人脸识别执法仪制造技术

本发明专利技术提供一种人脸识别执法仪，包括人脸识别摄像头、存储器和无线通讯模块，人脸识别摄像头包括摄像头本体，摄像头本体包括电控广角镜头、图像传感器、控制器和人脸图像预处理及抓拍模块，图像传感器将电控广角镜头的光信号转换为数字信号，图像传感器将转换的数字信号传输给控制器，控制器连接人脸图像预处理及抓拍模块，控制器还分别连接存储器和无线通讯模块；本发明专利技术能够有效降低监控成本，极大地降低所需传输的数据量，提高传送效率，为远方的后台人脸识别服务器或便携设备提供高价值的人脸图像。

Face recognition enforcement device

The invention provides a face recognition law enforcement instrument, which comprises a face recognition camera, a memory and a wireless communication module. The face recognition camera comprises a camera body, which comprises an electrically controlled wide-angle lens, an image sensor, a controller and a face image preprocessing and capturing module. The image sensor electrically controls a wide-angle mirror. The optical signal of the head is converted into a digital signal, and the image sensor transmits the converted digital signal to the controller. The controller connects the face image preprocessing and capturing module, and the controller also connects the memory and wireless communication module respectively. The invention can effectively reduce the monitoring cost and greatly reduce the amount of data to be transmitted. High transmission efficiency, for the remote background face recognition server or portable devices to provide high-value face images.

