第1章       概述

1.1     背景

学校是学生学习生活的重要场所，学校校园安全对学生的健康发展至关重要，当前校园生活中，家长们都会担心孩子的安全问题。一般而言，学生家长在上学和放学时间段，并不是直接将孩子送入校园内，而是可能把孩子送到在距离校园较远的地方，或者孩子自己坐公交或者徒步去学校。这样子孩子很有可能在上学途中发生意外。很多家长在会担心孩子在上学时段是否安全到达学校，在放学时段是否已经离开学校，由于目前家长无法得知学生是否入校或离校，对学生在校期间安全问题，未免会担忧，同时也给家长带来了不必要的麻烦。

随着对校园环境安全的重视，部分学校开始借助先进的技术设备来改善现有的安全管理体系。一些学校率先采用人脸识别系统作为教学管理辅助，能够详细记录学生入校离校时间，并及时通知家长，不仅能加强教学管理工作，更能让家长放心学生在校期间的安全问题。

1.2     需求分析

学生的首要任务是学习，在学习期间的人生安全是不容忽视的，如今社会的快速发展，对学生有危害的各种安全隐患也随之而来，如果学校不加强管理，这种伤害很有可能会直接蔓延到防备较弱的学生群体之中。人脸识别系统的运用，大力解决学生管理的漏洞，详细记录学生出入校时间，防止学生上学期间未到校，或提前离校等现象，及时通知家长，保障学生人身安全。

第2章       系统设计原则

Ø   经济性

充分利用现有传输线路，通过合理的结构，尽可能减少新增投资;避免盲目追求最新技术，同时又要防止系统处理能力不够;整个系统易用、实用、易于维护。

Ø   可靠性

采用可靠的软硬件产品是保证系统可靠性的关键。系统应最大限度集成稳定且优秀的技术及组件，采用成熟技术以降低系统的不稳定性; 系统应该支持基于集群技术的负载均衡功能，保证系统核心应用有足够的备份容错，提高系统的可靠稳定性。

Ø   开放性

技术方案和软件具有良好的互联、互操作能力及升级能力，遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准，遵循开放的原则。便于被更高层次的管理软件集成。

Ø   先进性

系统技术水平保证先进性，符合当今计算机科学的发展潮流。系统软件平台、硬件平台技术代表当今计算机技术发展的方向，并经实践证明其有很强的实用性;开发单位有能力进行该项产品的持续性开发，可以保证该项技术不断地更新并顺利升级而维持系统的先进性。

Ø   可扩展性

系统结构易于扩充，以适应今后可能出现的较大任务负载。硬件平台具有可升级性，当需要时可以通过设备扩展以提高系统的处理能力，从而保护原有投资。系统软件应具有可扩充性。采用面向对象的结构设计，具有很强的灵活性、可操作性和可扩展性。完全模块化的软件架构使得在今后业务发生变化时，模块的增加和对模块的修改不应对其他模块产生影响。

Ø   易用性

采用易熟悉的易于维护的系统平台。可操作性及界面友好，充分考虑使用人员的特点，使数据处理工作简单、方便、快捷。业务流程清晰，符合常规业务处理习惯。基于网络架构，可以远程配置管理，实施方便、维护方便。而系统软件采用统一风格的软件界面，操作方便,采用中文图形界面。

Ø   全面性

系统能够派出所提出的各项功能，符合需求中提出的所有基本要求，同时系统具备良好的兼容性和可扩展性。

第3章 解决方案

3.1 人脸识别技术简介

人脸识别是人体生物认证技术的一种，人脸识别技术相对于其他生物识别技术，具有生物特征唯一性、可测量性、可识别性、终身不变性等特点。人脸识别利用可见光获取人脸图像信息，而不同于指纹识别或者虹膜识别，需要利用电子压力传感器采集指纹，或者利用红外线采集虹膜图像，这些特殊的采集方式很容易被人察觉，从而更有可能被伪装欺骗。

人脸识别系统响应速度迅速，从比对到判定在1秒以内。是人工比对确认的数十倍。同时采用人像跟踪技术，减少同一人的照片存储数量，降低数据冗余与硬件设备的投资。较其他识别技术，人脸识别技术具有本质的区别：

Ø   自然性：适合视觉“以貌识人”的自然习惯；

Ø   隐蔽性：不被察觉对于一种识别方法也很重要，这会使该识别方法不令人反感，并且因为不容易引起人的注意而不容易被欺骗；

Ø   非接触性：用户不需要和设备直接接触就能获取人脸图像；

Ø   非强制性：用户不需要专门配合人脸采集设备，几乎可以在无意识的状态下就可获取人脸图像，这样的取样方式没有“强制性”；

Ø   并发性：在实际应用场景下可以进行多个人脸的分拣、判断及识别。

一个典型的人脸识别系统主要包括训练过程和识别过程。训练过程主要完成将已知人脸进行定位、特征提取与选择、以及分类器的设计；识别过程则完成将未知图片进行处理，并最终识别出身份的分类和决策。其工作流程如图所示：

3.2     方案设计

3.2.1系统结构

根据现场勘察情况，学校分两个门正门之大门宽6米、侧门宽2.6米，后门之大门宽6米、侧门宽1.5米，另有校内有5个楼梯通道。以下为现在图片：

根据上述情况，

1、在正门侧门设计一个2.6宽的学生进出校通道，架设进出各两路相机及一台NPU人脸识别服务器，以及一台55寸的电视屏；

2、在后门部署进校四路相机及出校左右各两路相机，以及一台NPU人脸识别服务器；

3、在5个楼梯通道分别各部署一台带4G通讯的人脸识别平板。

现场部署效果图如下：

1、正门进出校：

2、后门进出校入校：

3、楼梯通道口：

系统总体架构如下：

3.2.2系统流程

在系统管理端对学校学生的人像库管理，人脸识别设备管理等，下发学生图像库名单至人脸识别主机，前端摄像机抓拍通行学生人脸图像，与该人脸识别主机内的学生人像库进行比对，判定该人员是否是校内的学生，并记录通行时间，是进是出等；所有抓拍识别记录上传至管理端，并推送至校园管理系统；

具体工作流程如下：

（1）在管理端，将所有学生的人脸图像信息导入到系统中，建立学生人脸库，并将人员库内的人员模板下发到人脸识别主机上；

（2）人脸识别主机将通道摄像机抓拍的人脸图像与数据库内学生人脸库照片进行比对；

（3）比对一致，记录通行时间、现场照片、出入方向等信息，并将信息推送至校园管理系统；

（4）比对不一致，判定该人员非校内学生，保存记录。

系统比对流程图如下：

（如需查看完整校园人脸识别解决方案请拨打电话0755-82266116）