人脸识别技术在视频监控系统中的应用分析

发表时间:2020/7/20   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:朱亚飞
[导读] 摘要:科学技术水平不断提升,视频监控系统的功能也更加多元化、智能化、数字化,将人脸识别技术运用其中,更能增强系统的功能性,本文研究人脸识别的技术构成,分析人脸识别的数据运营,并进一步深入探究在视频监控系统中有效运用人脸识别技术的方向,从服务应用、视频结构化、视频分析、多系统联动四方面入手进行总结,以充分发挥人脸识别技术的价值。
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        摘要:科学技术水平不断提升,视频监控系统的功能也更加多元化、智能化、数字化,将人脸识别技术运用其中,更能增强系统的功能性,本文研究人脸识别的技术构成,分析人脸识别的数据运营,并进一步深入探究在视频监控系统中有效运用人脸识别技术的方向,从服务应用、视频结构化、视频分析、多系统联动四方面入手进行总结,以充分发挥人脸识别技术的价值。
        关键词:人脸识别;视频结构化;多系统联动
        引言:
        当前已经有很多社区安装了人脸识别系统,其中存在的缺陷是对功能的应用较单一,只是简单的门禁。人脸识别系统能实时更新数据是非常关键的,为解决数据孤岛的管理缺陷提供技术支持。在云平台数据链接的作用下,能实现与其他数据中心的资源交换和共享,促进人脸识别系统发展成为功能更健全的楼宇安防系统。与多家执法单位实现系统对接,加强对人们生活的安全保障。
        一、人脸识别的技术构成
        目前社会已经进入到大数据时代,人脸也是社会数据信息的重要部分。实现人脸识别涉及到多方面的原理和知识,包括对人脸的检测、定位、校准和对比。目前计算机技术和光学成像技术已经发展到一定水平,促进人脸识别技术的产生,其中同时集成了人工智能、机器学习、视频图像处理的技术。预计在未来五年的时间内,我国人脸识别在市场范围内所覆盖的规模将会呈复合形式增长,平均增长率为25%。预计在2021年,人脸识别所占有的市场规模将为51亿元。市场对人脸识别有巨大的需求,因此该技术有着广阔的应用前景。目前人脸识别在安防和金融这两个领域中切入较深,随着时间的推移,新的增长点也已经出现,就是移动智能硬件终端,也就是说在未来的短时间内,人脸识别技术将会在这三大领域中快速增长。有学者展开调查研究,统计安防行业的产值情况,2017年我国安防行业的总产值达6200亿元,同比约增长了16.98%,在最近的这两年时间内维持着强劲的增长趋势。在构建安防系统的工作中,视频监控是其中的核心内容,在我国的安防产业中占很大的市场份额,而在视频监控中,人脸识别又具备相当的技术优势[1]。
        二、人脸识别服务的实现
        人脸识别服务是将人的脸部特征信息作为基础,能通过计算机实现对人脸图像的处理,并做进一步的分析和理解,能准确识别身份,是一种智能服务。在正式使用人脸识别服务前,应该充分了解人脸识别服务的产品介绍、适合的应用场景、服务的使用限制。就使用服务而言,人脸识别技术有WEB化的服务管理平台,能起到有效的控制作用,采用的管理方式是以HTTPS请求为基础,以API管理为主。在为客户服务时是运用开放API的方式,此时用户就需要把人脸识别集成到第三方的系统上,之后才能正式使用。用户需按照规范的程序开通人脸识别服务,第一步是申请服务,登陆人脸识别管理控制平台,只需开通一次服务,以后需要使用则无需再次进行这一步。完成这一步骤需要对OBS展开操作,需同意服务授权,进入到开通服务的界面,点击服务授权,就完成了OBS的授权操作。第二步是获得请求认证,可以用两种方式调用人脸识别的API,一种是token认证,另外一种是AK/SK认证,该方式能加密调用请求,因此AK/SK认证有着更高的安全性。第三步是调用API,第四步是查看服务使用的信息,用户登陆人脸识别管理控制平台,就能查看到服务调用成功的次数。
        三、在视频监控系统中有效运用人脸识别技术
        (一)人脸识别在小区物业门禁中的应用
        人脸识别的数据运营能为小区的物业管理提供便利条件,无需门禁卡、钥匙、指纹,只需一张脸业主就能顺利通过小区的大门。在小区的门口安装摄像头,并配置人脸识别的功能。在发展早期,小区所使用的门禁系统大多为指纹识别、磁卡识别的技术,此时住户就要通过门禁卡和指纹才能通过小区的大门。随着科学技术的不断发展,人脸识别技术被应用在门禁系统中,特点是人脸难以复制,正是凭借这一特性,人脸识别迅速在安防市场占领高地。人脸是全新的也是随身携带的门禁卡,想出门刷脸就行,不仅无需接触,而且速度快,更能有效避免发生细菌传染的问题。当然人们也会有疑问,夜晚光线很暗,怎么刷脸识别。针对这一问题,人脸识别技术已经能够很好解决,周围环境的无线不会对人脸识别技术产生很大的影响,在夜间也能轻松识别人脸。一些老旧的小区存在着管理不严的问题,经常有外来人员出入,这些外来人员除了租户、走亲戚以外,还有推销人员、发广告人员,甚至这其中还有一些不法分子,这对小区居民来说是极大的安全隐患。在启动了人脸识别的门禁系统之后,这些问题就能得到有效缓解,能实现对人群流量的科学控制,获得更为详尽的人群信息。
