CN109614916B - 基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统 - Google Patents

基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，包括中央处理器、旅客抓拍模块、人脸采集模块、数据录入模块、传输模块、数据输入模块、数据读取模块、记忆存储模块、清除模块、人像比较模块、安全监测模块、预警模块、报警信号发送模块、目标锁定模块和实时跟踪模块。本发明能够在人员密集的车站实施检测旅客状况，发生意外时进行报警并采取相应措施；并能够识别逃犯，提高破案率。

Description

基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统
技术领域
本发明属于车站实时监测相关技术领域，特别是涉及一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统。
背景技术
随着经济和社会的发展，人员流动越来越大。火车站、汽车站都已经成为人员密集流动的重点场所。为了维护人群的治安，保证意外发生时能够第一时间进行处理，车站安排了大量的人力来回进行巡视。
虽然采用人力进行巡视的方式能够在一定程度上维护治安并处理意外情况，但是这会增加巡视人员的体力支出，并加大了车站的人工成本；另一方面，在处理意外时，如果需要联系救护车等医疗资源，人工处理往往较慢，会耽搁一定的周期。而且，如果需要巡视人员注意逃犯的情况，往往需要记忆大量的信息，而人工以及往往容易记漏或者记错，导致对逃犯的识别率极为低下。
人脸识别技术是基于人的脸部特征，对输入的人脸图像或者视频流，首先判断其是否存在人脸，如果存在人脸，则进一步的给出每个脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息。并依据这些信息，进一步提取每个人脸中所蕴涵的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比，从而识别每个人脸的身份。
因此，提出一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，解决了上述背景技术中现有的车站在采用人工巡视时会增加巡视人员的体力支出，并加大了车站的人工成本；在处理意外时，如果需要联系救护车等医疗资源，人工处理往往较慢，会耽搁一定的周期；识别逃犯时，容易记漏或者记错，导致对逃犯的识别率极为低下等的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，包括中央处理器、旅客抓拍模块、人脸采集模块、数据录入模块、传输模块、数据输入模块、数据读取模块、存储模块、清除模块、人像比较模块、安全监测模块、预警模块、报警信号发送模块、目标锁定模块和实时跟踪模块，所述旅客抓拍模块连接人脸采集模块，所述人脸采集模块连接数据录入模块，所述传输模块连接数据输入模块，所述数据输入模块连接数据读取模块，所述数据录入模块和数据读取模块均连接中央处理器，所述中央处理器的输出端分别连接记忆存储模块和人像比较模块，所述记忆存储模块连接人像比较模块，所述人像比较模块连接安全监测模块，所述安全监测模块分别连接清除模块和预警模块，所述预警模块分别连接报警信号发送模块和目标锁定模块，所述目标锁定模块连接实时跟踪模块。
可选的，所述清除模块连接记忆存储模块；所述报警信号发送模块和实时跟踪模块连接有控制终端。
可选的，所述传输模块由蓝牙传输模块、USB传输模块、WIFI传输模块和SD卡传输模块组成。
可选的，所述数据输入模块包括备忘信息输入模块和人脸图像信息输入模块。
可选的，所述人像比较模块由人脸外轮廓识别模块和人脸五官识别模块组成。
可选的，所述人脸五官识别模块包括耳朵匹配检测模块、眉毛匹配检测模块、眼睛匹配检测模块、鼻子匹配检测模块和唇部匹配检测模块。
可选的，所述旅客抓拍模块设定为每间隔时间T抓拍一次，所述旅客抓拍模块外接有高清摄像头。
可选的，所述的车站旅客状态实时监测预警计算机系统还包括客流量统计装置，并与中央处理器连接，所述客流量统计装置设置在车站的大厅门口，用于统计来往的客流量数据N，N的单位为人次/秒。
可选的，所述的客流量统计装置为客流量技术器。
可选的，当所述的客流量数据N大于预设的阈值n时，所述的间隔时间T1为0.1-0.4秒；当所述的客流量数据N小于或者等于预设的阈值n时，所述的间隔时间T2为0.6-0.9秒。所述的阈值n为8-14人次/秒。
可选的，为了更好地监测旅客状态，所述的阈值n和间隔时间T满足以下关系：
T1/T2＝J·α·n1/2；
其中，J为平衡因子，取值范围为0.2-0.4；α为客流量调配系数，当为法定节假日时，α为0.2-0.8；当周末时，α为0.8-2.4；当为其他时间是，α为2.4-5.2。
可选的，所述中央处理器为AMD Ryzen Threadripper 2990WX处理器。
可选的，所述的存储模块包括固态硬盘或者机械硬盘。
