1. 系统概况

随着人工智能人脸识别技术的高速发展，对特殊人群监控、恐怖分子布防、涉案人员追逃、人员信息核查等人员识别追踪能力就提出了更高的要求，传统的视频监控很难形成有效的实施打击，本系统采用人脸识别布控作为治安管控的技术支撑手段，通过在人群密集的场所建立固定视频人脸卡口或临时移动视频人脸卡口实时布控，形成一个识别各种可疑人员、恐怖分子、涉案出逃人员的一个重要预警人脸卡口通道。

2建设目标

本系统通过与前端摄像机的视频图像对接，利用部署的人脸识别布控平台进行人像特征分析，通过检测对比人脸数据库中的所有已知原型人脸图像来达到"辨认"身份的目的。通过对目标人员的入库，通过有效的部署，可以全面的应用在人脸布控黑名单预警、类群（族群）人脸布控预警、白名单共享人脸库核查身份验证等各场景，从而实现全面的高危人群管控，提升的治安管理手段。实现智能、精准、快速的人脸比对,以及完善的人像大数据分析挖掘应用,实现布控人员的实时监控追踪预警、人员身份快速比对核准、人员历史 轨迹追踪的倒查等功能,综合解决公共安全领域中找人、预警、追踪等人员管理监控问题。

3系统架构

     按照人脸识别技术特点和应用需求，我们设计一个符合实战需要的人脸识别预警平台的系统架构，其主要思路为：一流的核心算法、一点布控全局响应的大规模卡口点位支持、分布式的上下级平台部署联网支持、多类型网络流媒体视频源支持、多用户协同作战支持、强大的兼容性支持、人脸布控黑名单人脸库、户籍和流动常住人脸库（人脸共享库)。

系统总体网络架构图

架构图注解:

S1.中心管理服务器 : 该角色为系统核心管理单元，负责堆叠管理多个S2、S3单元，同时实现人脸布控库数据同步、报警业务处理、客户端用户角色权限管理与功能应用模块实现等功能。

S2.智能分析服务器:该角色为系统户籍人口和外来流动常住人口人脸共享库单元，每单元服务器最大支持创建100W人脸库，通过堆叠管理和负载均衡，系统可承载10亿级别的人脸数量，并可能过系统提供的搜索引擎快速执行“以图搜图”。

S3.动态人脸抓拍对比服务器：该角色为系统执行人脸检测、跟踪、抓拍、对比、图片及视频存储的处理管理单元，最大支持64通道，具有如下处理功能:

(1)当服务器承担视频解码、检测、跟踪人脸时，根据服务器性能最大支持处理8路；

(2)当服务器接收远程采集终端(可以是摄像机和各种人脸采集仪终端）上报人脸存储对比工作时，可根据上传人脸数量确定该单元服务器可接入处理1-64个视频通道。

(3)本单元服务器对抓拍人脸进行得取物征加入轨迹历史库,提供历史记录图片“以图搜图”功能接口服务。

(4)本地化对比产生预警事件时回传中心管理服务器。

(5)视频录像及提供回放下载接口、关联人脸抓拍和对比事件

(6)具有人脸检测标定效果的实时流服务，即可客户端可程调用该服务器下的通道实时检测和对比视频，检测结果和对比结果随实时流回传客户端。

4系统方案

4.1 设计思路

本系统建设思路，即通过在入员出入通道部署安装固定高清人脸抓拍摄像机和公共区域部署智能人脸跟踪一体机或利用高清网络摄像机设卡，对经过卡口的人员进行人脸抓拍和对公共区域流动人员的人脸抓拍。智能分析模块仅通过接入的视频流或人脸图片就可以实现实时的人脸识别、人脸抓拍、人脸数据存储，并与人脸黑名单（白名单）库进行实时比对，当发现目标人员时，系统自动发出报警信号，采用多种联动方式通知值班人员。系统集高清人脸图像的抓拍、传输、存储，人像特征的提取和分析识别、自动报警和联网布控等诸多功能于一身，并具有强大的查询功能及强大的通信、联网功能，可广泛应用于重要关卡的行人监控，可与车辆卡口系统一道构筑出具备车辆和行人身份识别的现代治安卡口智能监控系统。

4.2 系统特性

4.2.1 技术先进

系统是基于“神经网络深度学习”理论开发的识别技术，是通过设计出包含数百万相互连接的神经元网络结构，通过学习海量的人脸图像，从而让这个复杂的非线性神经网络具备了判断“两个人脸照片是否同一个人”的能力，这种能力甚至可以超越人眼的准确率。