        (二)人脸识别技术在道闸式核查系统中的应用
        人脸识别技术在安装视频监控的所有场所都能使用,道闸式核查系统使用视频结构化的存储方案,智能检验身份证、车票,这样的通关系统真正实现了“人证票”合一的目标,能有效降低人工检查证件的错误率。对于公安机关来说,可使用结构化的存储方案来处理一些主要卡口的录像。能为寻找嫌疑人和确定逃跑路线提供便利条件,能进行以图搜图的操作。运用结构化手段分析交通领域的相关事项,能更为准确的判别交通违法行为。该方案需要用到的设备有人脸抓拍机、smart IPC、交换机、客户端、超脑NVR、支持人脸对比的设备。实现人脸分析的功能,需要在NVR中搭载GPU,并将深度学习算法运用其中。构建一体化功能结构,其中包含人脸图片储存、建模、检索、比对的功能。在此条件下,监控视频所能发挥的作用就会更为广泛,在安防大数据时代发挥更大价值。更换NVR并发挥原有摄像头的作用,便于展开结构化存储和分析的工作,充分利用原有基础,升级监控,会大大减少资金投入[2]。支持SMART IPC越界,有多种智能侦测接入和联动的功能,同时也具备智能配置和分析的功能,可变更多个场景,与全景360度的摄像机配合使用,能发挥更强大的性能。
        (三)人脸识别“辩脸通”的应用
        在视频分析中应用人脸识别技术,需设计视频采集模块。人脸检测模块,人脸训练模块。就视频采集模块而言,属硬件部分。要想成功接收到人脸视频图像,就要有视频驱动程序的作用,编写合适的USB摄像头驱动程序,并与Linux系统相结合。如图1所示,为USB摄像头驱动的分层结构。引用双帧缓存技术来完成系统传输视频的过程,应用该技术,不仅采集图像的速度会有所加快,系统的性能也会明显增强。比如人脸识别“辩脸通”的应用,就能为公司的考勤工作提供便利。对采集到的视频进行编码和解码采用的事JPEG的格式,在此条件下,就能实现数据的快速传输,也能有效处理相关视频。系统采用LBP的算法,能较为详细的描述视频中的微小特征,这些微小特征有亮点、暗点、稳定区域、方向、边缘。就能在视频中反映出某些特殊情况的具体分布,使得图像识别的性能得以增强。此外,还需要与PCA的算法相结合,从而将高维的数据映射到低维环境中,起到减少计算量的作用。将其中的关键数据提取出来,能明显降低干扰。运用领回归算法处理PCA降维的数据,展开分类映射的操作,从而形成人脸训练库的映射向量,将相关结果存储下来。把中心像素点的灰度值设为阈值,与圆形领域中的像素点进行比较,就能获得二进制的代码,准确描述视频局部的纹理特征。完成对人脸图像的运算,进行直方图的统计工作,就会获得直方图特征向量,进而为公司提供准确的考勤依据。
       
        图1  USB摄像头驱动的分层结构
        (四)多系统联动
        以人脸识别技术为支撑,实现多系统联动,所包含的内容有智慧安防、周界防范、园区监控、人车出入口、楼宇对讲、楼控系统、人体测温。为实现多系统联动,需将四级数据联动的模式运用其中,能提供数据源的是社区的人脸识别系统,在云感物联的支持作用下,建立公安云大数据中心,将社区的数据后台接入到公安机关的人口数据平台中,就能对重点人群的活动轨迹有详细的了解,从而能提前预警一些违法犯罪行为,可以对一些重点关注的人群进行实时的监控。获得社区资源,形成大数据信息,与移动应用和app技术相结合,可开发并部署智慧社区,以形成智慧家庭,为群众提供移动支付的功能,提高停车智能化水平,为政务的执行提供便利条件,也方便公安部门执行人口管理的工作[3]。利用人脸识别技术,建设智慧平安社区,初步实现了对人口以及房屋相关数据的系统化管理。但是在细分人群和区别警务职能方面还任重道远,需要引入多种平台,并展开深入分析。在未来将会有更多的小区具备“门禁能认脸、进贼能报警”的功能。人脸识别的功能应用于一些安全隐患较多的社区意义重大,这些社会包括以租户为主的社区、有较多的消防安全隐患、惯偷多。
        总结:
        综上所述,人脸识别技术的优点是无接触性,识别精度高、速度快,几乎没有仿制的可能,在安全系数要求高的场所中应用价值大。人脸识别技术在视频监控系统中的应用能准确识别社区人员的身份,全面监控楼宇内公共区域的安全情况,在分析视频的工作中,需运用合适的算法,为细节处理奠定坚实的基础,构建多系统联动模式,有效监控楼宇内存在的安全隐患,优化社区的治安情况。
        参考文献:
        [1]闫飞.智能视频监控系统中的人脸识别技术[J].设备管理与维修,2019(14):189-191.
        [2]张艳,张永跃.人脸识别技术在地铁公安视频监控系统中的应用[J].通讯世界,2019,26(07):305-306.
        [3]阮小园.人脸识别技术与视频监控系统的结合应用分析[J].电脑迷,2018(02):113.
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