可选的，为了更好地实现实时监测的目的，本发明还公开了一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警方法，其包括以下步骤：
步骤一：存储通缉人员信息：将全国通缉的犯罪人员人像信息和犯罪记录信息通过传输模块输入到记忆存储模块内，传输方式可采用蓝牙传输、USB传输、WIFI传输和SD卡传输其中的一种；
步骤二：捕获信息：旅客抓拍模块控制高清摄像头对车站旅客状态进行每2秒一次的抓拍，抓拍工作时间为24小时，然后将捕获的人像信息通过数据录入模块传输给中央处理器；
步骤三：人像监测：人像比较模块可以将捕获抓拍的车站旅客人像信息和存储的通缉人员人像信息进行比较，通过采用人脸识别技术，从脸部外轮廓、耳朵、眉毛、眼睛、鼻子和唇部进行数据信息匹配检测，安全监测模块判断出是否符合通缉人员信息；
步骤四：判断结果：当安全监测模块经过人脸识别技术判断出旅客人员信息不符合通缉人员信息，则通过清除模块对该旅客信息进行清除，当当安全监测模块经过人脸识别技术判断出旅客人员信息符合通缉人员信息，则进行预警报告；
步骤五：预警处理：通过报警信号发送模块将预警信号传输给车站服务控制终端，同时通过目标锁定模块对该通缉的旅客进行实时跟踪，直到车站工作人员联合公安部门将通缉旅客抓获，然后安全监测模块通过清除模块将该通缉旅客信息清除，同时清除模块对记忆存储模块内该通缉人员的备录信息进行清除。
可选的，所述清除模块对不匹配的车站旅客人像信息进行快速清除。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，具备以下有益效果和优点：
(1)本发明的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，通过设置清除模块，避免了无效旅客信息占用计算机系统的存储容量，使得系统运行简洁流畅，提高了使用率，通过设置预警模块、报警信号发送模块、目标锁定模块和实时跟踪模块，提高了系统的实用性和可靠性，反应快速，预警及时，避免了目标的丢失。
(2)本发明的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，通过设置人脸外轮廓识别模块和人脸五官识别模块，提高了准确度，大大提高了系统的功能性，监测效果好，采用人脸识别技术可以快速分析匹配车站旅客信息和通缉人员信息，进一步完善了执法模式，可以提供一个安全的车站环境。
(3)本发明的的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，通过设置客流量统计装置，针对不同的客流量来确定旅客抓拍模块设定为每间隔时间，以更好地实时监测车站的旅客状况。
(4)本发明的的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，通过设置客流量数据的阈值n，在不同的情况下，采取不同的监测策略。
(5)本发明的的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，通过设置所述的阈值n和间隔时间T之间的关系，以进一步优化实时监测模式。
附图说明
图1为本发明的的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统车站监测系统框图；
图2为本本发明的的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统传输模块框图；
图3为本本发明的的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统数据输入模块框图；
图4为本本发明的的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统人像比较模块框图；
图5为本本发明的的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统人脸五官识别模块框图。
图中：中央处理器1、旅客抓拍模块2、人脸采集模块3、数据录入模块4、传输模块5、数据输入模块6、数据读取模块7、记忆存储模块8、清除模块9、人像比较模块10、安全监测模块11、预警模块12、报警信号发送模块13、目标锁定模块14、实时跟踪模块15、控制终端16、蓝牙传输模块17、USB传输模块18、WIFI传输模块19、SD卡传输模块20、备忘信息输入模块21、人脸图像信息输入模块22、耳朵匹配检测模块23、眉毛匹配检测模块24、眼睛匹配检测模块25、鼻子匹配检测模块26、唇部匹配检测模块27、人脸外轮廓识别模块28、人脸五官识别模块29。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
