监控摄像机,为其提供存储。


2.4. 系统流程
人脸识别黑名单预警系统业务流程,出入口摄像机采集视频区域内的人脸图像,与黑名单库内的人员模板进行比对,比对成功则向派出所的?#25945;?#21457;出预警信息,并弹窗提示,同时保存现场照片和识别记录,流程图如下:

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2.5功能
? 建模速度:单线程提取单个人脸特征值时间不超过200毫秒。
? 识别效率:识别精度高,识别率大于99.2%,识别速度快,识别时间小于1秒;
? 识别速度:从人员出现在画面?#26657;?#21040;识别出结果,整个过程不超过1秒。
? 人脸照片一般大小为20KB,场景图80KB,特征值为2KB
? 可以处理的人脸不同面部表情的特性:
不同表情(微笑,张嘴、);
? 不同光照(自然光、室内光),可以处理一定程度的强光、昏暗和光照不均;
? 可以处理不同姿态(左右25度,低抬头25度);
? 可以处理不同年龄段(从6岁开始);
? 可以处理各种刘海情况;
? 可以处理不同装饰(如眼镜,帽子等)

效果
? 实现校园大门进出人员的人脸?#35745;?#30041;底
? 对可以人员的布控,识别出黑名单人员
? 分析校园门口常出现的人员,做好预防工作,避免突发事件
? 人脸识别监控和监控?#25509;茫?#23384;储校园大门进出视频监控
? 与视频门禁联动,数据共享,为视频门禁刷卡记录提供视频数据关联



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