该系统相比传统的人脸智能分析技术具有非常明显的优势：

v 零误拍人脸捕捉：实现了多人、多角度、多光照、部分遮挡、模糊等情况下的实时人脸捕获，社绝了误拍；支持GPU人脸检测加速；支持在单台服务器上可以做到8路1080P视频25帧的人脸检测、跟踪、抓拍。

v 强大的人脸跟踪抓拍提优技术，避免了人脸数据冗余，提高捕获的人脸图片的质量，减轻系统压力。

v 实时布控对比：支持20W人脸库黑名单实时布控预警，在普通低成本服务器(IntelI7-4790处理器,16GB内存)单次对比速度仅耗费 0.65秒，超高速度。

v 兼容性：（1）基于ONVIF协议，可以轻松实现接入不同厂家的网络摄像机实时流；（2）支持多样性的私有的主流厂家(海康，大华，雄迈，天视通，PELCO，AXIS，海芯威视，宇视等)协议接入和网络视频监控管理平台协议实时流接入;（3）支持各类标准实时流媒体协议接入；如：rtsp/rtmp/rtp/http/mms;（4）支持视频所有的标准视频格式文件万能解码，如：3gp/avi/mp4/asf/dv/bin/m2ts/mp2/mp2v/mp4v/mpeg/amv/mod/mp1/rm/m3u/m3u8/sdp/rmvb/wmv等所以常用格式视频文件;（5） 支持厂家监控设备厂家私有录像文件如海康私有mp4、大华私有dav等视频文件。

同时，系统还按照“全面规划、统一建设、集中管理、信息共享”的平台设计思路, 通过在情报信息中心搭建软硬件运行平台，充分利用现有数据资源，采用分级授权、多级访问的方式，可供全分局各警种的情报干警使用。

4.2.2 架构先进

系统根据人脸识别技术和应用场景的特点，设计出具有分布式系统特点，负载均衡的并发访问集群化处理，便于扩容，易于业务定制开发的平台架构。

v 系统的扩展性：系统基于上下级的分布式设计，可以方便进行扩容和功能的扩展，系统只需要增加下级单元系统的数量就可以实现不影响系统效能的扩容。

v 分布式集群化人脸对比负载均衡架构，系统具有强大的人脸特征布控库数据同步功能，自动分发同步到各个人脸单元服务器，集群化提供人脸布控预警对比服务。

v 多样的网络模型：系统采用局域网模式部署。同时，平台可采用分布式的互联网云平台模式部署方式，保证了系统的良好扩展性；

v 集成网络视频监控管理系统：系统内部集成了传统的网络视频监控系统的所有功能，如视频监控、云台控制、录像与回放、电视墙解码显示与控制等功能，同时具备多种视频联网能力如ONVIF协议与GB28181联网协议，使得系统具有更强大的与视频相关的联动功能。

v 单元系统大数据存储能力: 在下级单元系统中，每个人脸抓拍对比单元系统都个具备海量存储和快速查询能力，系统只需要进行增加人脸抓拍对比单元系统就可以实现数据扩容、规模扩展。

v 与云平台的良好适配：本系统的人脸抓拍对比单元系统能很好的对应于云平台虚拟单元机，可支持虚拟化主机部署。

4.2.3 超高性价比

由于本系统采用了分布式的运算单元集群设计，表示能充分利各类低成本服务器主机的运算资源，良好的兼容性和可复制化简易部署方式，都为用户减少在运算资源的投入、技术人力投入，节能环保，具有高性价比。

4.3 软件平台介绍

4.3.1 中心联网平台介绍

4.3.1.1中心软件平台概要

中心联网平台是综合性的人脸应用管理平台，具备有设备管理、报警处置与联动、历史记录查询、用户及权限设置、系统配置等基本功能。支持接入多个下级人脸抓拍对比单元子系统，从而组成大型人脸识别布控应用平台，支持建立基础户籍人脸库，提供给用户进行非实时性的查询对比应用，支持建立的黑名单人脸库可自动同步到下级人脸抓拍对比系统。中心平台还具有视频监控系统基本功能和车牌卡口系统基本功能。

4.3.1.2动态人脸实时抓拍对比预览

中心平台客户端功能模块之一，可任意点播某个下级人脸抓拍对比单元系统下的摄像机，实时播放摄像机视频并接收查看抓拍人脸图片与对比结果。

4.3.1.3 人脸对比历史记录查询

 中心平台客户端功能模块之一，可任意查询某个下级人脸抓拍对比单元系统下的摄像机某天下某时间段的人脸对比历史记录。

支持查看相关联的录像片段。

4.3.1.4人脸抓拍历史记录查询

中心平台客户端功能模块之一，可任意查询某个下级人脸抓拍对比单元系统下的摄像机某天下某时间段的人脸对比历史记录。

支持“以图搜图”方式全局搜索人脸抓拍历史记录，形成轨迹记录。

支持查看相关联的录像片段。

4.3.1.5 人脸黑名单报警及联动处理

客户端可实时接收人脸布控黑名单预警事件，并支持在接收事件时弹出报警框列出相关信息和对比结果，同时打开该摄像机的视频和执行预先设置的联动动作，联动动作可包含如下功能：

