专利名称：一种实时人像获取比对和预警布控系统及其使用方法
技术领域：
本发明涉及人像识别技术领域，具体是一种实时人像获取比对和预警布控系统及其使用方法。
背景技术：
随着计算机技术的发展，通过电脑对核查目标人员的图像进行搜集和比对已成为公安机关确认核查目标人员的必要辅助手段，然而，通过我们的了解和检索，现有的图像搜索和比对系统还存在许多缺陷。首先，对于大多数的人像比对系统来说，都是当案事件发生后，公安机关从犯罪现场或核查目标人员的出没地点来获取人员图像信息，然后将获取到的人像信息与公安机关的有关数据库来进行检索和比对来查找该人员，即使案件破获，也已经对社会和人民群众的安全产生了损害，如果我们将比对环节提前，使用人像对比技术进行布控，就能达到预防犯罪的目的。其次，现有的公安系统的数据库的图像信息滞后，与公民的实际形象存在差距。一般公安系统数据库中的公民图像信息大多来源于居民身份证信息，然而，由于居民身份证的有效期限很长， 再加上人的成长、整容、意外事故等一系列原因，往往会导致公民的实际形象与人像库中的图像信息差距较大，而数据库的更新是个大工程，不可能靠人工短时间内完成，这就给核查目标人员的身份确定等带来极大的不便，不利于侦查、抓捕工作的进行。第三，如果采集到的核查目标人员的图像只是核查目标人员脸的局部或轮廓，对于现有的比对系统而言，由于无法进行比对，只能靠人工判断，或者请技术人员进行人像复原后，才能确认，这样一来，就会浪费大量的时间，有可能使得犯罪分子逃逸。第四，现有的图像比对系统中，缺少一个有效的报警和布控系统，对于核查目标人员的排查和抓捕步骤繁琐，不能快速、有效的实现对核查目标人员的控制。第五，现有的前端采集设备安装分散，取景的范围过大，取像没有针对性，导致获取的图像不能符合人像比对的要求，实际上是无法达到较高的比对准确率的。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，有必要提供一种实时人像获取比对和预警布控系统。此外，为了更好的实现系统的运作，还有必要提供一种实时人像获取比对和预警布控系统的使用方法。为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案:一种实时人像获取比对和预警布控系统，其特征在于，包括若干人像采集单元和后台操作端，所述的人像采集单元包括取像装置和人像采集控制盒，所述的人像采集控制盒包括微处理器、驱动模块、SDRAM、ROM、视频抽帧模块、质量判断程序存储器、人景区分程序存储器和人脸圈定程序存储器，所述的驱动模块、SDRAM、ROM、质量判断程序存储器、视频抽帧模块、人景区分程序存储器、人脸圈定程序存储器分别连接到微处理器上；所述的取像装置连接到人像采集控制盒上，所述的人像采集控制盒通过光纤、无线网络或数据线与外网服务器连接；所述的后台操作端包括监控中心、内网服务器、数据库、运算服务器群组、人像复原服务器和报警系统，所述的监控中心分别与内网服务器、数据库、运算服务器群组、人像复原服务器和报警系统连接；所述的外网服务器与内网服务器之间通过安全接入平台进行数据交换。进一步的，所述的取像装置包括云台、红外传感器和拍摄器材，红外传感器安装在拍摄器材上，拍摄器材安装在云台上，所述的拍摄器材包括以下装置中的一种或多种:摄像机、照相机。进一步的，所述的驱动装置与云台连接，所述的摄像装置连接到微处理器上。进一步的，所述的人像采集控制盒中还设有连接到微处理器上的人像特征抓取模块。进一步的，所述的人像采集控制盒中还设有连接到微处理器上的人像比对程序存储器。进一步的，所述的质量判断程序存储器、人景区分程序存储器、人脸圈定程序存储器和人像比对程序存储均为电可擦可编程只读存储器。