【技术实现步骤摘要】
人脸识别执法仪
本专利技术涉及一种人脸识别执法仪。
技术介绍
现有人脸识别服务器可以做到两张人脸图片的比对，通常是一张实时拍到的人脸图像，和一张数据库里的标准证件照片比较，找出现在这个人是谁，比如飞机场和高铁站，要求旅客正对安检摄像头足够长的时间拍照，然后和提交的身份证比对，确认是同一个人。然而，在更多的应用场景，比如公共场所监控系统和执法仪等，不可能要求每一个路过的人都站到摄像头前面拍张标准照，然后等待几十秒让服务器识别。在监控系统和执法仪上，摄像头得到的图像错综复杂，瞬息万变，很多时候根本连人脸都看不见。而且摄像头安装的位置都远离控制平台，如何把高分辨率数字视频图像送到人脸识别服务器，以及如何获得人脸图像是监控系统实现人脸识别的瓶颈。为解决高分辨率数字视频图像传输的问题，现在的做法有两种，一种是把人脸识别服务器放到摄像头安装的地方，摄像头的高分辨率视频图像直接接入服务器对图像进行处理和识别；另外一种方法是把摄像头的高清数字视频图像进过压缩处理后，通过专用有线高速通道送到远方的控制平台，再接入到人脸识别服务器进行处理和识别。以上这两种方法都不能满足实际应用的要求。在前一种方案中，每个摄像头都在现场安装一台昂贵的服务器不现实，而且服务器中的数据库是保密性要求非常高的证件等信息，很容易造成泄密，再加上这些数据库的内容是由控制平台控制的，也就是说这些分布在各个摄像头的服务器必须和控制平台的内网连接，这不能满足网络安全的要求。在后一种方案中，由于数字视频图像的数据量极大，4K高分辨率视频图像大约有每秒12Gb的数据。这样大的数据量没法在现有的电信通道内传输，需要用H.265等压缩算法压缩到原来的千分之一以下，才能在专用有线通道里传输。但是，高分辨率视频图像经过压缩后，图像的细节大量被丢失，极大地降低了人脸识别的准确度，尤其是当图像中有多个人脸时，每个人脸的信息量被压缩后没办法识别。在执法仪等可穿戴设备中，由于传输方式只能是无线，而且只能是电池供电，图像传输问题更加严重，摄像头的视频图像需要万分之一以下才有可能传输。而且无线传输费用非常高，不能满足实用要求。参考图1所示，图1为现有人脸识别系统的结构示意图，服务器和图像采集摄像头在同一个地方，服务器把摄像头采集到的图像进行滤波，物体分离，人脸检测等处理，把人脸分离出来后，与身份证的图片进行比较，确认是同一个人。这样的系统结构可用于机场和高铁等特制的安检卡口，因为这些地方属于专门的安全场所，有足够的空间，有专人看守，服务器和数据库都比较安全。但这样的系统不能用在公共场所监控系统，比如道路，广场，商场等地方，安装摄像头的地方没有地方放服务器。即使有地方放服务器，也存在很大的安全隐患，不能满足应用要求。尤其是服务器需要与远方的控制平台网络连接，这些网络上的证件等数据都属于保密数据，外部设备存取这些内网的数据会造成很多安全漏洞，违反数据安全规定。参考图2所示，表示另一种现有人脸识别系统的结构示意图，图像采集摄像头通过专用电信网，把视频图像送到远方的控制平台，服务器把摄像头采集到的图像进行滤波，物体分离，人脸检测等处理，把人脸分离出来后，与身份证的图片进行比较，找出过往人的详细信息。但要把高分辨率的数字视频图像传输到远方，必须经过大量压缩，比如H.265等算法，把数据量压缩到原来的千分之一以下，结果是图像的大量细节被丢失，很多时候只能看到模糊的人影，对人脸识别的准确度别造成严重影响。而且这样的系统中图像的延迟很长，通常要几秒钟，等控制平台识别出人脸时，被检查的人都已经离开了现场，不能满足高要求的人脸识别应用。在以上两种系统结构中，服务器花费大量的运算资源用来处理高分辨率数字视频，即使这样也只能处理一百二十分之一的图像，也就是说，检测到图像中人脸的可能性小于1%，所以要求人脸正对摄像头大于两秒的时间，才能找到一张有效的人脸图像。人脸识别是一个非常复杂和耗时的过程，要求高性能的服务器硬件和人工智能软件。按现有的计算能力，处理一张4K分辨率的数字图像，确定是否有可识别的人脸存在，大概需要2秒，如果有可识别的人脸存在，把人脸分离出来，处理成为可以和证件照片进行比对的格式，每个人脸图像大概需要1秒。之后再经过复杂的人工智能算法与证件上的照片进行比对，确定是否一致。然而数字视频是每秒60幅图像，这就造成人脸识别服务器只能在每120幅图像中处理一幅图像。这一幅被处理的图像在视频流里面完全是随机的。也就是说为保证找到一张能够用于识别比对的人脸图像人必须保持脸正对摄像头2秒以上。然后经过几秒钟能够确定人脸是否和证件一致。这能够满足机场和高铁安检系统的应用，可以要求每个旅客正对摄像头几秒钟进行识别。但是在公众监控系统和执法仪等穿戴设备里，这样的要求满足不了。视频图像里有很多人，而且都在不停地移动，面对摄像头的机会很少时间很短。人脸识别服务器随机处理120幅图像中的一幅图像，能够找到可以识别的人脸的机会很小，而且浪费很多计算资源用于处理没有价值的图像。上述问题是在流动人群的视频监控过程中应当予以考虑并解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种人脸识别执法仪解决现有技术中存在的如何对流动人群进行快速准确的高分辨率视频监控的问题。本专利技术的技术解决方案是：一种人脸识别执法仪，包括人脸识别摄像头、存储器和无线通讯模块，人脸识别摄像头包括摄像头本体，摄像头本体包括电控广角镜头、图像传感器、控制器和人脸图像预处理及抓拍模块，图像传感器将电控广角镜头的光信号转换为数字信号，图像传感器将转换的数字信号传输给控制器，控制器连接人脸图像预处理及抓拍模块，控制器还分别连接存储器和无线通讯模块。进一步地，人脸识别摄像头还包括由电控广角镜头与图像传感器实现的电子云台，电控广角镜头将图像投射到图像传感器上，人脸图像预处理及抓拍模块控制电子云台跟踪并放大人脸。进一步地，控制器、人脸图像预处理及抓拍模块、存储器和无线通讯模块均设于电路板上，电路板还设有供电电源和USB接口。进一步地，无线通讯模块通过电信网与控制平台通信。进一步地，电控广角镜头与图像传感器采集到的实时数字视频通过高清数字视频控制器接入人脸图像预处理及抓拍模块；人脸图像预处理及抓拍模块对实时数字视频预处理后，筛选出可用于比对识别的人脸的图像，或者通过控制电子云台和电控广角镜头跟踪抓拍最佳状态的人脸图像，然后人脸图像预处理及抓拍模块将筛选出的可用于比对识别的人脸的图像，通过图片缓存模块进行缓存并通过网络接口传送给控制平台。进一步地，人脸图像预处理及抓拍模块对实时数字视频进行图像预处理，具体为，利用差分技术分离原始图像的前景和背景，将原始图像的中前景图像与背景图像进行分离，得到前景图像，对前景图像与高通滤波模板进行卷积运算找出物体的边界轮廓，根据轮廓的连续性与封闭性分离出独立的物体，对每个物体的图像进行归一化处理，再与人脸特征模板进行卷积运算，得到物体图像。进一步地，人脸图像预处理及抓拍模块筛选出可用于比对识别的人脸的图像，具体为，在对实时数字视频进行图像预处理后，得到物体图像，判断该物体图像是否为正面人脸，如果是，再看人脸图像的清晰度，如果清晰度不低于设定值，则筛选出可用于比对识别的人脸的图像。进一步地，人脸图像预处理及抓拍模块捕获最佳状态人脸图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人脸识别执法仪，其特征在于：包括人脸识别摄像头、存储器和无线通讯模块，人脸识别摄像头包括摄像头本体，摄像头本体包括电控广角镜头、图像传感器、控制器和人脸图像预处理及抓拍模块，图像传感器将电控广角镜头的光信号转换为数字信号，图像传感器将转换的数字信号传输给控制器，控制器连接人脸图像预处理及抓拍模块，控制器还分别连接存储器和无线通讯模块。

