[功能实测]美赞美傲瞰智能3D人脸识别系统
发布日期:2016年7月8日  访问次数:1537

[功能实测]美赞美傲瞰智能3D人脸识别系统

追本溯源,透析面具下的真容

    随着4K、H.265热度的消退,人脸识别和大数据已经成了今年安防产业中最为火热的两大技术;且在过去的几个月,甚至出现了“人脸识别技术领导者”之争论。却不料一直默不作声的美赞美突然发力,大有傲看人脸智能识别技术之势,究竟如何,请随小编剖析一番。

    印象中,美赞美虽然行事低调,但技术从不低调,监控产品性能一直保持着行业高水准表现;而其智能分析,却是鲜少曝光。不过从其近年的前端设备设计看,已多少显露,以其去年新推出的几款1080P、4K前端摄像机为例,虽然智能分析功能不多,但人脸识别功能颇具亮点,实测人脸检测快速,且实现了人脸像素从100至满屏的精准检测。

  现在回过头看,美赞美早已具备了开发人脸识别系统的技术基础,因此,当看到其推出独立的3D人脸识别系统时,惊讶中却也释然。

  不过,从其傲瞰®智能3D人脸识别系统的设计及应用场景看,该系统绝不是简单的人脸识别,除了技术的提升,还开发了多种应用方案,如人员卡口,这是继车辆卡口之后又一卡口新应用。该应用的难度在于算法,即如何有效捕捉人员特征,并将其与公安数据关联,形成可用、有效的平安城市人员监控网。往小里说,这是一项人员生物特征识别技术;但实质上却是平安城市的重要组成部分。那么其识别效果如何?a&s将以评测的方式试对其进行一番分解。


全新3D人脸生物识别

  人脸识别技术已引入安防多年,但除了在ATM机等特殊场合外,始终难以获得推广,甚至有部分在实验室表现抢眼的产品也难以在实际应用中“存活”。究其原因,算法不成熟、难以适应实际应用环境是最大问题。如早期采用的二维人脸识别技术,在人员完全配合下是能获得较高的识别效果;但由于该技术缺乏空间立体信息,实际应用中,只要画面光线出现不稳定情况,或是人员抓拍角度稍有偏差,或人员面部出现戴眼镜、长胡子、表情改变等特征变化时,系统将难以识别;而三维立体人脸识别技术虽然具有较高的识别效果,但需要建立多角度立体人脸数据库,且造价成本高昂、运算速率低等不利于实战、大面积推广困阻。

  由此,如何改进算法,让人脸识别技术既能高精准识别人脸,又能适应实战中环境、人员特征的多变,同时还要满足易于推广的高性价比条件成了新一代人脸识别技术的突破点。

  经过多年研究,美赞美傲瞰®智能3D人脸识别系统采用了新一代3D人脸生物识别技术。该技术深化图形像素点、结合解剖形象学识别运算模式,把目标形象结构分析转换为精确规则的数理和算法模型的一部分,使得能够对同类照片或不同照片进行度量计算,阐述它们的相似与不同之处;从而突破2D技术无立体信息的瓶颈,同时又兼具了3D立体人脸识别技术的优势,其能满足:

  ·适应多场景变换:环境照度改变、强光/眩光等复杂恶劣场合;

  ·适应人脸特征变化:多人脸、多角度人脸、遮挡人脸识别。

  从而具有更强的实战场景适应性能,将人脸识别真正地从实验室落实到应用中来,让人脸成为新一代可靠的、可普遍推广的生物特征识别技术。


5大引擎多层叠加精准识别

  美赞美“傲瞰®”视频3D人脸识别技术为一套独立的软件系统,由视频成像系统、人脸检测系统、人脸数据库系统、人脸识别数据处理系统等部分组成,采用多层叠加式引擎,并使用特有的生物摄像机对进入摄像范围的人脸逐一进行3D最佳状态辨别抓拍,可以非常迅速、准确地捕获行进中的目标人脸,并将捕获到的人脸图片通过3D建模的方式形成特征文件进行分析,通过1:N方式与数据库比对,从而分析出与目标人脸相似的数据库人脸及其对应的身份信息,如姓名、性别、年龄、身份证号等信息。

  为精确分析目标人脸,该3D人脸识别系统同时运行五大引擎:a、3D人脸跟踪/捕捉/转换引擎,实时跟踪视频图像人脸轨迹并捕抓最佳角度人脸,接着通过算法转换构建3D立体人脸模型;b、自然光、灯光光照干扰还原引擎,计算场景中人脸特征和非人脸特征,自动分析强光、眩光等干扰要素,准确还原并提取目标人脸;c、黑边框、高反光眼镜、围巾、帽子、口罩遮盖还原引擎,自动计算识别到的人脸特征,通过比对建立的3D人脸模型自动识别眼睛、口罩、发型等非正常人脸干扰特征,从而准确构建人脸原貌特征;d、8至15年照片时间跨度的脸部生理年龄还原引擎,自动推算时间跨度内目标人脸的生理特征变化,从而准确捕抓特征;e、高速对比引擎,在提高人脸检测、识别效率的同时,可同步识别同一画面中的多个人脸,确保过脸不漏检。