进一步的，所述的人像采集单元还设有连接到人像采集控制盒上的身份证登记设备。一种实时人像获取比对和预警布控系统的使用方法，用于实现数据库的更新，以及对嫌疑人的图像比对、排除、预警和布控，该方法的步骤为:第一步，人像采集单元获取图片:触发拍摄照片，同时进行视频录像；对拍摄的照片进行人景区分，判断该照片中是否存在人脸；对照片中的人脸范围进行圈定；检测圈定的人脸范围在照片中的位置和拍摄角度，判断人脸位置和拍摄角度是否合适，若不合适，需要使用云台调整后重新拍摄照片；对处理后的照片进行质量判断，确定获得的照片质量是否合格，若质量不合格，需要对相机调焦后重新获取照片；将合格的照片存入存储器中；第二步，系统判定获取的图像是否完整，若图像不完整，判定是否能够用人像复原技术将图像补充完整，若不能人像复原，通知民警落地查控，若能够人像复原，生成符合要求的完整图像；第三步，将处理好的图像与人像数据库中的信息进行特征比对，判定该人身份，并比对是否为核查目标人员；第四步，如果是核查目标人员，启动报警系统，通知相关分局和派出所，对目标人员进行处理；如果不是核查目标人员，但能利用人像判定该人身份，则将获取的图像作为相应人员的最新照片存入数据库中；进一步的，在所述的一种实时人像获取比对和预警布控系统的使用方法中，人像采集单元获取图片的步骤为:照相机拍摄照片和摄像机视频录像同时运转；对拍摄的照片进行人景区分，判断该照片中是否存在人脸；对照片中的人脸范围进行圈定；检测圈定的人脸范围在照片中的位置，判断人脸位置是否合适，若不合适，需要调整云台的角度重新拍摄图片；对处理后的照片进行质量判断，确定获得的照片质量是否合格，若质量不合格，需要对相机调焦后重新获取照片；将合格的照片存入存储器中。
进一步的，在人像采集单元获取图片步骤中，如果照片中没有人脸，需要提取视频，并对视频抽帧，再对抽帧图片比对后，获得合适的图片存入存储器中。进一步的，所述的人像采集控制盒向数据库传输图像信息时，传输的图像信息为下列数据中的一种:图片数据、人像特征数据。本发明的有益效果是:本发明中的人像采集控制盒，将全部的前端人像采集和处理设备模块化，并集成在控制盒中，有效降低了设备成本，节约了空间，方便了产品的制造和推广，而且能够方便实现设备的维护和升级；由于本系统的实时数据交互，使得数据库中的图像信息能够及时更新，不仅保证了数据库比对的准确性和完整性，还可以使得系统在运用过程中，数据库的信息会越来越新鲜准确；采用新的摄像和拍照方法，大大提高了获取图像的清晰度和完整度，同时，针对采集到的不完整图像，能够通过三维建模服务器对图像进行修复和还原，大大提高了系统比对的准确率，不仅如此，对于由于故意遮挡而导致无法采集到图像、不能三维建模的人，以及用他人身份证登记的人，都可以通过人工的方式进行核实和纠正，这样一来， 就能保证整个系统的运行没用漏洞，十分适合应用于刑侦技术领域和安保领域。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明:图1为本发明一种系统结构框图；图2为图1所示系统的流程图；图3为本发明另一种系统结构框图；图4为图2所示系统的流程图；图5为本发明人像采集控制盒的一种结构框图；图6为图5所示人像采集控制盒的一种流程图；图7为本发明人像采集控制盒的另一种结构框图；图8为图7所示人像采集控制盒的另一种流程图。
具体实施例方式如图1所示的一种实时人像获取比对和预警布控系统，它包括若干人像采集单元和后台操作端，所述的人像采集单元包括取像装置和人像采集控制盒；所述的取像装置连接到人像采集控制盒上，所述的人像采集控制盒通过光纤、无线网络或数据线与外网服务器连接；所述的后台操作端包括监控中心、内网服务器、数据库、运算服务器群组、人像复原服务器和报警系统，所述的监控中心分别与内网服务器、数据库、运算服务器群组、人像复原服务器和报警系统连接；所述的外网服务器与内网服务器之间通过安全接入平台进行数据交换。进一步的，所述的取像装置包括云台、红外传感器和拍摄器材，红外传感器安装在拍摄器材上，拍摄器材安装在云台上，所述的拍摄器材包括以下装置中的一种或多种:摄像机、照相机。如图5所示，所述的人像采集控制盒包括微处理器、驱动模块、SDRAM、ROM、视频抽帧模块、质量判断程序存储器、人景区分程序存储器和人脸圈定程序存储器，所述的驱动模块、SDRAM、ROM、质量判断程序存储器、视频抽帧模块、人景区分程序存储器、人脸圈定程序存储器分别连接到微处理器上，此外，所述的驱动装置与云台连接，所述的微处理器上还连接着摄像装置。在人像采集控制盒中，所述的质量判断程序存储器、人景区分程序存储器和人脸圈定程序存储器均为电可擦可编程只读存储器。