«Face-Интеллект» - Распознавание и поиск похожих лиц

«Face-Интеллект» — система идентификации и верификации человека, основанная на распознавании лица. Система «Face-Интеллект» может быть интегрирована с различными подсистемами (видеонаблюдение, СКУД/ОПС/ПСЗ, распознавание номеров автомобилей), и таким образом помогает обеспечить эффективную защиту объекта благодаря построению комплексной системы, включающей различные уровни охраны.

Основные задачи, которые решает «Face-Интеллект»

Обеспечение безопасности на объектах с массовым скоплением людей

«Face-Интеллект» успешно применяется для обеспечения безопасности в местах массового скопления людей — вокзалах, аэропортах, метрополитене и спорткомплексах и т.д.
«Face-Интеллект» автоматически идентифицирует людей и предоставляет данные о наличии разыскиваемых лиц в охраняемой зоне. По накопленной базе изображений можно производить поиск лиц по изображению или видеокадру. Система «Face-Интеллект» автоматически анализирует архив и находит все случаи, когда человек появлялся на объекте.

Предотвращение незаконного проникновения на предприятие и помощь в поиске злоумышленников

«Face-Интеллект» оповещает об обнаружении людей, чьи лица похожи на лица разыскиваемых людей (преступников, нарушителей) и позволяет оперативно реагировать на их проход. В видеоархиве системы безопасности сохраняется информация о всех посетителях, которая в дальнейшем может быть использована при поиске злоумышленников.
«Face-Интеллект» может использовать сторонние базы данных лиц, например — правительственных учреждений или правоохранительных органов. Поддержка универсального протокола обмена данными с КАРС обеспечивает еще большую эффективность использования системы «Face-Интеллект» на объектах транспортной, спортивной и развлекательной инфраструктур.

Автоматизация фейс-контроля на предприятиях общественного питания и сферы развлечений

«Face-Интеллект» позволяет автоматизировать систему фейс-контроля и оповещать оператора о проходе на объект нежелательных посетителей.

Структура системы «Face-Интеллект»

Система «Face-Интеллект» состоит из двух модулей, отвечающих за распознавание лиц и поиск лиц в архиве.

Модуль распознавания лиц предназначен для автоматической идентификации личности по видеоизображению и может выполнять следующие функции:

• печатать и сохранять в файл формата bmp или jpeg фотографии распознанных лиц;
• вести в базе поиск и отображать статистику распознавания;
• просматривать видеозапись, соответствующую моменту распознавания лица;
• проверять фотографии на соответствие стандартам для систем автоматической идентификации личности.

Модуль поиска похожих лиц в видеоархиве создает базу данных всех лиц, попавших в поле зрения видеокамер, и позволяет:

• производить по этой базе поиск похожих лиц;
• создавать биометрическую характеристику для каждого лица, захваченного камерой;
• существенно ускорить поиск интересующего человека в видеоархиве и получить статистику его появлений в поле зрения различных камер.
  Результаты каждого запроса сохраняются в системе, впоследствии их можно просмотреть — осуществлять повторный поиск для этого не потребуется. После вывода результатов можно выбрать одно из найденных лиц и произвести поиск уже по нему.

Модуль распознавания лиц

Модуль распознавания лиц предназначен для автоматической идентификации личности по видеоизображению. Он производит распознавание лиц, захваченных детектором лиц «Интеллекта», сравнивая их с заранее созданной базой эталонных изображений. Помимо автоматической идентификации личности по видеоизображению, модуль позволяет:

• добавлять и удалять лица из базы эталонных изображений;
• печатать и сохранять в файл формата bmp или jpeg фотографии распознанных лиц;
• вести в базе поиск и отображать статистику распознавания;
• просматривать видеозапись, соответствующую моменту распознавания лица;
• проверять фотографии на соответствие стандартам для систем автоматической идентификации личности.

Модуль захвата и распознавания лиц обеспечивает высокий процент распознавания и может использоваться совместно со СКУД для увеличения уровня контроля доступа на объектах с повышенными требованиями к обеспечению безопасности, например, в банках или на режимных предприятиях. Другим важным применением модуля является автоматизация фейс-контроля в казино, гостиницах, ресторанах и на других подобных объектах.

Принцип действия

Модуль распознавания лиц работает с камерой и детектором лиц «Интеллекта». На первом шаге работы детектор лиц определяет появление в кадре лица и захватывает его изображение. Далее возможны две схемы работы модуля распознавания лиц: идентификация и верификация.

В режиме идентификации захваченное лицо сравнивается со всеми изображениями лиц, хранящимися в базе данных. Таким образом выясняется, в частности, наличие человека в базе данных нежелательных посетителей или VIP -клиентов какого-либо заведения.

В режиме верификации лицо человека, воспользовавшегося карточкой-пропуском или каким-либо другим идентификатором личности для прохода через турникет или дверь с электронным замком, сравнивается с фотографией владельца пропуска, хранящейся в базе данных. Таким образом можно выяснить, является ли человек, пытающий получить доступ, тем, за кого он себя выдает.

В настройках модуля задаются значения степени сходства (в процентах), соответствующие границам так называемых зон сходства. Допускается задание трех зон: красной (высокая степень сходства), желтой (средняя степень сходства) и зеленой (низкая степень сходства). При высокой степени сходства распознанное лицо, а также дата, время распознавания, номер камеры, захватившей лицо, и процент сходства сохраняются в базе распознанных лиц. Степень сходства визуально отображается на мониторе оператора при помощи соответствующего цвета, что облегчает контроль работы системы.

