1. 系統概況

隨著人工智能人臉識別技術的高速發展，對特殊人群監控、恐怖分子布防、涉案人員追逃、人員信息核查等人員識別追蹤能力就提出了更高的要求，傳統的視頻監控很難形成有效的實施打擊，本系統采用人臉識別布控作為治安管控的技術支撐手段，通過在人群密集的場所建立固定視頻人臉卡口或臨時移動視頻人臉卡口實時布控，形成一個識別各種可疑人員、恐怖分子、涉案出逃人員的一個重要預警人臉卡口通道。

2建設目標

本系統通過與前端攝像機的視頻圖像對接，利用部署的人臉識別布控平臺進行人像特征分析，通過檢測對比人臉數據庫中的所有已知原型人臉圖像來達到"辨認"身份的目的。通過對目標人員的入庫，通過有效的部署，可以全面的應用在人臉布控黑名單預警、類群（族群）人臉布控預警、白名單共享人臉庫核查身份驗證等各場景，從而實現全面的高危人群管控，提升的治安管理手段。實現智能、精準、快速的人臉比對,以及完善的人像大數據分析挖掘應用,實現布控人員的實時監控追蹤預警、人員身份快速比對核準、人員歷史 軌跡追蹤的倒查等功能,綜合解決公共安全領域中找人、預警、追蹤等人員管理監控問題。

3系統架構

     按照人臉識別技術特點和應用需求，我們設計一個符合實戰需要的人臉識別預警平臺的系統架構，其主要思路為：一流的核心算法、一點布控全局響應的大規模卡口點位支持、分布式的上下級平臺部署聯網支持、多類型網絡流媒體視頻源支持、多用戶協同作戰支持、強大的兼容性支持、人臉布控黑名單人臉庫、戶籍和流動常住人臉庫（人臉共享庫)。

系統總體網絡架構圖

架構圖注解:

S1.中心管理服務器 : 該角色為系統核心管理單元，負責堆疊管理多個S2、S3單元，同時實現人臉布控庫數據同步、報警業務處理、客戶端用戶角色權限管理與功能應用模塊實現等功能。

S2.智能分析服務器:該角色為系統戶籍人口和外來流動常住人口人臉共享庫單元，每單元服務器最大支持創建100W人臉庫，通過堆疊管理和負載均衡，系統可承載10億級別的人臉數量，并可能過系統提供的搜索引擎快速執行“以圖搜圖”。

S3.動態人臉抓拍對比服務器：該角色為系統執行人臉檢測、跟蹤、抓拍、對比、圖片及視頻存儲的處理管理單元，最大支持64通道，具有如下處理功能:

(1)當服務器承擔視頻解碼、檢測、跟蹤人臉時，根據服務器性能最大支持處理8路；

(2)當服務器接收遠程采集終端(可以是攝像機和各種人臉采集儀終端）上報人臉存儲對比工作時，可根據上傳人臉數量確定該單元服務器可接入處理1-64個視頻通道。

(3)本單元服務器對抓拍人臉進行得取物征加入軌跡歷史庫,提供歷史記錄圖片“以圖搜圖”功能接口服務。

(4)本地化對比產生預警事件時回傳中心管理服務器。

(5)視頻錄像及提供回放下載接口、關聯人臉抓拍和對比事件

(6)具有人臉檢測標定效果的實時流服務，即可客戶端可程調用該服務器下的通道實時檢測和對比視頻，檢測結果和對比結果隨實時流回傳客戶端。

4系統方案

4.1 設計思路

本系統建設思路，即通過在入員出入通道部署安裝固定高清人臉抓拍攝像機和公共區域部署智能人臉跟蹤一體機或利用高清網絡攝像機設卡，對經過卡口的人員進行人臉抓拍和對公共區域流動人員的人臉抓拍。智能分析模塊僅通過接入的視頻流或人臉圖片就可以實現實時的人臉識別、人臉抓拍、人臉數據存儲，并與人臉黑名單（白名單）庫進行實時比對，當發現目標人員時，系統自動發出報警信號，采用多種聯動方式通知值班人員。系統集高清人臉圖像的抓拍、傳輸、存儲，人像特征的提取和分析識別、自動報警和聯網布控等諸多功能于一身，并具有強大的查詢功能及強大的通信、聯網功能，可廣泛應用于重要關卡的行人監控，可與車輛卡口系統一道構筑出具備車輛和行人身份識別的現代治安卡口智能監控系統。

