1 建設目標及內容
1.1 建設目標
為提升機場智能化程度，同時杜絕他駕行為，及忘帶證件、證件過期等證件無法使用問題，擬通過出租車人像識別準入系統實現出租車人像識別準入制度。
1.2 建設內容
通過對原有身份證核驗系統進行改造升級，升級為人臉實時比對系統，在出租車通道旁架設現場人車識別終端。出租車司機需在機場公安局國門公安APP上進行身份認證，認證通過后即可通過通道旁人車識別終端進行人臉、車牌識別，并與在冊的合法出租車司機人像庫、車輛庫進行比對，比對無誤后，進而聯動閘機抬桿放行；支持對出租車司機進行誠信監(jiān)管，對于存在不誠信經營的司機，可將其列入管控名單，限制其入場。可實現黑名單布控功能，對布控的司機、車輛進行聲光報警。
2 總體架構
2.1 總體要求
本項目采用雙網多平臺架構；
系統基于人臉技術和車牌識別的云計算架構；
開放式應用接口，支持多系統主動對接和被動對接；
支持人臉識別和人臉特征提取。
2.2 網絡架構
2.3 業(yè)務流程
本服務方案滿足司機身份驗證、人車綁定驗證等多種通行方式。
車輛進入通道后首先進行車牌識別，根據識別的車牌查詢出該車輛綁定司機信息，前端智能終端采集到的人員身份信息進行比對，比對成功后抬桿放行；比對不成功前端聲光報警并通知工作人員。
車牌識別
本項目運用國際先進的動態(tài)識別車牌技術，車輛進場過程中（無需停車）捕獲車牌并將車牌照片、識別結果、拍攝時間等相關信息提取一并發(fā)送至終端進行存儲，方便后期查閱。
人臉抓拍
通過人臉檢測算法，前端智能抓拍機從實時視頻流中自動檢測、跟蹤人臉圖片，通過對人臉進行檢測、跟蹤、抓拍、評分、篩選等一系列的流程，結合人臉質量判斷規(guī)則，自動選出符合人臉提取條件的人臉照片抓拍并進行輸出。
人臉比對平臺
人臉比對平臺支持1:1及1:N比對，比對時間<1m
3 總體設計
3.1 設計思路
靈活性（Flexibility）
有效性（Efficiency）
可靠性（Reliability）
可理解性（Understandability）
維護性（Maintainability）
重用性（Reuse-ability）
適應性（Adaptability）
可移植性（Portability）
可追蹤性（Traceability）
互操作性（Interoperability）
3.2 設計原則
1)實用性
實現對進入航站樓排隊拉客的出租車的實時監(jiān)控，保障所有進入航站樓內拉客的出租車均為在冊的出租車，杜絕套牌車、無牌車、非在冊司機駕駛等行為。
2)先進性
采用領先的科學技術水平，集成了先進的車牌識別、人臉識別算法，在保證整個系統功能和性能的前提下，最大限度地采用成熟、可繼承、具備廣闊發(fā)展前景的先進技術。保證整個系統功能的科學合理性。
3)可靠性
出租車準入系統是處于24小時工作，系統采用業(yè)內主流產品，保證了系統的高穩(wěn)定性、高可靠性。前端智能硬件設計上考慮室內外工作的特殊性，具有耐高溫、散熱性能好，防雷、防浪涌保護等多方面安全考慮，為系統的穩(wěn)定運行提供保障。
4)可擴展性
無論在系統軟件、硬件的設計和選型上，都充分考慮其后期的可擴展性，結構上應易于擴充，以便于后期新功能的擴充。在硬件的接口上也比較豐富，能適應后期更多設備的接入控制。
5)易操作性
系統具有簡單易學的操作界面，無需專業(yè)的計算機知識，普通用戶即可輕松完成日常人員管控系統的操作。
3.3 關鍵技術
3.3.1 車牌識別技術
