華北工控整機在體育場館人臉識別系統中的應用

系統概述

體育比賽場館安防系統作為體育建設項目的重點，是組織人員與參賽觀眾的關注點，決定著比賽的成功與否。承載體育各項賽事的場館要接納龐大的觀眾、運動員、管理人員、服務人員等，參會人群身份極其復雜且處于不停移動之中，如何驗證這些人員的身份，如何跟蹤和查詢身份可疑人員的活動情況等，都需要做好充分準備。

體育場館安防系統是一個綜合技術成果應用的領域，其中，門檢人臉識別系統是整個安防系統中的關鍵環節。負責場館安防項目建設的某系統集成商，通過對多家特種計算機供應商進行全方位考察和對比討論后，最終選擇了華北工控集團的系列產品，集成電子門票（人臉識別）驗證系統，在比賽門票安檢工作中發揮至關重要的作用，為舉辦成功的體育賽事保駕護航。

系統原理

人臉識別系統以人臉識別技術為核心，是一項新興的生物識別技術，是當今國際科技領域攻關的高精尖技術。人臉因具有不可復制、采集方便、不需要被拍者的配合而深受歡迎。人臉識別系統具有廣泛的應用：人臉識別出入管理系統、人臉識別門禁考勤系統、人臉識別監控管理、人臉識別電腦安全防范、人臉識別照片搜索、人臉識別來防登記等等。人臉識別系統融合了計算機圖像處理技術與生物統計學原理于一體，首先采集和錄入人臉數據庫，即采集人臉特征，利用生物統計學的原理進行分析并建立數學模型，即人臉特征模板，再將計算出的人臉特征模板存入數據庫中，現場利用已建成的人臉特征模板與終端采集設備輸入的被檢測者的人臉特征進行對比分析，然后根據分析的結果來給出一個相似值，通過這個值即可確定是否為同一人，從而達到身份識別目的。

人臉識別系統是一個計算機網絡控制系統，由以下幾個功能單元組成：

1．制、售票單元：電子實名制門票
2. 檢票單元：人臉抓拍識別系統，采用高性能特制化整機，檢驗門票和持票人身份合法性
3．中央管理單元：統計報表，管理整個系統
4．后臺控制系統：票務統計及實時查詢、檢測控制
5．輔助系統：UPS 電源，攝像監控及網絡服務器

系統功能

1.人臉捕獲與跟蹤功能：人臉捕獲是指在一幅圖像或視頻流的一幀中檢測出人像并將人像從背景中分離出來，并自動地將其保存。人像跟蹤是指利用人像捕獲技術，當指定的人像在攝像頭拍攝的范圍內移動時自動地對其進行跟蹤。

2. 人臉識別比對：人臉識別分核實式和搜索式二種比對模式。核實式是對指將捕獲得到的人像或是指定的人像與數據庫中已登記的某一對像作比對核實確定其是否為同一人。搜索式的比對是指，從數據庫中已登記的所有人像中搜索查找是否有指定的人像存在。

3. 人臉的建模與檢索：可以將登記入庫的人像數據進行建模提取人臉的特征，并將其生成人臉模板（人臉特征文件）保存到數據庫中。在進行人臉搜索時（搜索式），將指定的人像進行建模，再將其與數據庫中的所有人的模板相比對識別，最終將根據所比對的相似值列出最相似的人員列表。

4.真人鑒別功能：系統可以識別得出攝像頭前的人是一個真正的人還是一幅照片。以此杜絕使用者用照片作假。此項技術需要使用者作臉部表情的配合動作。

5.圖像質量檢測：圖像質量的好壞直接影響到識別的效果，圖像質量的檢測功能能對即將進行比對的照片進行圖像質量評估，并給出相應的建議值來輔助識別。

系統配置

人臉識別系統識別主機：NORCO- 890 高性能特制化整機

具體配置：
全長工業CPU卡SHB-890AG
◆ 支持LGA 775全系列Intel P4/Pentium D/Core™ Duo雙核處理器
◆ 2條240 Pin 雙通道DDRⅡ內存插槽，支持DDRⅡ 667MHz 內存，最高達2GB
◆ 4個SATAⅡ接口，傳輸數率300MB/s
◆ 提供1個千兆網口，2個COM口
◆ 4個USB 2.0接口
工業底版：PBP-03V2
工業電源：PW-250U
內存：2G
硬盤：80G

其他配套設備

1.高清晰攝像頭 1個 ，視頻卡1塊
2.網絡交換機
3.后臺服務器
4.網線、視頻線等其它輔料 若干

系統評價

目前，自動人臉識別系統已在各個體育場館和相關活動區內運用。經過研發人員的努力，由華北工控產品集成的人臉識別系統具有存儲功能強吞吐量很大、動態抓拍能力強、最快反應速度僅為0．01秒等諸多優點，便攜化、自動化程度相對較高，在降低誤識別率和誤拒絕率方面的技術更為成熟，由于利用的是人體骨骼的識別技術，所以即使易容改裝，也難以蒙過它的眼睛。此系統的相關數據庫將收入包括中國公民和國際人士在內的共計13億多人的面部信息，并利用最新技術進行比照核對。人們在進入體育場館時，此門檢人臉識別系統會自動對其面部特征進行快速核對，人們根本無需停留，安全保衛人員可以在最短時間內發現各類“危險人物”，遇到問題時，安保人員會很快發現“危險人物”在哪里。另外，某些重要區域如控制中心只允許特定身份的工作人員進出，這時候面部檔案信息未被系統存儲的所有人全都會被拒之門外。這樣可以有效地管理場館敏感區域和高風險實驗室的人員出入，辨別后勤、食品運送人員及其他工人是否經過登記授權，防止恐怖分子、情緒不穩定人員、涉及場館和比賽活動區域群體事件的問題人員等影響社會穩定的人員進入敏感區域，防止事件發生。

與此前的指紋識別系統相比，人臉識別系統有很多的改進。指紋技術的使用壽命不如人臉識別系統，使用成本也高于人臉識別系統。由于沾水、沾汗、沾灰，還有傳感器只能在室內使用等原因，指紋識別系統在露天戶外使用的可能性很小。而用于人臉識別系統一天24小時都可工作，不侵犯人權而且使用很安全，無論室內還是戶外均可使用。人臉識別系統意味著每個人的臉上都貼著名字，外人看不見，但監控系統能看得見。包括外國人，從踏入中國的一瞬間，他的圖像和個人資料就會進入電腦的控制中心，不管在什么地方出現，都可認出此人。而且被觀察的人不知道有設備在監視他，充分起到了科技賽事、文明賽事的功能。

華北工控產品的可靠型、穩定性和服務的及時性將在最大程度上確保體育賽事安防系統正常運行，同時，華北工控監控安防方面的硬件技術不僅應用在體育場館中，而且在各行各業都在推廣應用，比如正廣泛應用于地鐵、各大商場等。

系統框架圖