l 客户端打开某个或一组摄像机视频

l 切换某个或一组摄像机到电视墙显示

l 执行某个或多个摄像机预置位

具有支持定制其它动作的扩展功能。

4.3.1.6报警历史记录查询

中心平台客户端功能模块之一，可任意查询某个下级人脸抓拍对比单元系统下的摄像机某天下某时间段的人脸对比报警历史记录。并可还原列出对比前100人的按相似度排序记录。

支持查看相关联的录像片段。

4.3.1.7人脸库管理

l 黑名单人脸库

黑名单人脸库用于同步分发到各个人脸抓拍对比单元系统，同时提供中心平台客户端查询对比。

l 白名单人脸库

白名单人脸库为户籍人脸库，通常为大型人脸数据库，按项目所在地身份证高清正面底照建库，支持批量导入。由一台或多台人脸对比服务器组成集群对外提供人脸查询对比服务。

4.3.1.8统计分析

中心平台客户端功能模块之一，可任意查询下级人脸抓拍对比单元系统下的某个摄像机(或全部)在某时间段、某天、某小时人脸抓拍/报警记录数，并支持以图表方式呈现出来。

4.3.1.9系统配置

本功能添加修改删除下级人脸抓拍对比单元系统服务器，添加修改删除流媒体服务器，添加修改解码显示服务器等设备，并进行视频源对象同频，分组管理，用户及权限设置，地图源设置等操作。

4.3.2 动态人脸抓拍对比单元系统介绍

4.3.2.1 人脸抓拍对比单元系统简介

人脸抓拍对比单元系统集视频采集、解码、人脸跟踪抓拍、人脸图像质量评分、特征提取、海量存储管理、实时黑名单对比预警、视频录像、流媒体转发于一体，即可以独立运行应用又可以与与中心管理平台对接联网应用，在本系统中作为人脸抓拍对比大数据应用平台的下级系统。

人脸抓拍对比单元系统-主界面

4.3.2.2人脸抓拍对比单元系统架构

4.3.2.3人脸抓拍对比单元系统主要功能

(1)人脸检测跟踪抓拍

单元系统最大支持 16路1080p人脸抓拍对比通道，支持对视频进行人脸跟踪，对锁定的人脸进行跟踪和进行质量评分，在跟踪丢失时或跟踪超时后按质量评分排序，取出最质的人脸图片进行做为抓拍记录存储，同时取出评份最高的前N张人脸(数量可设置)与布控人脸库进行对比。

(2)人脸实时比对预警

单元系统的黑名单布控人脸库从中心联网平台同步到本地，采用高速多线程模式，快速本地化对比，可在20W黑名单人脸库进行实时对比，不依赖服务器人脸对比，稳定性高，单元系统故障不影响整体运行。支持针对某人，时段设置人相似度报警阀值。

(3)海量人脸图片存储与“以图搜图”搜索

单元系统采用海量数据存储管理技术，在磁盘空间范围内，存储时间无限制，支持按摄像机或时间节点搜索历史记录，同时支持按人脸图片方式搜图人脸抓拍或对比记录。

(4)流媒体分发服务

单元系统支持视频流订阅点播，便于中心联网平台或第三方系统远程调阅单元系统的摄像机实时视频，最大支持400Mbps码流分发能力。

(5)视频录像服务

单元系统支持视频录像存储功能，便于产生报警事件或人脸抓拍事件时与之关联，更好还原现场事件实况。便于中心联网平台查询历史记录时回放关联录像。

(6)人脸库管理

单元系统支持接受中心联网平台同步黑名单人脸库，支持本地化录入人脸到人脸库，与中心联网平台下发的人脸库互为补充。

(7)视频源管理

单元系统支持录入网络摄像机、NVR、视频监控系统的视频源，支持ONVIF协议搜索添加视频源，支持私有厂家协议搜索，添加到视频通道后，支持设置人脸检测和对比参数，录像设置。

4.3.2.4人脸抓拍对比单元系统主要特性

ü 响应速度：30万人的底库能够在0.8秒内实时返回结果（无网络延迟影下）；50万人的底库能够在1秒内返回结果（无网络延迟影响下）；

ü 抓拍率：人脸姿态偏转角度可根据场景及用户需要自行设置人脸姿态偏转在左右90度之内、上下偏转30度之内达到99.50%；

ü 单台比对服务器支持的视频流个数：采用GPU进行图像处理，单台比对服务器支持同时处理8路1080P高清视频流；

ü 识别准确率：对于30万布控库，在1/1000000的误识别率的情况下，正确率为97%；

ü 采集速度：每秒25帧；

ü 人脸跟踪质量判断支持：支持照片质量判断（选取跟踪列表中人脸最优图像）；

6 .系统性能表

为了满足系统的大数据存储、管理与多用户访问，产品及系统的性能及技术参数设计如下，并在设计上保证系统性能的可提升性：