4.2 系統特性

4.2.1 技術先進

系統是基于“神經網絡深度學習”理論開發的識別技術，是通過設計出包含數百萬相互連接的神經元網絡結構，通過學習海量的人臉圖像，從而讓這個復雜的非線性神經網絡具備了判斷“兩個人臉照片是否同一個人”的能力，這種能力甚至可以超越人眼的準確率。

該系統相比傳統的人臉智能分析技術具有非常明顯的優勢：

v 零誤拍人臉捕捉：實現了多人、多角度、多光照、部分遮擋、模糊等情況下的實時人臉捕獲，社絕了誤拍；支持GPU人臉檢測加速；支持在單臺服務器上可以做到8路1080P視頻25幀的人臉檢測、跟蹤、抓拍。

v 強大的人臉跟蹤抓拍提優技術，避免了人臉數據冗余，提高捕獲的人臉圖片的質量，減輕系統壓力。

v 實時布控對比：支持20W人臉庫黑名單實時布控預警，在普通低成本服務器(IntelI7-4790處理器,16GB內存)單次對比速度僅耗費 0.65秒，超高速度。

v 兼容性：（1）基于ONVIF協議，可以輕松實現接入不同廠家的網絡攝像機實時流；（2）支持多樣性的私有的主流廠家(海康，大華，雄邁，天視通，PELCO，AXIS，海芯威視，宇視等)協議接入和網絡視頻監控管理平臺協議實時流接入;（3）支持各類標準實時流媒體協議接入；如：rtsp/rtmp/rtp/http/mms;（4）支持視頻所有的標準視頻格式文件萬能解碼，如：3gp/avi/mp4/asf/dv/bin/m2ts/mp2/mp2v/mp4v/mpeg/amv/mod/mp1/rm/m3u/m3u8/sdp/rmvb/wmv等所以常用格式視頻文件;（5） 支持廠家監控設備廠家私有錄像文件如?？邓接?/span>mp4、大華私有dav等視頻文件。

同時，系統還按照“全面規劃、統一建設、集中管理、信息共享”的平臺設計思路, 通過在情報信息中心搭建軟硬件運行平臺，充分利用現有數據資源，采用分級授權、多級訪問的方式，可供全分局各警種的情報干警使用。

4.2.2 架構先進

系統根據人臉識別技術和應用場景的特點，設計出具有分布式系統特點，負載均衡的并發訪問集群化處理，便于擴容，易于業務定制開發的平臺架構。

v 系統的擴展性：系統基于上下級的分布式設計，可以方便進行擴容和功能的擴展，系統只需要增加下級單元系統的數量就可以實現不影響系統效能的擴容。

v 分布式集群化人臉對比負載均衡架構，系統具有強大的人臉特征布控庫數據同步功能，自動分發同步到各個人臉單元服務器，集群化提供人臉布控預警對比服務。

v 多樣的網絡模型：系統采用局域網模式部署。同時，平臺可采用分布式的互聯網云平臺模式部署方式，保證了系統的良好擴展性；

v 集成網絡視頻監控管理系統：系統內部集成了傳統的網絡視頻監控系統的所有功能，如視頻監控、云臺控制、錄像與回放、電視墻解碼顯示與控制等功能，同時具備多種視頻聯網能力如ONVIF協議與GB28181聯網協議，使得系統具有更強大的與視頻相關的聯動功能。

