一种便携离线人脸识别取证单兵系统的制作方法

本发明涉及生物特征识别技术领域，具体为一种便携离线人脸识别取证单兵系统。

背景技术：

目前市场人脸识别设备主要在linux平台下以gpu结合cpu技术为主，该架构可以百路以上摄像机接入，在线支持百万级别以上的人脸库及较高的分布式扩展性。但对算力要求高，功耗大，需要较完美的数据中心支持。离线人脸识别典型场景：识别速度快、网络条件不稳定；无网络；数据安全性高，不允许联网；人脸库较小，且变更不频繁，如1w人以下；单台设备、单/多人脸检测与识别；

但市场上现有的离线便携式人脸识别产品市场上产品主要采用nvidia或arm架构芯片，性能低，尺寸大、传输距离短；也正因为性能低，导致人脸采集、识别、比对的效果不理想。总体而言不便于携带，人脸库小于1万、待机时间短，误判率高，操作复杂，需要有专业人员进行现场指导、培训，要求使用人员具有较高的素质，限制了手持型人脸识别装备的实战应用。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种便携离线人脸识别取证单兵系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种便携离线人脸识别取证单兵系统，包括：外壳，所述外壳两侧设有外壳侧板，所述外壳侧板通过固定螺栓安装在外壳，所述外壳下侧设有设备底板，所述设备底板通过快拆螺丝安装在外壳上，所述外壳上次设有手柄，手柄一侧的外壳上设有2.4g增益wifi天线，手柄另一侧的外壳上设有5.8g增益wifi天线，所述外壳内设有蓄电池、主板，所述主板一侧设有侧吹风风扇，所述主板另一侧设有导热硅胶片、导热液冷双热管、纳米碳导热铜箔。

所述外壳的一侧设有usb2.0接口6，所述usb2.0接口下侧的外壳上设有usb3.0接口、指示灯、电源接口、锁定扣、可拆卸电池.

所述外壳的一侧设有rj45接口，所述rj45接口下侧的外壳上设有hdmi接口。

一种便携离线人脸识别方法，包括以下步骤：

步骤(1).人脸检测，将数据脸对称性进行升序排列，图像锐度进行降序排列；矩阵yi∈r^64×64为第i个个体的人脸图像矩阵，di为第i个个体所有人脸图像集合，yi∈di，正面人脸检测公式为：

步骤(2).人脸对齐，过6个特征点检测人脸；剪切、建立delaunaytriangulation；参考标准3d模型，将3d模型比对到图片上；进行仿射变形，最终生成正面图像；

步骤(3).人脸识别，看作一个距离度量的问题，通过学习样本的特征，然后计算样本之间的距离，来确定人物身份。

所述步骤(3)中主要包括人脸数据集，选出若干对人脸，构成人脸二元组，这样的人脸二元组包括两种情况：属于同一个人；属于不同的人，如果一个人脸对属于同一个人，标记这种人脸对的标签y＝0，如果一对人脸中，属于不同的人，那么标记这种人脸对的标签y＝1，contrastiveloss定义:l(w，(y，x1，x2)ⁱ)＝(1-y)ew(x1，x2)ⁱ-y(ew(x1，x2)ⁱ))；

triplet输入时人脸三元组，随机从某个人照片中选择一张，叫做anchor；再从这个人照片中选择另一个照片，叫做positive；最后随机选择一张其他人的照片，叫做negative，这样就构成了图像的三元组，tripletloss损失函数：最小化上述损失函数，就能保证同一个人脸特征距离小于不同人的人脸特征距离。

centerloss目标是让每类的特征尽可能集中，让每类在特征空间内所占的范围尽可能小，测试时当新的类别出现时，不会误判为已有的类别，结合centerloss和softmaxloss在一起，每类所占的空间极小，新的类出现，减少了误判的可能，centerloss损失函数：

cosine距离是一个非线性距离，在人脸度量上比线性的欧式距离更有优势，加入超参数m，相当于在原有角度距离的基础上，限制了类内距离，保证类间距离大的同时类内距离小，a-softmax损失函数：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以隐蔽操作，特别适用于安全问题，罪犯监控与抓逃应用。采用非接触式采集，安全，隐蔽，没有侵犯性。灵活、安全导入、导出重点人员库，方便灵活布控。同时方便，快捷，强大的事后追踪能力。符合我们的识别习惯，可交互性强，无需专业人员判断。

附图说明

图1为本发明的主视图示意图。

图2为本发明的后视图示意图。

图3为本发明的左视图示意图。

图4为本发明的右视图示意图。

图5为本发明的仰视图示意图。

图6为本发明的结构示意图。

图7为本发明的电路连接示意图。

图8为本发明的人脸识别原理图。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。

如图1～8所示，一种便携离线人脸识别取证单兵系统，包括：外壳17，所述外壳17两侧设有外壳侧板5，所述外壳侧板5通过固定螺栓安装在外壳17，所述外壳17下侧设有设备底板，所述设备底板通过快拆螺丝1安装在外壳17上，所述外壳17上次设有手柄3，手柄3一侧的外壳17上设有2.4g增益wifi天线2，手柄3另一侧的外壳17上设有5.8g增益wifi天线4，所述外壳17内设有蓄电池16、主板18，所述主板18一侧设有侧吹风风扇19-，所述主板18另一侧设有导热硅胶片20、导热液冷双热管21、纳米碳导热铜箔22。