系統識別主要由圖像采集和視頻車輛檢測、車牌定位搜索和分割、字符切割、字符特征提取、單字識別等幾個部分組成。對進入通道的車輛車牌快速抓拍捕捉確定位置，根據車牌顏色，數字，和字母精準識別分割，提取信息并儲存到電腦里，方便車輛出場時調用時間信息來計算費用，這樣的算法準確，高效避免出入口擁堵現象的發(fā)生，高清晰CMOS圖像傳感器，高性能DSP為圖像處理核心，內置控制CPU，多項新的技術可對圖像編碼、處理分析。其基本工作步驟例如以下：
（1）當行駛的車輛經過時，觸發(fā)攝像的虛擬線圈感應區(qū)域，系統被喚醒處于工作狀態(tài)；攝像則對視頻圖像進行逐幀實時處理，對比，篩選過濾選擇最優(yōu)的車輛圖像。
（2）把采集到的最優(yōu)圖片輸入交換給 DSP進行處理，圖像處理包含圖像轉換、圖像增強、濾波和水平較正等；
（3）由檢索模塊進行牌照搜索與檢測，定位并切割出包括牌照字符號碼的矩形區(qū)域；
（4）對牌照字符進行二值化并切割出單個字符，經歸一化后輸入字符識別系統進行識別。
模糊圖像處理
3.3.2 人臉識別技術
人臉識別技術是指利用分析比較的計算機技術識別人臉。人臉識別是一項熱門的計算機技術研究領域，其中包括人臉追蹤偵測，自動調整影像放大，夜間紅外偵測，自動調整曝光強度等技術。
3.4 動態(tài)人臉識別
動態(tài)人臉識別是不限制范圍，你只要出現在范圍內，無論在哪個地方，都可以自動識別。也就是說，人以自然的形態(tài)走過去，攝像頭會進行信息的抓拍和采集，發(fā)出相應的指令，進行動態(tài)人臉識別。
相比較靜態(tài)人臉識別，很明顯，動態(tài)人臉識別體驗感更好，因為是動態(tài)的，產品價格相對較高，用戶容量也比較大。動態(tài)人臉識別識別速度快，20毫秒實時識別，每秒10張以上。保存本地電腦，私密性較好。
人臉識別經過40年左右的發(fā)展，技術上已經達到了一定的成熟度。與其他生物特征識別技術相比，人臉識別在實用性方面具有獨到的技術優(yōu)勢。不管是動態(tài)人臉識別還是靜態(tài)人臉識別，我們都不可忽視其作用性。如今，人臉識別系統應用范圍已經相當廣泛，可用于公安、機場、銀行、安防、酒店、地鐵等多個重要行業(yè)及領域，以及智能門禁、門鎖、考勤等民用市場。
3.5 硬件介紹
3.5.1 人臉抓拍機
采用國內先進的人臉抓拍技術支持：人臉檢測、跟蹤、去重、質量檢測等。
3.5.1.1 運動目標檢測在人臉抓拍中的應用
運動目標檢測是圖像處理算法中比較成熟的技術，理論簡單，資源消耗低，根據“有人臉必有目標進入”這一原則，首先對圖像序列進行運動目標檢測，再對運動區(qū)域進行人臉檢測不僅可以大幅提高無人狀態(tài)下的人臉抓拍的性能，還可以濾除特定光照條件下靜止的誤檢人臉?；趩胃咚狗植嫉谋尘敖２罘址椒梢詽M足人臉檢測中運動目標檢測的需求，首先利用幀間差分處理圖像序列，將檢測到的背景進行單高斯背景建模，再用建模背景與圖像序列差分得到前景目標，進而進行形態(tài)學處理，連通域標記獲取運動區(qū)域，最后求算運動區(qū)域最大外接矩形，作為一個整體進行人臉檢測。
當人臉靜止時，系統也必須正確地檢出人臉，所以，送入人臉檢測算法的圖像區(qū)域不僅和當前幀的運動檢測結果相關，還與上一幀的運動情況和人臉檢測結果相關。采用的處理流程如表1示，需要特別處理的是，前一幀有人，當前幀無運動，運動檢測結果修正為上一幀人像區(qū)域，防止有人走動時突然停止，導致無人像檢出；前一幀有人無運動，當前幀有運動，運動檢測結果修正為上一幀人臉區(qū)域與當前幀運動區(qū)域的最大外接矩形，防止上一幀靜止的人像被漏檢。