v 單元系統大數據存儲能力: 在下級單元系統中，每個人臉抓拍對比單元系統都個具備海量存儲和快速查詢能力，系統只需要進行增加人臉抓拍對比單元系統就可以實現數據擴容、規模擴展。

v 與云平臺的良好適配：本系統的人臉抓拍對比單元系統能很好的對應于云平臺虛擬單元機，可支持虛擬化主機部署。

4.2.3 超高性價比

由于本系統采用了分布式的運算單元集群設計，表示能充分利各類低成本服務器主機的運算資源，良好的兼容性和可復制化簡易部署方式，都為用戶減少在運算資源的投入、技術人力投入，節能環保，具有高性價比。

4.3 軟件平臺介紹

4.3.1 中心聯網平臺介紹

4.3.1.1中心軟件平臺概要

中心聯網平臺是綜合性的人臉應用管理平臺，具備有設備管理、報警處置與聯動、歷史記錄查詢、用戶及權限設置、系統配置等基本功能。支持接入多個下級人臉抓拍對比單元子系統，從而組成大型人臉識別布控應用平臺，支持建立基礎戶籍人臉庫，提供給用戶進行非實時性的查詢對比應用，支持建立的黑名單人臉庫可自動同步到下級人臉抓拍對比系統。中心平臺還具有視頻監控系統基本功能和車牌卡口系統基本功能。

4.3.1.2動態人臉實時抓拍對比預覽

中心平臺客戶端功能模塊之一，可任意點播某個下級人臉抓拍對比單元系統下的攝像機，實時播放攝像機視頻并接收查看抓拍人臉圖片與對比結果。

4.3.1.3 人臉對比歷史記錄查詢

 中心平臺客戶端功能模塊之一，可任意查詢某個下級人臉抓拍對比單元系統下的攝像機某天下某時間段的人臉對比歷史記錄。

支持查看相關聯的錄像片段。

4.3.1.4人臉抓拍歷史記錄查詢

中心平臺客戶端功能模塊之一，可任意查詢某個下級人臉抓拍對比單元系統下的攝像機某天下某時間段的人臉對比歷史記錄。

支持“以圖搜圖”方式全局搜索人臉抓拍歷史記錄，形成軌跡記錄。

支持查看相關聯的錄像片段。

4.3.1.5 人臉黑名單報警及聯動處理

客戶端可實時接收人臉布控黑名單預警事件，并支持在接收事件時彈出報警框列出相關信息和對比結果，同時打開該攝像機的視頻和執行預先設置的聯動動作，聯動動作可包含如下功能：

l 客戶端打開某個或一組攝像機視頻

l 切換某個或一組攝像機到電視墻顯示

l 執行某個或多個攝像機預置位

具有支持定制其它動作的擴展功能。

4.3.1.6報警歷史記錄查詢

中心平臺客戶端功能模塊之一，可任意查詢某個下級人臉抓拍對比單元系統下的攝像機某天下某時間段的人臉對比報警歷史記錄。并可還原列出對比前100人的按相似度排序記錄。

支持查看相關聯的錄像片段。

4.3.1.7人臉庫管理

l 黑名單人臉庫

黑名單人臉庫用于同步分發到各個人臉抓拍對比單元系統，同時提供中心平臺客戶端查詢對比。

l 白名單人臉庫

白名單人臉庫為戶籍人臉庫，通常為大型人臉數據庫，按項目所在地身份證高清正面底照建庫，支持批量導入。由一臺或多臺人臉對比服務器組成集群對外提供人臉查詢對比服務。

4.3.1.8統計分析

中心平臺客戶端功能模塊之一，可任意查詢下級人臉抓拍對比單元系統下的某個攝像機(或全部)在某時間段、某天、某小時人臉抓拍/報警記錄數，并支持以圖表方式呈現出來。

4.3.1.9系統配置

本功能添加修改刪除下級人臉抓拍對比單元系統服務器，添加修改刪除流媒體服務器，添加修改解碼顯示服務器等設備，并進行視頻源對象同頻，分組管理，用戶及權限設置，地圖源設置等操作。

