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嵌入式人脸识别门禁系统

发布时间:2018-12-01 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    嵌入式人脸识别门禁系统作者:未知   近年来由于嵌入式的开发环境不时完善,而且嵌入式的核心处理能力不时提升,为人脸识别门禁系统从起初的电脑联机使用,慢慢步入嵌入式独立操作创造了理想的环境。
  当我们细想这个问题的时候,会发现其实它包含了门禁系统为什么要选取人脸识别的方式和人脸识别系统为什么要选取嵌入式的方式两个疑问。
  
  一、门禁系统为什么要选取人脸识别
  
  当管理人员需要选取到生物识别技能来进行门禁管理,表示其对于门禁管理的正确度要求很高,对于门禁考勤管理者来说,门禁系统需要可直接、直观的记录下使用者的个人信息置为重要。右表是各种生物识别技能的对照:
  根据右表分析人脸识别具有较低的误判率,使用十分方便,而且其比对结果使用照片形式储存是各种生物识别中最直观的一种。
  
  二、人脸识别系统为什么要选取嵌入式的方式
  
  早期的人脸识别门禁系统大多选取PC式的结构,其前端设备不过一个普通摄像机及补光设备,再将捕捉到的画面通过同轴电缆回传到PC端,而PC端则负责人脸比对,这种做法的好处是人脸比对非常快捷,且因为其所有人脸信息及比对结果储存于PC端,没有储存量的限制,其后有些厂商起初把图片显示、RFID读卡器及密码键盘聚集到前端设备中,但这种结构布线十分复杂,每一人脸比对前端设备和后端PC必须有多条线路相连,给安装工程带来较大的局限性。
  另一方面由于选取了PC作为门禁的核心部件,其稳定性受到使用者的质疑,用户长期会提出的问题是如果PC端出现死机或PC的硬盘坏了,门禁系统将如何解决。
  因此人脸识别厂商开发嵌入式的人脸识别系统来解决PC式人脸系统带来的种种问题。如今的嵌入式人脸识别系统多选取以太网来传递信息,后台Pc不过管理部件,不需长期开机,且管理主机和嵌入式前端只用一条网线相连,大大降低了其工程施工的难度,因此也降低了施工的周期。
  再者,选取嵌入式门禁,无须配套独立电脑设备,从而降低了系统的整体架设成本,由于大多数的嵌入式系统功能十分单一,结构相对大略,便于长期无间断事务,并维护较简易,能降低维护费用。
  
  
  三、嵌入式人脸识别门禁系统解决方案
  
  嵌入式门禁系统主要选取ARM、DSP、ARM+DSP的三种解决方案。
  
  1、人脸识别门禁ARM解决方案
  ARM解决方案中,ARM核心多数选取Linux操作系统,其主要的优势在于软件开发十分快捷,开放式的Linux操作系统为各种外置硬件提供对照全面的支持,Linux开发工具非常齐全,方便了人脸识别核心算法的移植事务。在ARM的解决方案中有两种方式,一种方法是ARM只截取人脸图片,然后发到系统后台PC进行人脸比对事务,这样的好处是不需选取过高处理能力的ARM中央处理器,以降低成本,PC后台与前端设备惟有一条RJ45网线相连,PC端无须安装视频采集卡,由于不选取视频采集卡的方式,可大大提高PC端的反复使用率。从从前每台PC只可联接四台前端设备改为如今可接受不多于256台前端设备同时操作,大大提高了其效能。第二种方法,ARM直接处理人脸信息,并在同一系统中实现人脸的比对,好处便是不需任何其他电脑相连,节约后端设备之加入,并可单独操作使用。但由于ARM在处理人脸比对时对其功能要求相对较高,使其成本上升,而且硬件开发难度较大,所以此种方式甚少被选取。
  
  2、人脸识别门禁DSP解决方案
  在DsP解决方案中,主力算法交由DSP处理,其主要的优点在于,DSP可同时并发处理,大大提高其处理能力,早期的嵌入式人脸识别主要采取这种方式,其常常使用的芯片为TI公司的DM642,使用此方法来处理人脸信息及比对,但由于DSP编程相对复杂,开发周期对照长,对门禁的复杂准则设定难以适应,所以主力厂商在使用DSP的同时会投入另一颗ARM芯片以作辅助,采取上述方法会提高产品之成本。
  
