人脸识别
      门禁管理方案
深圳市掌虹信息技术有限公司
人脸识别
    （工厂、企业、学校、园区） 
技 术 解 决 方 案
第一章 系统概述
当今世界处在科技和产业大变革的时代，每个时代中的变革都会有个主题，在这次巨变中人们越来越清晰的感受到，飞跃发展的人工智能技术才是助力企业和行业敲开未来之门背后的巨人。将人工智能技术结合各行各业不仅是技术研发人员与企业人士热烈追捧的新形发展模式，在中国的城镇化建设中，早在2012年国家便开展智慧城市项目工程建设，利用信息技术的智能化应用使中国各城市逐渐步入人工智能时代。智慧城市建设尤以地产领域的智能化改造为重，地产行业中的楼宇园区建筑是组成一个城市最重要的单元，有了它们便有了城市，使地产行业实现“AI+”，智慧城市才有了真正意义上的智慧因子。
第二章 设 计 原 则
 2.1 设计原则
本方案内部及外部人员出入管理是以使用者在人脸识别设备上的数据比对作为基础，以计算机为后台处理工具，全面实现对通道控制区内出入人员的自动化管理。同时根据使用者登记记录能够快速自动生成用户所需的按时间等多种排序条件可查看人脸记录和信息
（一）以人为本
“人”是主体，系统设计应紧紧围绕着人们的实际需求，以实用、简便、经济、安全的原则，同时照顾到不同人群的需要，满足用户特定使用门禁功能。
（二）实用性
门禁系统的功能应符合实际需要，不能华而不实，如果片面追求系统的超前性，势必造成投资过大，离实际需要偏离太远。因此，系统的实用性是首先应遵循的第一原则
（三）先进性
系统的设计和产品选用在投入使用时应具有一定的技术先进性，但不盲目追求尚不成熟的新技术或不实用的新功能，以充分保护用户的投资。
（四）可靠性
系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能。
（五）实施的可行性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，并考虑归口管理的要求，使设计的方案现实可行。
（六）标准化、开放性
标准化、开放性是信息技术发展的必然趋势，在可能的条件下，设计中采用的产品都尽可能是标准化、具备良好开放性的，并遵循国际上通行的通信协议。应用软件尽量采用已商品化的通用软件，以减少二次开发的工作量和利于日后的使用和维护。
（七）可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。
（八）数据安全
采取必要的措施保障内各智能化系统数据的安全。  
（九）易操作性
人脸识别智能化系统是面向各种管理层次使用的系统，系统及其功能的配置以能给用户提供舒、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学，而绝不能因“智能”而给用户带来不便，甚至烦恼。
（十）针对性
办公楼智能化系统的设置并非千篇一律的，而应根据企业的实际情况作出有针对性的设计。
2.2人脸识别技术优势
人脸识别技术，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。人脸识别系统集成了人工智能、机器识别、机器学习、视频图像处理等多种专业技术，该技术目前被广泛应用于公安系统、安保系统、银行系统等。
人脸识别技术拥有四大优势：
1) 非接触性：人脸验证的过程不需要和设备、终端接触，这与指纹、打卡方式完全不同。体验感强，设备应为不会被频繁触碰，稳定性高，故障率低。
2) 自然性：人类识别物体特征第一感知就是通过眼睛的感官传递回大脑，人脸识
别技术是利用计算机深度学习人类感官回传大脑的过程，所以人脸识别相较于其他的生物识别技术在使用和体验上更加的自然，且不需要其他物体特征，不会发生丢失、被复制等问题。
3) 识别速度快精度高：由于计算机技术的发展，在固定样本库对比下，人脸识别速度已经可以提升至0.3秒/人次，且不同角度、佩戴眼镜、化妆等改变面貌的行为也可以通过调整人脸识别算法来修正比对数据。
4) 人脸已经成为大数据时代重要数据源：通过大量区域内人脸识别、比对，利用大数据分析、挖掘等技术，可以完全掌握特定对象的行为轨迹或特定人群的活动范围，过程中不需要人工干预，完全交由云计算、大数据系统来处理。
技术的发展和成熟，使得人脸识别成为了人工智能时代最热门的技术门类和方向，推动各行各业应用人脸识别技术，用机器替代人工，极大程度改善和推动社会化行为中的效率和安全性。
2.3人脸识别技术流程
人脸识别流程