根据如图1-5所示，一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，包括中央处理器1、旅客抓拍模块2、人脸采集模块3、数据录入模块4、传输模块5、数据输入模块6、数据读取模块7、记忆存储模块8、清除模块9、人像比较模块10、安全监测模块11、预警模块12、报警信号发送模块13、目标锁定模块14和实时跟踪模块15，旅客抓拍模块2的输出端电连接人脸采集模块3的输入端，人脸采集模块3的输出端电连接数据录入模块4的输入端，传输模块5的输出端电连接数据输入模块6的输入端，数据输入模块6的输出端电连接数据读取模块7的输入端，数据录入模块4和数据读取模块7的输出端均电连接中央处理器1的输入端，中央处理器1的输出端分别电连接记忆存储模块8和人像比较模块10的输入端，记忆存储模块8的输出端电连接人像比较模块10的输入端，人像比较模块10的输出端电连接安全监测模块11的输入端，安全监测模块11的输出端分别电连接清除模块9和预警模块12的输入端，预警模块12的输出端分别电连接报警信号发送模块13和目标锁定模块14的输入端，目标锁定模块14的输出端电连接实时跟踪模块15的输入端。
清除模块9的输出端电连接记忆存储模块8的输入端，通过设置清除模块9，避免了无效旅客信息占用计算机系统的存储容量，使得系统运行简洁流畅，提高了使用率；报警信号发送模块13和实时跟踪模块15的输出端均电连接有控制终端16，通过设置预警模块12、报警信号发送模块13、目标锁定模块14和实时跟踪模块15，提高了系统的实用性和可靠性，反应快速，预警及时，避免了目标的丢失。
传输模块5由蓝牙传输模块17、USB传输模块18、WIFI传输模块19和SD卡传输模块20组成。
数据输入模块6包括备忘信息输入模块21和人脸图像信息输入模块22。
作为本发明的一种可选技术方案：人像比较模块10由人脸外轮廓识别模块28和人脸五官识别模块29组成。
人脸五官识别模块29包括耳朵匹配检测模块23、眉毛匹配检测模块24、眼睛匹配检测模块25、鼻子匹配检测模块26和唇部匹配检测模块27，通过设置人脸外轮廓识别模块28和人脸五官识别模块29，提高了准确度，大大提高了系统的功能性，监测效果好，采用人脸识别技术可以快速分析匹配车站旅客信息和通缉人员信息，进一步完善了执法模式，可以提供一个安全的车站环境。
旅客抓拍模块2设定为每间隔2秒抓拍一次，旅客抓拍模块2外接有高清摄像头。
中央处理器1为AMD Ryzen Threadripper 2990WX处理器。
一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统的方法，包括以下步骤：
步骤一：存储通缉人员信息：将全国通缉的犯罪人员人像信息和犯罪记录信息通过传输模块5输入到记忆存储模块8内，传输方式可采用蓝牙传输、USB传输、WIFI传输和SD卡传输其中的一种；
步骤二：捕获信息：旅客抓拍模块2控制高清摄像头对车站旅客状态进行每2秒一次的抓拍，抓拍工作时间为24小时，然后将捕获的人像信息通过数据录入模块4传输给中央处理器1；
步骤三：人像监测：人像比较模块10可以将捕获抓拍的车站旅客人像信息和存储的通缉人员人像信息进行比较，通过采用人脸识别技术，从脸部外轮廓、耳朵、眉毛、眼睛、鼻子和唇部进行数据信息匹配检测，安全监测模块11判断出是否符合通缉人员信息；
步骤四：判断结果：当安全监测模块11经过人脸识别技术判断出旅客人员信息不符合通缉人员信息，则通过清除模块9对该旅客信息进行清除，当当安全监测模块11经过人脸识别技术判断出旅客人员信息符合通缉人员信息，则进行预警报告；
步骤五：预警处理：通过报警信号发送模块13将预警信号传输给车站服务控制终端16，同时通过目标锁定模块14对该通缉的旅客进行实时跟踪，直到车站工作人员联合公安部门将通缉旅客抓获，然后安全监测模块11通过清除模块9将该通缉旅客信息清除，同时清除模块9对记忆存储模块8内该通缉人员的备录信息进行清除。
清除模块9对不匹配的车站旅客人像信息进行快速清除。
实施例2
一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，包括中央处理器1、旅客抓拍模块2、人脸采集模块3、数据录入模块4、传输模块5、数据输入模块6、数据读取模块7、记忆存储模块8、清除模块9、人像比较模块10、安全监测模块11、预警模块12、报警信号发送模块13、目标锁定模块14和实时跟踪模块15，旅客抓拍模块2的输出端电连接人脸采集模块3的输入端，人脸采集模块3的输出端电连接数据录入模块4的输入端，传输模块5的输出端电连接数据输入模块6的输入端，数据输入模块6的输出端电连接数据读取模块7的输入端，数据录入模块4和数据读取模块7的输出端均电连接中央处理器1的输入端，中央处理器1的输出端分别电连接记忆存储模块8和人像比较模块10的输入端，记忆存储模块8的输出端电连接人像比较模块10的输入端，人像比较模块10的输出端电连接安全监测模块11的输入端，安全监测模块11的输出端分别电连接清除模块9和预警模块12的输入端，预警模块12的输出端分别电连接报警信号发送模块13和目标锁定模块14的输入端，目标锁定模块14的输出端电连接实时跟踪模块15的输入端。
清除模块9的输出端电连接记忆存储模块8的输入端，通过设置清除模块9，避免了无效旅客信息占用计算机系统的存储容量，使得系统运行简洁流畅，提高了使用率；报警信号发送模块13和实时跟踪模块15的输出端均电连接有控制终端16，通过设置预警模块12、报警信号发送模块13、目标锁定模块14和实时跟踪模块15，提高了系统的实用性和可靠性，反应快速，预警及时，避免了目标的丢失。