  3、ARM+DSP解决方案
  由于DSP技能的不时前进与发展,新一代的DSP芯片都会集成ARM芯片于其中,在不丧失DSP超强处理能力的同时,投入ARM9之编程灵活之优势,由于ARM及DSP于同一颗芯片内,使外围硬件结构相对大略,并可大大减低其开发及硬件成本,其代表芯片为TDV6446。
  
  四、人脸识别系统对光源的要求
  
  在人脸识别系统中,光线是影响识别率之重要因素,现多选取门禁系统中为单纯之光源,如红外线、紫外线,而摒弃可见光,由于在室内环境,单纯光源相对于其他光源来讲,其含量较低,如选取红外或紫外辅助光源,光线之稳定对照容易实现,相对降低人脸识别难度,增加识别之精准率。
  
  五、飞瑞斯人脸识别系统的优势
  
  1、选取特殊光源技能以达致平均之光源分布
  飞瑞斯人脸识别系统选取特殊光源配置方式,比选取多颗红外线LED,光线分布更为平均,见下图:
  由于红外LED放置摄像机镜头之外围,而每一颗LED所散发出光照角度为60度或90度,以致在摄像机之正前端光亮度为多颗LED光亮度之总和,而稍为偏离光亮度锐减,使光线无法平均分配,照射至人脸而产生之图片会显现出中间部位曝光过度,但两颊光照不足,使识别率降落。选取飞瑞斯光源平均分配技能,可将光源由点光源转化为面光源,使面颊之部位光源分配较为平均,大大提高其识别能力及正确性。由于飞瑞斯之光源并非红外LED,所以当外部光线较强时,无须增加过多之LED作为辅助,大大削减其硬件设计复杂程度。
  
  2、选取新一代ARM及DSP解决方案
  由于选取新一代的ARM及DSP技能,使用超低电压,大大降低其发热量,提升系统之稳定性,比上一代DSP系统更符合长期无间断操作使用,与此同时,其效能得以提升,使识别速度由之前每秒5帧增加至每秒15帧,大大提高识别速度。
  
  3、单一摄像机实现单光源及彩色照片同时采集
  飞瑞斯选取特殊摄像机及滤光镜片,可在识别时选取单光源,以增加识别正确度,由于单光源所采集人脸照片多为黑白照片,使日后查询时不够直观,所以某些厂商是选取配置两个摄像机的方式,采集多一张彩色照片存档,使查询更为直观。选取单一摄像机便能够分辨采集黑白和彩色照片存档备份。
  
  4、CF card辅助存储
  早前之嵌入式人脸门禁系统多选取内建之FLASH作为存储设备,容量有限,所以大多单机版嵌入式人脸识别门禁系统能存储100个人脸信息及5000条打卡记录,超出此数者需选取PC辅助存储,另一方面,如嵌入式人脸系统有任何损坏,所有录入人脸信息和打卡记录将全部丢失。飞瑞斯嵌入式人脸门禁系统选取CF cara,最大可支持容量为16G,也便是说,能够存储5000个人脸信息及100000条以上打卡记录。当硬件系统出现故障时,只需拆除CF cara,装入新的人脸识别终端中,即可取出所有人脸信息及打卡记录,不致丢失。
  
  5、超低温恶劣环境使用
  飞瑞斯嵌入式人脸识别门禁系统内建预热设施,解决摄像头在低温下无法操作的问题,其使用温度可为零下30度,符合北方冬天寒冷气候,由于内建预热设施在潮湿环境中可将摄像机镜头烘干,削减水所对呈像影响,符合南方春季潮湿环境使用。
  
  6、模板自动学习功能
  飞瑞斯人脸识别算法含有独特之自动学习功能,可在每次成功后,自动更新人脸模板库,以解决由于年龄及环境变化而产生之人脸模板差异,能同时加快识别速度,提高识别之正确度。
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