  5大引擎的引入,使得“傲瞰®”视频高清3D人脸识别技术从应用的形态上满足了动态识别、静态识别、实时识别、事后识别需求,可实现上亿级数据比对识别,并且识别比率较高,识别速度达到秒级;同时适应光线环境、面部姿态表情、人的特征以及相应遮挡等各种复杂场景、复杂脸部特征的分析,满足实战应用不可预因素识别需求,可实现:

  · 小像素识别:在1080P分辨率下可实现60像素识别,最低可做到20像素识别;

  · 多角度识别:俯仰约30°,左右约45°,同时支持脸部斜侧识别;

  · 小人眼间距识别:最低可做到10像素;

  · 多人脸识别:一帧图像里可同时识别的最大人脸数为20;

  · 超高像素识别:支持最大8192×4096格式大尺寸图像识别;

  · 强干扰排除:可排除口罩、遮挡、眼镜等异常干扰;

  · 高识别率:据厂家检测数据,该人脸识别系统首次匹配率达到90%以上,5次匹配率为100%。


强环境适应性,过脸无遗漏

  本次测评将“傲瞰®”视频高清3D人脸识别系统安装于一台X86高性能服务器主机中(i7处理器,16GB内存,运行64位Windws 7操作系统),并为其匹配一台美赞美解像力达1100TVL的1080P高清摄像机,同时将服务器和摄像机均接入交换机,组网方便快捷。

  良好兼容性

  本次所选配1080P枪式摄像机(可根据不同场景选配不同焦距镜头,满足不同拍摄景深需求)为非智能前端,仅作为视频源使用,联网后只需在人脸识别系统客户端配置服务器、前端摄像机即可正常显示。接着测试员再为系统以ONVIF协议接入一台已面世超过3年的第三方720P网络摄像机,发现不但能正常显示图像,而且人脸识别效果与自有品牌一致;此外还可直接获取并分析非安防摄像机视频源、单反照片等。该系统的良好兼容性,可满足多品牌共建项目或旧系统的人脸识别智能化升级改造需求。

  本次测评还进行了反应速度检测(非人脸识别速度),发现人脸识别系统所呈现的实时图像较视频源图像的延迟要快约60-70ms,进一步确保了人脸识别的效率。

 

客户端处理图像时间明显较视频源要快约60ms

美赞美 + 第三方摄像机双通道接入识别
 

  快速建立人脸库

  完成接入调试后,测试员接着建立人脸数据库。系统支持单个图像数据和文件夹上传功能。单个上传时可直接录入国籍、性别、姓名、出生年月、证件号等个人信息;文件夹集中录入时,可在数据库中再分别修改个人信息,数据库建立快速。本次测评从摄像机抓拍的人脸图像、单反照片、网络图片等资源中截取人脸头像,并以JPG格式上传到数据库中。需要说明的是,本次测评中所有人脸库的建立均是利用现场条件截图完成,未对图片进行任何处理,较标准人脸头像来说质量、像素要低许多。

建立人脸数据库

抓拍库查询-通道查询

  永不停歇的正脸识别

  将720P和1080P两个不同分辨率摄像机同时对准同一个场景,测试员正面对准摄像机,此时只听服务器自带扬声器有序地发出“嘀……嘀……”的持续响声,且只要人处于画面中(不受衣着特征影响),报警声就不会终止,每一声都代表了一次识别成功,接着分析所有识别结果,报警图像精准匹配数据库信息(人脸及对应的录入信息),无一错漏。接着在同一画面中同时出现2个、3个不同景深人脸(测试不同像素数人脸识别),识别结果同样准确、快速(目测<1s),比对无一错漏。再将两个摄像机分别对着两个不同场景的人员进行识别,发现同样能精准识别并交叉报警。

正脸识别准确率100%(照片、人识别)

  多样的复杂场景识别

  首先在复杂背景下检测单人脸、多人脸识别,发现系统可准确捕抓并识别人脸;接着模拟低照度场景,由于所搭配的美赞美1080P摄像机具有较好的星光成像效果,提供的图像优良,较低照度下也能正常识别人脸。再模拟强光场景,采用强光灯场景时,识别效果尚有保证;而在仿真场景时,由于两款摄像机宽动态功能均不是很凸显,未能很好抑制后景落地窗强光,识别率有所下降。

