[发明专利]基于三维人脸重建和智能识别的教室安防预警系统及方法

说明书

本发明公开一种基于三维人脸重建和智能识别的教室安防预警系统及方法，画面采集系统收集二维人脸图像；人脸重建系统根据接收画面采集系统发送的二维人脸图像并生成对应的三维人脸图像；人脸识别系统，接收人脸重建系统生成的三维人脸图像并进行识别得到当前三维人脸图像的嵌入信息，根据当前三维人脸图像的嵌入信息和数据库内预存的三维人脸图像的嵌入信息计算两个图像的余弦相似度，判断两个图像是否为同一人的人脸图像，若否，则人脸识别系统发出报警指令；警报预警系统，接收人脸识别系统的报警指令，并发送报警信息进行预警。本发明能克服传统校园安防技术存在的缺陷，起到教室安防预警效果，可行性高、准确度高、自动化程度高、灵活性高。

技术领域

本发明涉及一种教室安防预警系统，特别涉及一种基于三维人脸重建和智能识别的教室安防预警系统及方法。

背景技术

校园安全是关键和重要的公共安全领域，因此，如何保护学生的安全不受侵害是亟待解决的问题。校园安全的问题需要师生、学校和社会一同努力。但是随着计算机技术和自动化控制技术的发展，智能化技术也开始蓬勃发展：自动驾驶、自动控制等技术开始流行。通过智能化技术解决传统校园安防中的问题是一个崭新的方向。目前，校园安全面临着一下几种传统的安防方案无法解决的难题：(1)人员身份识别：传统的校园安防通常采用的是校园卡等物理验证设备，但物理验证设备常见的问题有如下几种：基于RFID(射频识别)的校园卡等物理设备的无线传输没有加密；物理设备丢失后容易被人盗刷；无法确认持有者是否是物理设备的实际拥有者；物理设备的通讯信道没有受到较好的保护；(2)警报预警时效：传统的安保人员以及监控系统的安防方案无法做到实时识别可疑人员，不能够完全做到防范于未然。往往只能等到安全事故开始发生之后才开始向教职工发送警报信息。而且过分依赖于人工操作，效率不够高，不能够满足警报的实时性；(3)准确度不够：基于二维照片的人脸识别无法识别人脸的部分特征，检测的错误率较高，无法得到广泛的应用。

基于上述原因，综合运用计算机、人工智能、机械以及自动化控制技术，使得能够实现对危险环境的自动感知、自动决策和自动预警，提高校园的安防效率、能够实现无人值守和全自动化、能够在节省学校安防的人力资源并的同时提高效率，即研发一种基于三维人脸重建和智能识别的教室安防预警系统实为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维人脸重建和智能识别的教室安防预警系统及方法，能够克服上述传统校园安防技术存在的缺陷，本发明的方法和系统可行性高、准确度高、自动化程度高、灵活性高。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于三维人脸重建和智能识别的教室安防预警系统，包含：

画面采集系统，用于收集二维人脸图像；

人脸重建系统，与所述画面采集系统连接，接收所述画面采集系统发送的所述二维人脸图像并生成对应的三维人脸图像；

人脸识别系统，与所述人脸重建系统连接，接收所述人脸重建系统生成的所述三维人脸图像并进行识别得到当前三维人脸图像的嵌入信息，根据当前三维人脸图像的嵌入信息和数据库内预存的三维人脸图像的嵌入信息计算两个图像的余弦相似度，判断两类图像是否为同一人的人脸图像，若否，则人脸识别系统发出报警指令；

警报预警系统，与所述人脸识别系统连接，接收所述人脸识别系统发送的报警指令，并对应发送报警信息进行预警。

优选地，所述画面采集系统与一个或多个摄像头连接，接收所述摄像头采集的所述二维人脸图像；所述摄像头为高清摄像头和/红外摄像头。

优选地，所述画面采集系统的核心控制器由一台运行Ubuntu的上位机进行自组网，通过Wi-Fi建立本地局域网；其中，所述上位机连接各个摄像头，各个摄像头通过Wi-Fi上的协议栈进行组网，所述上位机将收集到的所述二维人脸图像发送给所述人脸重建系统。