人脸识别是一个比较复杂的系统，由很多的人脸处理模块组成。包括人脸检测、关键点检测、人脸规整、特征提取、人脸识别比对五个大的步骤。其中人脸检测、关键点检测与人脸规整为人脸预处理流程，将一张图片中的人脸提取并处理成规范的人脸以便后期处理。特征提取为核心模块，是对人脸图片进行深层描述并提升识别效果的主要模块。而每个模块又由很多小的算法单元，每个模块每个单元算法必须都做到最好，组合起来的识别效果与精度才能够高。
人脸关键点检测
基于全局与局部算法的人脸关键点检测技术，能够在复杂环境下稳定地运行，包括不同光照变换、各种姿态、表情变化与部分遮挡的人脸，检测速度可达10ms每帧。
人脸规整
将人脸图片根据关键点进行平移、旋转、缩放等一系列手段，对齐到统一的标准人脸。同时结合场景的多变与光照的复杂性，采用立即福射度与光照图结合的方法处理场景中的多光源问题，将人脸处理到可以识别的最佳效果。 
特征提取
人类的神经系统在处理信息时是分级的，例如在看一张人脸照片时，首先会从像素中提取人脸的边缘特征，然后将边缘特征组合成部件特征，接下来将部件特征组合成能表达整张人脸的特征，最后基于人脸特征判人脸的属性（例如身份、性别、年龄、种族等）。掌虹为了将两张照片映射到同一特征空间中进行比较，采用深度神经网络区分人脸特征。由低层特征逐步抽象形成高层特征，从而使特征具有良好的表达能力，从而增强了特征的判别性。
比对识别
目前掌虹应用的是深度学习的算法，该算法能够通过大量的学习数据，将每个人的深层特征与差异有效的统一与放大，实现最优的分类效果。该技术对人脸属性（年龄、性别、表情、种族等）与人脸ID 的多种识别都具有很好的效果。
2.4人脸识别系统在地产行业中应用效果
● 加强安全保障，减少安保力量
● 管理应用简单，人脸批量入库，通过系统控制和管理功能，降低运维人员工作强度
● 访客来访需要验证身份，确保进入人员留有身份信息
● 实时准确统计各类事件信息
● 提高智能化、现代化水平
第三章 项目需求
3.1现状
1.当前现状
行政人员160，车间人员400左右，汽车生产厂家；
没有倒班，有加班，有代打卡问题；
目前使用1台中控局域网指纹考勤机、一台刷卡机；
车间人员刷卡，办公室人员指纹考勤；
没有考勤管理软件，已经有鼎捷HR系统、服务器；
已有消费机三台，按次计算；
日晒，台风考勤机不正常工作，考勤数据不稳定；
车辆进出口下班时段拥堵，领导意见比较大；
2.用户需求
解决厂门口（室外）员工人脸识别考勤，人脸识别设备要求防晒，防水，防反光；
厂门口外来人员管控，访客发临时卡，外来人员区分客户和非客户，非客户到保安室登记身份，发临时卡，刷卡入内，客户由接待人员提前和保安预约，由保安提前登记，准备VIP卡入内；
内部人员车牌在系统中登记和员工信息绑定，识别车牌（司机考勤），解决厂门口拥堵问题；
厂门口进出车牌识别，外来车辆人员进行身份和车牌登记，由保安授权入内；
办公大楼三层6个门禁，生产车间设门禁（预留，可扩展）；
三台消费机按次计算（预留，可扩展）；
出货区的门禁管控（预留，可扩展）；
和HR系统对接，员工信息，部门信息同步，考勤记录要给HR系统，HR系统根据这个计算考勤数据；
◆ 来访人员手工登记，无法准确查询
访客人员安全管理与内部人员管理是许多场合安全管理的重点之一，特别是地产安全。长期以来，众多单位仍然采用简单的手工访客登记，这种访客管理方式已适应不了信息化的需要；传统手工来访登记因采用手工输入，所以信息真实性不能保证；访客人员素质不一、登记字体潦草，从而使登记信息在需要时无法确认；纸质保存易丢失、易损坏、查找困难，信息难以较长时间保存，因此已经不适应现代工作方式，也满足不了安全需求。
◆ 人口信息采集困难、流动人口较大
     有大量的企业在本地落户，用工需求较大，外来务工人员较多，人员流动频繁，导致流动人员信息的变更没有及时备案录入，给流动人口的管理带来较大的管理难度，加上流动人口动向难以掌握，造成管理部门管控措施难以落实。
◆行业智能化完善度较低，监管困难
      现阶段各地产的智能化程度不尽相同，大部分还停留在仅在主要出入口部署监控设备，无法对人员和车辆进行有效的管理和控制，同时，也给公安机关的日常排查带来了极大的困难。当前行业智能化欠缺，缺乏安全、高效、方便、舒适的智能化服务。
3.2应用解决方案说明
解决思路:
     在厂门口装一台加保护罩的防晒防水防光的人脸识别考勤机.连接访客终端,保安处安装一台身份证阅读器.非客户刷身份证或临时感应卡进入.VIP客户可提前提交相片或身份证信息到系统.直接人脸识别通过进入.车辆号码提前录入系统.司机进出通过车牌号码识别考勤.外来车辆通过身份证阅读器登记后人工授权入内.办公大楼安装6台人脸识别机.
3.2.1 解决方案的构成
深圳掌虹行业解决方案的核心技术是基于深度学习方法的计算机视觉算法，结合不同应用场景使用的硬件设备（图像获取单元、中央算法识别服务器）和软件功能（标准软件功能、云端管理服务）来满足不同企业用户的个性化需求。
在整个应用的管理平台中包含人脸门禁子系统、人脸访客管理子系统、动态人脸识别子系统（黑名单管理、白名单管理、陌生人管理）及考勤管理子系统四个子系统。
系统架构