针对图5为基础的人像采集单元，其采集图片的具体步骤如图6所示:步骤3001，视频摄录和拍摄照片；步骤3002，进行人景区分，判断照片中是否有人脸，若有，进入步骤3003，若没有，进入步骤3010 ；步骤3003，进行人脸圈定；步骤3004，判断圈定的人脸位置和拍摄角度是否合适，若是，进入步骤3005，若否，进入步骤3007 ；步骤3005，判断人像质量是否合格，若是，进入步骤3006，若否，进入步骤3008 ；步骤3006，图片存入存储器；步骤3007， 调整云台；步骤3008，相机调焦；步骤3009，视频存储；步骤3010，提取视频；步骤3011，视频抽帧；步骤3012，对抽帧图片进行质量判断；步骤3013，选取合适的图片。进一步的，如图7所示，所述的人像采集控制盒中还设有连接到微处理器上的人像特征抓取模块和人像比对程序存储器，这样一来，人像采集控制盒除了直接向数据库传输图片数据外，还可以通过人像特征提取模块从图片上提取人像特征数据，并将提取到的人像特征数据上传给数据库，从而减少了传输数据的流量，提高了传输效率，不仅如此，还可以在ROM中预先存储核查目标人员的图像，使得前端部分在脱网的情况下，也能有针对性的实现对储核查目标人员的比对和确定，大大增加了系统的实用性。针对图7为基础的人像采集单元，其采集图片的具体步骤如图8所示:步骤4001,视频摄录和拍摄照片；步骤4002，进行人景区分，判断照片中是否有人脸，若有，进入步骤3003，若没有，进入步骤4010 ；步骤4003，进行人脸圈定；步骤4004，判断圈定的人脸位置和拍摄角度是否合适，若是，进入步骤4005，若否，进入步骤4007 ；步骤4005，判断人像质量是否合格，若是，进入步骤4006，若否，进入步骤4008 ；步骤4006，人像特征抓取；步骤4007，调整云台；步骤4008，相机调焦；步骤4009，视频存储；步骤4010，提取视频；
步骤4011，视频抽帧；步骤4012，对抽帧图片进行质量判断；步骤4013，选取合适的图片。步骤4014，比对抓取的人像特征和ROM中预存的图片是否一致，若是，则进入步骤4015，若否，则结束流程；步骤4015，启动报警系统。对于以图1和图5为基础的系统，其具体实施步骤如图2所示:步骤1001，人像采集单元采集图像信息；步骤1002，系统判断获取的图像信息是否完整，若图像完整，进入步骤1005，若图像不完整，进入步骤1003 ；步骤1003，判断是否能够用人像复原将图像补充完整，若能则进行人像复原，进入步骤1004，若不能人像复原，进入步骤1009 ；步骤1004，进行人像还原； 步骤1005，搜寻并比对数据库信息；步骤1006，确定图像信息是否为核查目标人员，若是，进入步骤1007，若不是，进入步骤1009 ；步骤1007，启动报警系统；步骤1008，民警落地查控；步骤1009，判定数据库图像是否需要更新，若是，进入步骤1010，若不是，结束操作；步骤1010，更新数据库图像。如图3所示的实时人像监控和预警布控系统，它在所述的人像采集单元增加了一个连接到人像采集控制盒上的身份证登记设备。针对以图3和图5为基础的系统，其具体实施步骤如图4所示:步骤2001，人像采集单元采集图像信息和身份证信息；步骤2002，系统判断获取的图像信息是否完整，若图像完整，进入步骤2005，若图像不完整，进入步骤2003 ；步骤2003，判断是否能够用人像复原将图像补充完整，若能人像复原，进入步骤2004，若不能人像复原，进入步骤2009 ；步骤2004，进行人像还原；步骤2005，核对身份证信息是否为核查目标人员，若是，进入步骤2006，若否，进入步骤2009 ；步骤2006，确定图像信息是否为核查目标人员，若是，进入步骤2007，若否，进入步骤2008 ；步骤2007，启动报警系统；步骤2008，民警落地查控；步骤2009，判定数据库图像是否需要更新，若是，进入步骤2010，若不是，结束操作；步骤2010，更新数据库图像。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护 范围。
权利要求