复杂场景识别-虚焦识别

复杂光环境 +虚焦识别

  高效的复杂特征识别

  首先是表情人脸识别,测试中,无论是笑状、哭状、闭眼、翻白眼,还是扮鬼脸,系统做到了90%以上的识别率。接着是人脸样貌异常识别,测评中,当人脸左侧或右侧被遮挡1/3、带帽、模仿戴口罩遮挡鼻子及以下部位,发现系统也能准确识别人脸。

闭眼识别

遮挡三分之一脸识别

遮挡下巴识别

逆光场景识别
 

  接着进行多角度人脸识别检测。测评中俯角20°-30°、仰角20°-30°、向左或向右侧脸20°-30°、头部倾斜20°-30°、人脸水平翻转(采用照片测试)等,系统都能准确识别。若是旋转角度达到45°时,从系统客户端可发现,系统能检测出人脸,但由于可识别特征有限,比对数据库的人脸识别率不高。

低头45度识别

侧脸30度识别

  多人脸及跨时间段检测

  除了实景多人脸识别外,本次还模拟了更多人脸识别。测试员将摄像机对准5英寸集体照采集图像,虽然人脸像素很小且清晰度不高,但系统还是可以检测到照片上的人脸,并能与数据库中人脸进行比对。

小像素多人识别(摄像机抓拍5英寸照片)

小像素多人识别——识别正确
 

  另外,本次还采用了某40多岁知名影星进行跨时间人脸检测,将其一张稍有侧脸近照作为数据库,再对其从十几岁出道到当下的照片进行检测,发现其出道初期头像脸型太嫩难以识别,不过其30岁左右至今的人脸(艺术照、剧照)还是可以被识别的。

长时间跨度明星人脸识别
 

基于人脸,民用、行业应用双推进

  检测表明,美赞美傲瞰®智能3D人脸识别系统的测评效果与其设计基本一致,识别精确,适应性强,具有很强的实战效果;同时不依赖特定视频源,易于推广和使用。由此,美赞美为其推出了三大应用方案。

  首先是。系统支持导入公安人脸数据信息,可直接利用前端摄像机的视频源进行数据分析,实现平安城市的卡口布控,如人行道、十字路口、公园、广场等24小时监视场合,机场、火车站、汽车站、地铁站、码头等出入口,将与车辆卡口系统,形成人、车布控应用,当有危险分子出现于画面中时,系统将自动识别并报警。

3D人脸识别卡口监控系统拓扑图
 

  其次是手持人脸移动终端。将人脸识别系统安装于PAD等移动设备,可作为人脸识别卡口系统的补充,适用于没有部署人脸识别卡口系统的场合使用,当有突发事件发生时,可快速现场部署,同时提升人流量大场所的人流通行率,如地铁口等。

手持人脸移动终端
 

  最后是作为出入口控制系统使用。既可作为小范围区域人脸卡口,也可作为公司管理应用,如客流分析、门禁、考勤、安防监控等。

出入口控制系统-许可用户无障碍快速通行

  

其他功能

告警查询

告警查询——详情

人脸库查询

人脸库模糊查询

以图搜图-人员检索

 

产品特色

  美赞美新一代傲瞰®智能3D人脸识别系统突破了2D技术实战性差的瓶颈,同时兼具了3D立体人脸识别技术的优势,具有高识别率、低干扰性、高性价比的优势,可秒级检测和识别正常人脸、带帽/遮挡等非正常人脸,同样适应多角度人脸识别应用,甚至能对时间跨度较大的人脸进行检测,配合高清前端,可以做到超低像素检测建议应用。实测人脸识别响应快速而准确;而良好的兼容性,还便于利旧项目升级改造。可基于此开发出固定式及移动式人员卡口、出入口控制等多种方案,充分满足各类场景应用需求。


测试场合及配合设备

  a&s测试室,可上网高性能电脑、交换机、单反相机、创维6M48监视器、不同品牌1080P/720P摄像机、多位测试人员、相片/艺术照等。


适用场合

  基于精准的高性价比人脸识别系统,可开发出人员卡口、出入口控制方案,适用于道路、机场、火车站、商场等行业应用及公司考勤、安防布控等民用领域应用。


厂家说法

  “傲瞰®”视频高清3D人脸识别技术从应用的形态上分动态识别、静态识别;从比对的时间上分实时识别、事后识别,目前能实现上亿级别的数据的识别,并且识别比率较高,识别速度达到秒级。同时,对于各种复杂照片的识别能力非常强大,能迅速实现各种刑事侦查和复杂场景个人身份的确认,突破了2D人脸识别技术因光线环境、面部姿态表情、人的特征(胡须、眼镜等)以及刘海和相应的遮挡等造成的识别瓶颈,并已经在国内各大安保机构使用。

原文链接:http://www.asmag.com.cn/test/201606/70303.html

 
 
 
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