四大子系统：

3.2.2 方案拓扑图

整套方案系统分别由人脸识别设备、人证访客机、人脸抓拍摄像机、人脸比对分析仪、人证系统管理平台和网络共同组成
大门人员通道人脸识别机：立柜式或者壁挂式人脸识别后发指令给锁或者电动门执行机构，控制人员进出 (可选)
办公大楼人脸识别设备：人脸识别出入控制单元（包含立柜式人脸识别设备、壁挂式人脸识别设备），该设备通过网线与服务器通讯，可直接控制门开关。
人证访客机：来访登记设备，可以验证来访人员所持身份证是否是本人
人证系统管理平台：管理平台主要实现人脸设备、人证访客机的集中管理。平台可实现对图像的预览、各种信息的查看等操作。管理平台包括B/S和C/S两种架构平台。
电源：提供系统运作电源的执行结构的电源供应。可以采取就近取电原则
网络：使用大厦内部局域网络来管理和控制管理系统
3.2.3 方案流程图

四章 各系统介绍
4.1 人脸门禁子系统
4.1.1门禁系统概述
本案设计中，针对出入口门禁人员权限的管理需求，所有进出人员通道控制区域的人员均需人脸识别认证后方可通行，系统可以有效防止未授权人员随意进入受控区域，解决传统刷卡方式中一卡多刷、人卡不一的弊病