3.5.1.2 人臉位置跟蹤
目前，主流的人臉跟蹤方法包括基于特征匹配的人臉跟蹤方法，基于區(qū)域匹配的人臉跟蹤方法及基于模型匹配的人臉跟蹤方法?；谔卣髌ヅ涞娜四樃櫡椒ɡ媚繕宋矬w的個體特征實現跟蹤，對個體特征的依賴大?；趨^(qū)域匹配的人臉跟蹤利用目標區(qū)域的紋理或顏色進行跟蹤，長時間跟蹤容易產生誤差積累。基于模型匹配的人臉跟蹤方法將目標抽象為數學特征，通過相似度比對實現跟蹤，對特征的準確性要求高，也很難達到實時性的要求。
本文采用基于位置的人臉跟蹤方法，該方法對人臉檢測的實時性要求較高。當相鄰兩幀人臉發(fā)生面積重疊時，即認定為同一個人臉，否則認為新的人臉，該方法原理簡單，容易實現，除不能處理人臉交叉場景外，可以滿足絕大部分場景下人臉的跟蹤需求。
3.5.2 身份證識別器
本項目使用RFID識別技術可提取身份證中姓名、性別、民族、出生年月、居住地、照片等多種信息。二代身份證融入了ic卡技術，采用智能卡技術，內含rfid芯片，芯片無法復制，高防偽性能、辦件時間縮短、儲存信息增多。并且芯片使用特定的邏輯加密算法，有利于證件執(zhí)法、使用中的安全管理，增強防偽功能，芯片和電路線圈在卡內封裝，能夠保證證件在各種環(huán)境中正常使用，壽命增長，并且融入的rfid技術，讀寫速度增快、使用方便，易于保管，方便各用證部門使用計算機核查，存儲容量大，寫入的信息可以劃分安全等級，分區(qū)儲存。
3.5.3 車牌識別
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我們選用的車牌識別系統 |
市面上大部分車牌識別系統 |
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識別方式 |
視頻寬動態(tài)車牌檢測
（在檢測到完整車牌后，再保存照片識別） |
連續(xù)拍照檢測
（定點連續(xù)拍照，有可能會由于跟車阻擋了車牌而導致所拍照片沒有完整車牌號） |
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識別算法 |
與國內國外幾十家車牌識別算法現場測試驗證和比較，最終篩選出最優(yōu)勢的算法，該算法識別別率高（識別率99.7%），角度大（35度），識別范圍廣（大陸民軍警車牌，港澳臺車牌等），識別速度快（小于50ms） |
大多是采用車牌識別算法廠家的自薦產品，未作大量的實驗比較和現場驗證，很多實驗性、僅僅能用的算法在作為產品在使用。穩(wěn)定性、識別率上特別是在惡劣使用環(huán)境下無法保證。 |
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抗干擾能力 |
對燈光、氣候等環(huán)境條件依賴性低
（隨車輛移動變化，光照的變化，在視頻中總會選擇到較清晰的拍攝效果，大大提高了車牌號識別成功率） |
對燈光、氣候等環(huán)境條件依賴性高
（連續(xù)拍照時曝光過多或不足會影響到拍照的效果，導致識別車牌號失?。?/span> |
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無牌或污穢牌 |
系統軟件及時報警，按設置的方式自動處理或人工處理，保證不會堵塞通道 |