4.3.2 動態人臉抓拍對比單元系統介紹

4.3.2.1 人臉抓拍對比單元系統簡介

人臉抓拍對比單元系統集視頻采集、解碼、人臉跟蹤抓拍、人臉圖像質量評分、特征提取、海量存儲管理、實時黑名單對比預警、視頻錄像、流媒體轉發于一體，即可以獨立運行應用又可以與與中心管理平臺對接聯網應用，在本系統中作為人臉抓拍對比大數據應用平臺的下級系統。

人臉抓拍對比單元系統-主界面

4.3.2.2人臉抓拍對比單元系統架構

4.3.2.3人臉抓拍對比單元系統主要功能

(1)人臉檢測跟蹤抓拍

單元系統最大支持 16路1080p人臉抓拍對比通道，支持對視頻進行人臉跟蹤，對鎖定的人臉進行跟蹤和進行質量評分，在跟蹤丟失時或跟蹤超時后按質量評分排序，取出最質的人臉圖片進行做為抓拍記錄存儲，同時取出評份最高的前N張人臉(數量可設置)與布控人臉庫進行對比。

(2)人臉實時比對預警

單元系統的黑名單布控人臉庫從中心聯網平臺同步到本地，采用高速多線程模式，快速本地化對比，可在20W黑名單人臉庫進行實時對比，不依賴服務器人臉對比，穩定性高，單元系統故障不影響整體運行。支持針對某人，時段設置人相似度報警閥值。

(3)海量人臉圖片存儲與“以圖搜圖”搜索

單元系統采用海量數據存儲管理技術，在磁盤空間范圍內，存儲時間無限制，支持按攝像機或時間節點搜索歷史記錄，同時支持按人臉圖片方式搜圖人臉抓拍或對比記錄。

(4)流媒體分發服務

單元系統支持視頻流訂閱點播，便于中心聯網平臺或第三方系統遠程調閱單元系統的攝像機實時視頻，最大支持400Mbps碼流分發能力。

(5)視頻錄像服務

單元系統支持視頻錄像存儲功能，便于產生報警事件或人臉抓拍事件時與之關聯，更好還原現場事件實況。便于中心聯網平臺查詢歷史記錄時回放關聯錄像。

(6)人臉庫管理

單元系統支持接受中心聯網平臺同步黑名單人臉庫，支持本地化錄入人臉到人臉庫，與中心聯網平臺下發的人臉庫互為補充。

(7)視頻源管理

單元系統支持錄入網絡攝像機、NVR、視頻監控系統的視頻源，支持ONVIF協議搜索添加視頻源，支持私有廠家協議搜索，添加到視頻通道后，支持設置人臉檢測和對比參數，錄像設置。

4.3.2.4人臉抓拍對比單元系統主要特性

ü 響應速度：30萬人的底庫能夠在0.8秒內實時返回結果（無網絡延遲影下）；50萬人的底庫能夠在1秒內返回結果（無網絡延遲影響下）；

ü 抓拍率：人臉姿態偏轉角度可根據場景及用戶需要自行設置人臉姿態偏轉在左右90度之內、上下偏轉30度之內達到99.50%；

ü 單臺比對服務器支持的視頻流個數：采用GPU進行圖像處理，單臺比對服務器支持同時處理8路1080P高清視頻流；

ü 識別準確率：對于30萬布控庫，在1/1000000的誤識別率的情況下，正確率為97%；

ü 采集速度：每秒25幀；

ü 人臉跟蹤質量判斷支持：支持照片質量判斷（選取跟蹤列表中人臉最優圖像）；

6 .系統性能表

為了滿足系統的大數據存儲、管理與多用戶訪問，產品及系統的性能及技術參數設計如下，并在設計上保證系統性能的可提升性：