1.一种实时人像获取比对和预警布控系统，其特征在于，包括若干人像采集单元和后台操作端，所述的人像采集单元包括取像装置和人像采集控制盒，所述的人像采集控制盒包括微处理器、驱动模块、SDRAM、ROM、视频抽帧模块、质量判断程序存储器、人景区分程序存储器和人脸圈定程序存储器，所述的驱动模块、SDRAM、ROM、质量判断程序存储器、视频抽帧模块、人景区分程序存储器、人脸圈定程序存储器分别连接到微处理器上；所述的取像装置连接到人像采集控制盒上，所述的人像采集控制盒通过光纤、无线网络或数据线与外网服务器连接；所述的后台操作端包括监控中心、内网服务器、数据库、运算服务器群组、人像复原服务器和报警系统，所述的监控中心分别与内网服务器、数据库、运算服务器群组、人像复原服务器和报警系统连接；所述的外网服务器与内网服务器之间通过安全接入平台进行数据交换。
2.根据权利要求1所述的一种实时人像获取比对和预警布控系统，其特征在于，所述的取像装置包括云台、红外传感器和拍摄器材，红外传感器安装在拍摄器材上，拍摄器材安装在云台上，所述的拍摄器材包括以下装置中的一种或多种:摄像机、照相机。
3.根据权利要求1或2所述的一种实时人像获取比对和预警布控系统，其特征在于，所述的人像采集控制盒中还设有连接到微处理器上的人像特征抓取模块。
4.根据权利要求3所述的一种实时人像获取比对和预警布控系统，其特征在于，所述的人像采集控制盒 中还设有连接到微处理器上的人像比对程序存储器。
5.根据权利要求4所述的一种实时人像获取比对和预警布控系统，其特征在于，所述的质量判断程序存储器、人景区分程序存储器、人脸圈定程序存储器和人像比对程序存储器均为电可擦可编程只读存储器。
6.根据权利要求2所述的一种实时人像获取比对和预警布控系统，其特征在于，所述的驱动装置与云台连接，所述的摄像装置连接到微处理器上。
7.根据权利要求4所述的一种实时人像获取比对和预警布控系统，其特征在于，所述的人像采集单元还设有连接到人像采集控制盒上的身份证登记设备。
8.一种实时人像获取比对和预警布控系统的使用方法，用于实现数据库的更新，以及对核查人的图像获取、比对、排除、预警和布控，其特征在于，该方法的步骤为: 第一步，人像采集单元获取图片:触发拍摄照片，同时进行视频录像；对拍摄的照片进行人景区分，判断该照片中是否存在人脸；对照片中的人脸范围进行圈定；检测圈定的人脸范围在照片中的位置和拍摄角度，判断人脸位置和拍摄角度是否合适，若不合适，需要使用云台调整后重新拍摄照片；对处理后的照片进行质量判断，确定获得的照片质量是否合格，若质量不合格，需要对相机调焦后重新获取照片；将合格的照片存入存储器中； 第二步，系统判定获取的图像是否完整，若图像不完整，判定是否能够用人像复原技术将图像补充完整，若不能人像复原，通知民警落地查控，若能够人像复原，生成符合要求的完整图像； 第三步，将处理好的图像与人像数据库中的信息进行特征比对，判定该人身份，并比对是否为核查目标人员； 第四步，如果是核查目标人员，启动报警系统，通知相关分局和派出所，对目标人员进行处理；如果不是核查目标人员，但能利用人像判定该人身份，则将获取的图像作为相应人员的最新照片存入数据库中。
9.根据权利要求8所述的一种实时人像获取比对和预警布控系统的使用方法，其特征在于，在人像采集单元获取图片步骤中，如没有获取到符合要求的人脸照片，则需要提取视频，并对视频抽帧，获取符合质量要求的图片存入存储器中。
10.根据权利要求8或9所述的一种实时人像获取比对和预警布控系统的使用方法，其特征在于，所述的人像采集控制盒向数据库传输图像信息时，传输的图像信息为下列数据中的一种:图片数据、人 像特征数据。
全文摘要
本发明的一种实时人像监控和预警布控系统，它包括若干人像采集单元和后台操作端，人像采集单元包括取像装置和人像采集控制盒，取像装置连接到人像采集控制盒上，人像采集控制盒通过光纤、无线网络或数据线与外网服务器连接，外网服务器连接到后台操作端，本发明还提供了该系统的使用方法，通过调整照相机和摄像头的位置，以及改变照相机的焦距，从而获取清晰、完整的人像图片，而且针对采集到的图片，可以在后台依次进行人像复原、图像搜索、图像比对操作，从而实现对需要抓捕人员和管控人员的控制。本发明将图像采集设备模块化，便于安装、维护和升级，提高了取像的质量，增加人像复原和数据库更新功能后，增强了人像搜索比对的效率和准确性。
文档编号G06K9/00GK103226694SQ20131010336
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者李冰, 彭学军, 梁宏军, 赵福辉 申请人:赵福辉