华北工控计算机整机在奥运场馆人脸识别系统中的应用

系统概述
2008北京奥运场馆安防系统作为体育建设项目的重点，是组织人员与参赛观众的关注点，决定着比赛的成功与否。承载体育各项赛事的场馆要接纳庞大的观众、运动员、管理人员、服务人员等，参会人群身份极其复杂且处于不停移动之中，如何验证这些人员的身份，如何跟踪和查询身份可疑人员的活动情况等，都需要做好充分准备。
奥运场馆安防系统是一个综合技术成果应用的领域，其中，门检人脸识别系统是整个安防系统中的关键环节。负责场馆安防项目建设的某系统集成商，通过对多家特种计算机供应商进行全方位考察和对比讨论后，最终选择了华北工控集团的特种计算机，集成电子门票（人脸识别）验证系统，在比赛门票安检工作中发挥至关重要的作用，为举办成功的体育赛事保驾护航。
系统原理
华北工控为人脸识别系统识别提供的计算机主机，保证了人脸识别系统的运行。人脸识别技术，是一项新兴的生物识别技术，是当今国际科技领域攻关的高精尖技术。人脸因具有不可复制、采集方便、不需要被拍者的配合而深受欢迎。人脸识别系统具有广泛的应用：人脸识别出入管理系统、人脸识别门禁考勤系统、人脸识别监控管理、人脸识别电脑安全防范、人脸识别照片搜索、人脸识别来防登记等等。人脸识别系统融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，首先采集和录入人脸数据库，即采集人脸特征，利用生物统计学的原理进行分析并建立数学模型，即人脸特征模板，再将计算出的人脸特征模板存入数据库中，现场利用已建成的人脸特征模板与终端采集设备输入的被检测者的人脸特征进行对比分析，然后根据分析的结果来给出一个相似值，通过这个值即可确定是否为同一人，从而达到身份识别目的。
人脸识别系统是一个计算机网络控制系统，由以下几个功能单元组成：
1．制、售票单元：电子实名制门票
2. 检票单元：人脸抓拍识别系统，采用高性能特制化整机，检验门票和持票人身份合法性
3．中央管理单元：统计报表，管理整个系统
4．后台控制系统：票务统计及实时查询、检测控制
5．辅助系统：UPS 电源，摄像监控及网络服务器
系统功能
1.人脸捕获与跟踪功能：人脸捕获是指在一幅图像或视频流的一帧中检测出人像并将人像从背景中分离出来，并自动地将其保存。人像跟踪是指利用人像捕获技术，当指定的人像在摄像头拍摄的范围内移动时自动地对其进行跟踪。
2.人脸识别比对：人脸识别分核实式和搜索式二种比对模式。核实式是对指将捕获得到的人像或是指定的人像与数据库中已登记的某一对像作比对核实确定其是否为同一人。搜索式的比对是指，从数据库中已登记的所有人像中搜索查找是否有指定的人像存在。
3.人脸的建模与检索：可以将登记入库的人像数据进行建模提取人脸的特征，并将其生成人脸模板（人脸特征文件）保存到数据库中。在进行人脸搜索时（搜索式），将指定的人像进行建模，再将其与数据库中的所有人的模板相比对识别，最终将根据所比对的相似值列出最相似的人员列表。
4.真人鉴别功能：系统可以识别得出摄像头前的人是一个真正的人还是一幅照片。以此杜绝使用者用照片作假。此项技术需要使用者作脸部表情的配合动作。
5.图像质量检测：图像质量的好坏直接影响到识别的效果，图像质量的检测功能能对即将进行比对的照片进行图像质量评估，并给出相应的建议值来辅助识别。
系统配置
人脸识别系统识别主机：NORCO- 890 高性能特制化整机
具体配置：
全长工业CPU卡SHB-890AG
◆ 支持LGA 775全系列Intel P4/Pentium D/Core™ Duo双核处理器
◆ 2条240 Pin 双通道DDRⅡ内存插槽，支持DDRⅡ 667MHz 内存，最高达2GB
◆ 4个SATAⅡ接口，传输数率300MB/s
◆ 提供1个千兆网口，2个COM口
◆ 4个USB 2.0接口
工业底版：PBP-03V2
工业电源：PW-250U
内存：2G
硬盘：80G
其他配套设备
1. 高清晰摄像头 1个 ，视频卡1块
2. 网络交换机
3. 后台服务器
4. 网线、视频线等其它辅料 若干
系统评价
目前，自动人脸识别系统已在各个体育场馆和相关活动区内运用。经过研发人员的努力，由华北工控特种计算机硬件集成的人脸识别系统具有存储功能强吞吐量很大、动态抓拍能力强、最快反应速度仅为0．01秒等诸多优点，便携化、自动化程度相对较高，在降低误识别率和误拒绝率方面的技术更为成熟，由于利用的是人体骨骼的识别技术，所以即使易容改装，也难以蒙过它的眼睛。此系统的相关数据库将收入包括中国公民和国际人士在内的共计13亿多人的面部信息，并利用最新技术进行比照核对。人们在进入体育场馆时，此门检人脸识别系统会自动对其面部特征进行快速核对，人们根本无需停留，安全保卫人员可以在最短时间内发现各类“危险人物”，遇到问题时，安保人员会很快发现“危险人物”在哪里。另外，某些重要区域如控制中心只允许特定身份的工作人员进出，这时候面部档案信息未被系统存储的所有人全都会被拒之门外。这样可以有效地管理场馆敏感区域和高风险实验室的人员出入，辨别后勤、食品运送人员及其他工人是否经过登记授权，防止恐怖分子、情绪不稳定人员、涉及场馆和比赛活动区域群体事件的问题人员等影响社会稳定的人员进入敏感区域，防止事件发生。
与此前的指纹识别系统相比，人脸识别系统有很多的改进。指纹技术的使用寿命不如人脸识别系统，使用成本也高于人脸识别系统。由于沾水、沾汗、沾灰，还有传感器只能在室内使用等原因，指纹识别系统在露天户外使用的可能性很小。而用于人脸识别系统一天24小时都可工作，不侵犯人权而且使用很安全，无论室内还是户外均可使用。人脸识别系统意味着每个人的脸上都贴着名字，外人看不见，但监控系统能看得见。包括外国人，从踏入中国的一瞬间，他的图像和个人资料就会进入电脑的控制中心，不管在什么地方出现，都可认出此人。而且被观察的人不知道有设备在监视他，充分起到了科技赛事、文明赛事的功能。
华北工控的特种计算机的可靠型、稳定性和服务的及时性，在最大程度上确保体育赛事安防系统的正常运行，同时，华北工控监控安防方面的硬件技术不仅应用在体育场馆中，而且在各行各业都在推广应用，比如正广泛应用于地铁、各大商场等。
系统框架图