在未識別到車牌的情況下系統不能進行任何提示，需要人工時時盯著，往往因為無法及時處理而堵塞通道 |
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無人值守連續(xù)跟車處理 |
逐幀實時處理技術，解決連續(xù)跟車時后跟車輛時不時關住不能通過的問題，保證連續(xù)跟車順利通行 |
暫無好的解決辦法 |
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安裝方式 |
軟件設置虛擬線圈感應范圍調試方便，攝像機顯示屏一體式安裝快捷 |
采用地感觸發(fā)方式，如尺寸出現偏差，調整麻煩；
攝像機與顯示屏分離式安裝，需要另外立樁，增加施工工時。 |
3.6 軟件方案
3.6.1 人臉識別平臺
平臺向比對設備下發(fā)需要進行人臉比對的人員信息到名單庫中，比對設備接收人員信息后與綁定的前端IPC抓拍的人臉進行比對，將相似度閾值（平臺下發(fā)）之上的比對結果和信息發(fā)送給平臺，完成比對。其中：
相似度閾值范圍：由平臺下發(fā)，可根據用戶需要進行設置不同的閾值，一般人臉比對閾值為80%~90%，閾值太高可能導致比對無結果，遺漏重要信息；閾值太低導致比對結果過多，需要人工去二次確認、造成效率低下。
1、 人臉身份核驗
由具備人臉身份核驗管理權限的用戶進行人臉身份核驗設置，將需要核驗的人臉下發(fā)到名單庫，并將名單庫與指定的比對設備（具備比對功能的前端攝像機/后端比對設備/服務器比對）進行關聯核驗。關聯后，攝像機抓拍的人臉只與其關聯的名單庫內人臉進行比對識別和聯動。
人臉比對設備將推送過來的人臉照片進行建模，并和關聯的人臉庫內的人臉圖片進行比對，如果比對結果中有1個或多個相似度達到或超過預設報警閾值，選取相似度最高的人臉圖片作為識別結果（不同的模式上報的不同張數），并將識別的人臉圖片和比對結果推送到平臺，在平臺中人臉比對事件進行查詢報警信息和比對結果。
2、 人臉庫管理
1）名單庫添加
平臺支持創(chuàng)建、編輯、刪除名單庫，可根據不同的需要，系統可創(chuàng)建多個不同的名單庫，可便于用戶根據自身需求將不同的名單庫用作不同的比對功能，如名單庫可設置白名單庫、黑名單庫等。
人員名單庫分組管理
2）名單庫人員添加。
平臺可向各名單庫添加、編輯、刪除人員信息和人臉圖片，進行人員信息和人臉圖片的信息注冊，系統自動完成人臉特征提取及建模，一個人員可對應多張人臉圖片。
名單庫人員添加
3）名單庫人員添加的方式
平臺支持手動添加人臉庫和批量人臉添加、刪除處理，如平臺可以單個圖片進行注冊，手動輸入人員的身份信息；平臺支持批量導入人員，其中的人員姓名直接使用其照片名稱，便于當名單庫人員較多時的快速導入。
名單庫人員快速導入
4）抓拍庫獨立管理
平臺對不同人臉識別設備的抓拍庫不做統一管理。其中，前端比對功能的抓拍照片存儲在前端攝像機中，NVR接入的抓拍庫圖片存儲在NVR中，臉譜接入的抓拍庫圖片存儲在云存儲中。
為避免漏報過多，對抓拍的人臉照片質量有一定要求，需要按照攝像機最佳效果進行安裝，避免抓拍機架設太高，鏡頭未拉近，覆蓋范圍太廣，人臉像素過小等抓拍質量問題。
5）比對事件統一管理
平臺對不同人臉識別設備的比對事件、比對詳情進行統一存儲和管理。用戶可對事件進行查看以及操作各類聯動，以便用戶查詢及生成報表。
3.6.2 App申請功能
本項目提供H5頁面申請功能，支持第三方App嵌入，支持多種移動端系統及版本包含安卓和IOS。