所述外壳17的一侧设有usb2.0接口6，所述usb2.0接口6下侧的外壳17上设有usb3.0接口8指示灯9电源接口10锁定扣11

所述外壳17的一侧设有rj45接口12，所述rj45接口下侧的外壳17上设有hdmi接口13、vga接口14、ps/2接口15。

一种便携离线人脸识别方法，包括以下步骤：

步骤(1).人脸检测，将数据脸对称性进行升序排列，图像锐度进行降序排列；矩阵yi∈r^64×64为第i个个体的人脸图像矩阵，di为第i个个体所有人脸图像集合，yi∈di，正面人脸检测公式为：

步骤(2).人脸对齐，过6个特征点检测人脸；剪切、建立delaunaytriangulation；参考标准3d模型，将3d模型比对到图片上；进行仿射变形，最终生成正面图像；

步骤(3).人脸识别，看作一个距离度量的问题，通过学习样本的特征，然后计算样本之间的距离，来确定人物身份。

所述步骤(3)中主要包括人脸数据集，选出若干对人脸，构成人脸二元组，这样的人脸二元组包括两种情况：属于同一个人；属于不同的人，如果一个人脸对属于同一个人，标记这种人脸对的标签y＝0，如果一对人脸中，属于不同的人，那么标记这种人脸对的标签y＝1，contrastiveloss定义:l(w，(y，x1，x2)ⁱ)＝(1-y)ew(x1，x2)ⁱ-y(ew(x1，x2)ⁱ))；

triplet输入时人脸三元组，随机从某个人照片中选择一张，叫做anchor；再从这个人照片中选择另一个照片，叫做positive；最后随机选择一张其他人的照片，叫做negative，这样就构成了图像的三元组，tripletloss损失函数：

最小化上述损失函数，就能保证同一个人脸特征距离小于不同人的人脸特征距离。

centerloss目标是让每类的特征尽可能集中，让每类在特征空间内所占的范围尽可能小，测试时当新的类别出现时，不会误判为已有的类别，结合centerloss和softmaxloss在一起，每类所占的空间极小，新的类出现，减少了误判的可能，centerloss损失函数：

cosine距离是一个非线性距离，在人脸度量上比线性的欧式距离更有优势，加入超参数m，相当于在原有角度距离的基础上，限制了类内距离，保证类间距离大的同时类内距离小，a-softmax损失函数：

主板热量经过导热硅胶片、导热液冷双热管、纳米碳导热铜箔均匀的把热量散布到整个金属壳体，在通过两个微型侧吹风风扇(19)通过设计过的风道在把多余的热量吹出主板区域，外壳通过热传导在将热量传导至整个金属外壳，金属外壳在通过设计的散热齿与外界进行热交换，从而达到给设备散热，同时设备外壳本身也不会因热量在外壳上的积累，给使用者造成外壳的表面很烫的感觉。

手柄可以折叠，方便收纳减小了空间的体积要求，电池可以拆卸，设备可以在线充电，也可线下充电，提高了设备的使用率，方便维护。设备电池仓固定盖采用的是通用快拆螺丝，在方便更换电池的情况下，也可拆下一个快拆螺丝，通过这个螺纹孔可以适配相机的三脚架，增加设备的使用场景，给设备的部署提供的多种可能性。独特设计的电量显示装置一键显示电池实时电量。2.4/5.8g双高增益wifi天线保证传输效率的同时，保证了设备传输的可靠性，多种外设接口usb2.0/usb3.0/rj45/hdmi满足了各种外设设备的数据读取需求。大容量li电池保证了设备充足的在线时间。

本发明做为城镇固定式人脸识别采集(“雪亮工程”)的补充，也是智慧城市里的重要组成部份，可手持、腰跨或置于背包内，进行灵活移动或机动固定车内，进行离线、快捷的动态人脸采集、识别、取证的工作。

本发明充分结合了视频智能分析领域里基于卷积神经的深度学习算法的动态人脸识别算法、深度定制化的行业人脸识别应用软件及app和定制化全域水冷散热技术的手持高性能单兵组成。基于深度学习的人脸算法，是基于面部特征信息进行身份识别的一种技术。这个过程包括人脸检测(facedetection)，人脸对齐(facealignment)，人脸识别(facerecognition)三个部分。人脸检测目的是从图片/视频中，找到人脸，并确定人脸的位置；人脸对齐目的是找到人的面部特征点(鼻子，眼睛，嘴巴等)，解决人脸的角度变化问题；人脸识别目的是识别人脸，确定身份。

本发明具有伪装，轻便、便于部署和操作的特性，能方便插入警用腰带中使用；待机时间长，可免工具更换电池，满足2块电池12小时长时间移动工作；可灵活结合我司定制警用各种视频采集装备，满足5米～500米以外的人脸采集，对比，识别的取证报警工作；终端识别效率大于93％，比对速度小于1秒，误判率低；亦可灵活搭配各类定制天线，抗干扰能力强，传输距离远等特点，满足5米～50米范围内的高清视频无线传输。

本发明采用cnc加工的铝合金外壳，既可以减轻设备的重量，又可以利用金属外壳做为设备的散热装置，辅以液冷的导热铜管及纳米碳铜箔散热片、2个微型侧吹风小风扇和合理的风道设计，保证设备产生的热量，通过传导、对流等方式及时的把热量导到金属外壳上，同时在通过外壳上面设计的散热齿把设备产生的热量及时导出去。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。