4.1.2门禁系统组成

人脸识别门禁设备根据使用场景和方式的不同包含了不用的硬件设备形态，如大门出入口可以分车辆和行人通道,使用的人脸识别闸机(选配)、立柜式人脸识别机或者壁挂式的人脸识别机,办公楼车间门口使用的壁挂式人脸设备。配件组成有门,电锁,人脸识别机,软件
4.1.3系统功能
4.1.3.1 人脸白名单
系统集中统一对人员信息进行管理，包含人脸识别所必须的人脸照片，以及相关人员姓名、部门、职位等信息。系统可对每名人员进行分级别、分区域、分时段管理可进出授权的活动区域。
4.1.3.2 人脸黑名单br /> 录入到黑名单中的人员，在通过人脸识别区域时禁止进入，并在后端管理平台中产生报警记录
4.1.3.3 身份证白名单
在某些重要场所或区域，需要实现刷身份证+人脸比对通过时，可以设定身份证白名单人员。只有在白名单中的人员才能刷身份证，未在白名单中人员刷身份证无效。
4.1.3.4 身份证黑名单
通过设置身份证黑名单，外来人员在刷身份证+人脸进行比对时，系统提示“禁止通行”，并在后端管理系统中产生报警记录。
4.1.3.5 设备管理br /> 系统能够实时监控前端人脸识别门禁系统各级设备的通信状态、运行情况，可以对不同设备根据日期、时间设置不同开关策略
4.1.3.6 记录查询
系统可以实时显示、记录所有人员的通行记录，可在管理平台中对每条通行记录中人员信息（姓名、照片等）、时间等信息进行查看。管理平台可储存所有的进出记录、状态记录，可按不同的查询条件查询。
4.1.3.7权限管理br /> 系统可针对不同的受控人员，设置不同的区域活动权限，将人员的活动范围限制在与权限相对应的区域内；对人员出入情况进行实时记录管理。实现对指定区域分级、分时段的通行权限管理，限制外来人员随意进入受控区域。
4.1.3.8 认证方式多样化
系统充分考虑安全性及其他因素，除了可以刷脸进出以外，还可以实现卡、指纹、身份证+人脸等多重方式认证
4.1.4 功能优势
> 4.1.4.1 网络布署简易
人脸识别门禁设备通过TCP/IP方式部署，从而实现远程联网控制管理，通过管理平台进行管理。
4.1.4.2 识别方式多样
在人脸识别的基础上，可以结合刷卡、刷身份证、远程开门等多种验证方式，来提高通行安全性。
4.1.4.3 动态识别非配合(选配)
基于视频流的动态识别，人员识别过程不需要使用者主动配合，只需要到达视频流区域，就能快速精准实现人脸识别，用户接受程度高。
4.1.4.4 安全性高
人脸信息作为人员自身携带唯一性的标志，杜绝了一卡多刷、丢卡、复制卡等问题，真正做到通行人员身份与通行授权合一，实现通行信息的精确记录。
4.1.4.5 集成性高
系统提供二次开发接口，具有很好的开放性，可与更多系统集成。
第五章 管理平台介绍
5.1人证核验管理系统平台
5.1.1系统概述
人证核验管理系统，主要是显示和管理各个终端系统上报的人员信息，其主要功能包括白名单管理，访客管理，外来人员管理，车牌管理，考勤管理等。可以查询白名单比对信息，人证比对信息，访客比对信息、黑名单比对信息等的上报记录，可统计所有人员进出报表。
5.1.2系统功能

登录界面


系统主界面

◆ 设备管理
设备管理主要是对前端所有人脸设备进行集中管理，其中包括闸机式人脸识别设备、壁挂式人脸识别设备和访客机。

◆ 白名单信息管理
白名单信息管理，主要进行白名单的录入和授权，可对白名单人员进行添加、修改、删除等操作，系统会对注册的照片自动判断照片中的人脸信息是否符合要求，对注册照片不符合要求或不清晰的，系统会出现提示

