[发明专利]基于人脸识别的视频监控系统及其数据处理方法

说明书

（一）、技术领域：本发明涉及一种视频监控系统及其数据处理方法，特别是涉及一种基于人脸识别的视频监控系统及其数据处理方法。

（二）、背景技术:在传统的视频监控环境下，监控管理人员往往要对监控视频画面中搜索出的人脸进行仔细观察并与嫌疑犯人的图片进行比对，一旦需要关注的前端视频画面或嫌疑人过多，将十分耗费人的精力。随着人工智能和计算机图像技术的飞速发展，实时人脸检测和识别技术不断取得新的发展，这些技术在一定程度上能够替代管理人员对监控画面中出现的人脸自动进行检测、识别。相对于指纹、虹膜、掌纹、语音等其他识别技术，人脸识别具有可以隐藏操作，非接触式采集，没有侵犯性，图像采集设备成本低等特点。人脸识别技术将广泛地应用于公安、银行、机场、车站、码头、商场、考场等众多公共场所与领域。

视频监控下的人脸识别技术涉及到多个领域的专业知识。虽在国内外取得一些应用成果，还未取得类似指纹识别和虹膜识别的类似的满意结果。目前的人脸识别监控系统有还有以下缺点：

1）视频拍摄角度限制过死，不利于前端监控设备的架设；

2）受制于处理器技术的发展，DSP、FPGA等芯片无法做到实时的监控识别；

3）受人脸区域的光照、遮挡、尺度或移动等因素影响，人脸识别算法性能达不到预想效果；

4）市场上多数系统无法集中式实现人脸识别；

目前的视频监控下的人脸识别技术绝大多数都有上述共性的缺陷，这些缺陷致使视频控系统只能运用到一些特定的或者预先定制好的场景，无法处理复杂的监控环境。

（三）、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的缺陷，提供一种识别速度快、准确性高的基于人脸识别的视频监控系统及其数据处理方法。

本发明的技术方案：

一种基于人脸识别的视频监控系统，含有N路数据采集电路、中心服务器单元和显示输出单元，N路数据采集电路的输出通讯端与中心服务器单元的通讯端口连接，中心服务器单元的输出端与显示输出单元连接，每路数据采集电路含有视频采集单元、信号处理单元和数据传输单元，视频采集单元的输出端与信号处理单元的输入端连接，信号处理单元的输出通讯端通过数据传输单元与中心服务器单元的通讯端口连接，N为大于等于1的自然数。

在每一路数据采集电路中，视频采集单元含有M个CCD传感器，CCD传感器的数量可根据实际情况和系统的整体性能确定，信号处理单元含有中央处理器和存储器，存储器与中央处理器的存储器端口连接，数据传输单元为传输网络，M个CCD传感器的输出信号进入中央处理器的信号输入端，中央处理器的输出信号经传输网络进入中心服务器单元的通讯端口；M为大于等于1的自然数。

中心服务器单元中含有工作站或高性能计算机，用Linux系统或Windows系统作为运行环境，显示输出单元中含有显示器，中央处理器的输出信号经传输网络进入服务器的通讯端口，服务器的显示输出端与显示器连接。

中央处理器为ARM处理器，或为DSP处理器，或为FPGA处理器；存储器含有SDRAM存储器和FLASH存储器，传输网络为Internet网。

一种基于人脸识别的视频监控系统的数据处理方法，含有下列步骤：

步骤1：视频采集单元进行实时画面的采集；视频采集单元可分布在各个不同的特定地点，以便于进行视频采集；视频采集单元的软件采用用嵌入式系统开发。

步骤2：信号处理单元对步骤1中采集的视频数据进行处理：采用ASM（Active Shape Model）人脸检验算法对人脸进行检测，然后将检测到的视频数据和人脸检测信息编码，并将编码后的视频数据和人脸检测信息压缩打包；ASM人脸检测算法使得前端视频采集单元的架设、采光等受到很小的限制；

步骤3：数据传输单元将信号处理单元压缩打包后传输来的数据传送到中心服务器单元；数据传输单元采用端对端的流媒体传输机制，以保证视频数据的传输质量；

步骤4：中心服务器单元按预定的协议接收并解码各数据传输单元传输来的数据，然后汇总数据，进行集中式人脸识别，最后将识别结果存储并送显示输出单元；

步骤5：显示输出单元根据中心服务器单元传送来的识别结果进行显示。显示输出单元有选择地显示人脸识别的部分结果。

步骤2中，信号处理单元中的中央处理器进行ASM人脸检验算法的运算，并进行数据的编码和压缩打包；信号处理单元还控制、修正视频采集单元的参数，调整视频采集单元中的镜头参数，使镜头聚焦跟踪人脸区域，重点对人脸画面区域进行采集。