【技术特征摘要】
1.一种人脸识别执法仪，其特征在于：包括人脸识别摄像头、存储器和无线通讯模块，人脸识别摄像头包括摄像头本体，摄像头本体包括电控广角镜头、图像传感器、控制器和人脸图像预处理及抓拍模块，图像传感器将电控广角镜头的光信号转换为数字信号，图像传感器将转换的数字信号传输给控制器，控制器连接人脸图像预处理及抓拍模块，控制器还分别连接存储器和无线通讯模块。2.如权利要求1所述的人脸识别执法仪，其特征在于，人脸识别摄像头还包括由电控广角镜头与图像传感器实现的电子云台，电控广角镜头将图像投射到图像传感器上，人脸图像预处理及抓拍模块控制电子云台跟踪并放大人脸。3.如权利要求1所述的人脸识别执法仪，其特征在于，控制器、人脸图像预处理及抓拍模块、存储器和无线通讯模块均设于电路板上，电路板还设有供电电源和USB接口。4.如权利要求1所述的人脸识别执法仪，其特征在于，无线通讯模块通过电信网与控制平台通信。5.如权利要求1-4任一项所述的人脸识别执法仪，其特征在于：电控广角镜头与图像传感器采集到的实时数字视频通过高清数字视频控制器接入人脸图像预处理及抓拍模块；人脸图像预处理及抓拍模块对实时数字视频预处理后，筛选出可用于比对识别的人脸的图像，或者通过控制电子云台和电控广角镜头跟踪抓拍最佳状态的人脸图像，然后人脸图像预处理及抓拍模块将筛选出的可用于比对识别的人脸的图像，通过图片缓存模块进行缓存并通过网络接口传送给控制平台。6.如权利要求5所述的人脸识别执法仪，其特征在于：人脸图像预处理及抓拍模块对实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永春，周飞标，陈建苗，胡林，孙莉，章立杨，
申请(专利权)人：郑永春，
类型：发明
国别省市：江苏,32