白名单登记界面
◆ 外来人员管理
外来人员管理中包含外来人员身份证黑名单，人脸黑名单，记录查询，进出统计等功能，只要在外来人员管理中录入了身份证信息和人脸照片的人员，均不能识别通过。

◆ 数据查询
记录管理，主要进行整个系统人脸识别记录进行查询和管理，数据查询可通过设置时间查询时间段记录，双击记录还可以查看到当时识别通过的人脸信息及画面。记录可以通过名单分类，上传结果，识别来源等方式查询。


第六章产品介绍
壁挂式人脸识别机

壁挂式人证身份核验终端基于对行业的深刻积累，结合最先进的深度学习人脸识别算法，研发的一款性能卓越，且支持全天候、多角度、多场景秒级 “人证合一”实名验证的产品。产品采用一体化集成设计，内置高清宽动态人像识别摄像头、识别主机、身份证阅读器、门禁控制主板，可根据不同的应用场景和用户实际需求，可提供人证比对、白名单比对等多种应用方式。
适用场景：产品主要服务于安检卡口、工厂、楼宇社区、智慧园区、网吧、学校、机关单位、公租房、出租屋等……
主要功能特性
优秀的人脸识别算法
基于深度学习人脸识别算法，设备拥有超过99%的识别率
人证实时比对核查
设备自动采集身份证信息，实时人脸照片即可自动快速完成比对识别
识白名单，刷脸通行
白名单人员自动识别刷脸通行，用户体验度好
支持指定公安平台对接
系统支持自动上传指定平台如新疆一体化作战平台等，同时接口完善，支持各类系统对接
LED自动唤醒，全天侯应用无忧
设备内置专业正白光LED人脸光源，支持自动红外人体感应，有效保证脸部光线均匀及光线规范统一
人脸自学习功能，越用越灵敏
您的每次识别，都将记录在人脸自学习算法系统中。每次识别都会记录、标记本次成功识别的人脸特征，使设备越用越灵敏，识别速度越来越快。不受年龄、外形等变化的影响，轻松快速识别。
T+伴侣防护罩选配，室外应用无忧
选用出口型加厚铝合金材质精心打造而成，注重制造过程的每一道细微工序，T+伴侣防护罩具有防水、遮阳作用，有效保护人脸识别门禁系列设备，在户外应用效果更佳。
产品配置参数

基本配置
操作系统	Windows 7
硬件平台	CPU 第六代， DDR4,2GB，SSD,32G
摄像头	前置，200 万像素，宽动态，两组白色 LED 补光灯
显示	8 寸高清显示大屏
声音	内置双立体声扬声器
人体感应	内置自动红外人体感应装置
门禁	继电器信号输出
散热风扇	内置散热循环系统
证件读取	支持符合GA/T 450-2003 标准的二代身份证阅读器,自动通过公安部授权解密模块
现场人像拍照	身份核验终端配备高清摄像头，可对现场人员进行拍照，保存
人证比对	支持身份证照片与人员照片进行比对验证，来判断该身份证是否属于该人员
人脸识别	支持白名单比对，1：5000/1：10000 人

信息上传		支持验证信息及照片实时上传，支持指定公安平台上传
语音播报		支持
人脸自学习		支持单人多图像自动修复录入
基本参数
人脸验证准确率		≥99％
捕捉人像尺寸		瞳孔间距≥30 像素
比对时间		≤1 秒/人
识别角度		左右 35 度上下 30 度
识别建议身高		140cm-190cm
识别距离		0.6-1.5 米
网络		RJ45 以太网 10/100Mbps 自适应
一般规范
电源	DC：12V，3A，标配 220V 转 12V 适配器
设备功耗	36W
环境温度	-20℃ ~ 55℃
防护等级	IP55
工作湿度	10%~95％
设备尺寸	H356MM*W160MM*D38MM