传输模块5由蓝牙传输模块17、USB传输模块18、WIFI传输模块19和SD卡传输模块20组成。
数据输入模块6包括备忘信息输入模块21和人脸图像信息输入模块22。
作为本发明的一种可选技术方案：人像比较模块10由人脸外轮廓识别模块28和人脸五官识别模块29组成。
人脸五官识别模块29包括耳朵匹配检测模块23、眉毛匹配检测模块24、眼睛匹配检测模块25、鼻子匹配检测模块26和唇部匹配检测模块27，通过设置人脸外轮廓识别模块28和人脸五官识别模块29，提高了准确度，大大提高了系统的功能性，监测效果好，采用人脸识别技术可以快速分析匹配车站旅客信息和通缉人员信息，进一步完善了执法模式，可以提供一个安全的车站环境。
旅客抓拍模块2设定为每间隔时间T抓拍一次，旅客抓拍模块2外接有高清摄像头。
所述的车站旅客状态实时监测预警计算机系统还包括客流量统计装置，并与中央处理器连接，所述客流量统计装置设置在车站的大厅门口，用于统计来往的客流量数据N，N的单位为人次/秒。
所述的客流量统计装置为客流量技术器。
当所述的客流量数据N大于预设的阈值n时，所述的间隔时间T1为0.1-0.4秒；当所述的客流量数据N小于或者等于预设的阈值n时，所述的间隔时间T2为0.6-0.9秒。所述的阈值n为8-14人次/秒。
为了更好地监测旅客状态，所述的阈值n和间隔时间T满足以下关系：
T1/T2＝J·α·n1/2；
其中，J为平衡因子，取值范围为0.2-0.4；α为客流量调配系数，当为法定节假日时，α为0.2-0.8；当周末时，α为0.8-2.4；当为其他时间是，α为2.4-5.2。
需要说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，包括中央处理器（1）、旅客抓拍模块（2）、人脸采集模块（3）、数据录入模块（4）、传输模块（5）、数据输入模块（6）、数据读取模块（7）、存储模块（8）、清除模块（9）、人像比较模块（10）、安全监测模块（11）、预警模块（12）、报警信号发送模块（13）、目标锁定模块（14）和实时跟踪模块（15），其特征在于：所述旅客抓拍模块（2）连接人脸采集模块（3），所述人脸采集模块（3）连接数据录入模块（4），所述传输模块（5）连接数据输入模块（6），所述数据输入模块（6）连接数据读取模块（7），所述数据录入模块（4）和数据读取模块（7）均连接中央处理器（1），所述中央处理器（1）分别连接存储模块（8）和人像比较模块（10），所述存储模块（8）连接人像比较模块（10），所述人像比较模块（10）连接安全监测模块（11），所述安全监测模块（11）分别连接清除模块（9）和预警模块（12），所述预警模块（12）分别连接报警信号发送模块（13）和目标锁定模块（14），所述目标锁定模块（14）连接实时跟踪模块（15）；所述旅客抓拍模块（2）设定为每间隔时间T抓拍一次，所述旅客抓拍模块（2）外接有高清摄像头；
车站旅客状态实时监测预警计算机系统还包括客流量统计装置，并与中央处理器连接，所述客流量统计装置设置在车站的大厅门口，用于统计来往的客流量数据N；当所述的客流量数据N大于预设的阈值n时，所述的间隔时间为T1；当所述的客流量数据N小于或者等于预设的阈值n时，所述的间隔时间为T2；客流量数据预设的阈值n和间隔时间T满足以下关系：
T1/T2=J·α·n1/2；
其中，J为平衡因子；α为客流量调配系数。
2.根据权利要求1所述的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，其特征在于：所述清除模块（9）连接存储模块（8）；所述报警信号发送模块（13）和实时跟踪模块（15）均连接有控制终端（16）。
3.根据权利要求1所述的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，其特征在于：所述传输模块（5）由蓝牙传输模块（17）、USB传输模块（18）、WIFI传输模块（19）和SD卡传输模块（20）组成。
4.根据权利要求1所述的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，其特征在于：所述数据输入模块（6）包括备忘信息输入模块（21）和人脸图像信息输入模块（22）。
5.根据权利要求1所述的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，其特征在于：所述人像比较模块（10）由人脸外轮廓识别模块（28）和人脸五官识别模块（29）组成。
6.根据权利要求5所述的基于人脸识别的车站旅客状态实时监测预警计算机系统，其特征在于：所述人脸五官识别模块（29）包括耳朵匹配检测模块（23）、眉毛匹配检测模块（24）、眼睛匹配检测模块（25）、鼻子匹配检测模块（26）和唇部匹配检测模块（27）。
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