Помимо распознавания модуль позволяет удалять существующие записи из базы данных эталонных изображений, с которыми производится сравнение, или вносить новые записи, содержащие изображение и личные данные человека: ФИО, отдел, комментарий. В качестве эталонного изображения может использоваться как цифровая фотография, заранее загруженная в базу данных модуля, так и изображение, захваченное камерой системы при проходе человека через пост видеоконтроля. Модуль позволяет проверить одну фотографию или все фотографии в базе на соответствие биометрическим стандартам для систем автоматической идентификации личности (ISO 197945).

Интерфейс модуля распознавания лиц

Интерфейс модуля состоит из трех компонентов, выполняющих различные задачи: экрана, на который выводится текущая картинка с камеры, монитора лиц и монитора распознанных лиц.

На монитор лиц выводятся все последние успешно захваченные камерой изображения лиц. Количество изображений определяется настройками размера окна. Для каждого изображения указывается дата и время захвата, номер камеры, с которой работает модуль распознавания лиц. В случае успешного распознавания отображается также процент сходства и ФИО человека. В отдельном окне монитора лиц отображается последнее распознанное лицо, соответствующее эталонное изображение из базы данных, ФИО человека, дата и время распознавания, комментарий и процент сходства. Возможен просмотр видеофрагмента, соответствующего моменту распознаванию лица.

Монитор распознанных лиц работает в двух режимах: «Протокол» и «Архив». В режиме «Протокол» на экран выводятся данные распознанных лиц: захваченное изображение, фотография из базы данных, номер камеры, процент сходства, ФИО, дата и время распознавания. В режиме «Архив» монитор распознанных лиц позволяет делать выборку из базы распознанных лиц по следующим параметрам: время распознавания (указывается период), номер камеры, ФИО, степень сходства в процентах (указывается интервал значений). Выбранные лица отображаются в том же виде, как и в режиме «Протокол».

Функции

• Распознавание изображения лица, захваченного детектором лиц «Интеллекта», путем сравнения с фотографиями, содержащимися в заранее созданной базе данных. В режиме идентификации производится сравнение со всеми лицами, имеющимися в базе. В режиме верификации осуществляется сравнение лица человека, пытающегося воспользоваться методом автоматической идентификации (проксимити-карта, биометрическая идентификация и т. п.) с его фотографией, хранящейся в базе данных. Для сравнения используется технология компании Cognitec.
• Отображение на экране захваченных лиц и сопутствующих данных: даты и времени захвата, номера камеры, с которой работает модуль.
• Отображение на экране распознанных лиц и сопутствующих данных: номера камеры, даты и времени распознавания, эталонной фотографии из базы данных, ФИО, степени сходства и комментария, введенного при добавлении лица в базу.
• Печать фотографии и персональных данных распознанных личностей на принтере, сохранение изображений распознанных лиц в формате bmp или jpeg .
• Просмотр видеофрагмента, соответствующего моменту распознавания лица.
• Поиск и отображение на экране всех распознанных за определенный временной интервал лиц. Поиск ведется по ФИО и номеру камеры с фильтрацией по степени сходства.
• Поиск личности в базе данных по фотографии.
• Добавление в базу данных лиц новых записей, содержащих цифровую фотографию, персональные данные человека и комментарий.
• Проверка фотографий в базе данных на соответствие биометрическим стандартам для систем автоматической идентификации личности (ISO 19794 5). Возможна проверка как фотографии одного человека, так и всех имеющихся фотографий. Результатом проверки является отчет, который сохраняется и впоследствии отображается при просмотре фотографии.
• Отображение на экране статистики распознавания: общее количество кадров, захваченных детектором лиц, количество кадров, на которых алгоритмом распознавания лиц обнаружено лицо, количество кадров, на которых обнаружены глаза, и количество распознанных лиц.

Применение модуля распознавания лиц

Модуль распознавания лиц, как правило, используется в задачах контроля и управления доступом. Взаимодействие модулей «Интеллекта», задействованных в каждом конкретном случае, настраивается при помощи диалога «Правила» (версия 4.8.0) или с использованием языков JScript.

Повышение уровня контроля доступа

В данном случае модуль распознавания лиц работает в режиме верификации. На проходной устанавливается камера, предназначенная для захвата лиц входящих людей, для чего в «Интеллекте» к ней привязывается детектор лиц и модуль распознавания лиц. При поднесении карточки-пропуска к считывателю запускается следующий сценарий. Детектор лиц захватывает видеоизображение лица входящего человека. Модуль производит сравнение этого изображения и фотографии человека, которому принадлежит карта, взятой из базы данных. Далее возможно запрограммировать автоматическое предоставление доступа (открытие турникета или электронного замка на двери) при положительном результате распознавания и запрет доступа в случае низкой степени сходства. В процессе может участвовать оператор: на экран выводится изображение захваченного лица, эталонное изображение из базы данных, личные данные человека и процент сходства. В этом случае решение о предоставлении доступа принимает оператор.

Автоматизация фейс-контроля

В данном случае модуль распознавания лиц работает в режиме идентификации. На входе (например, в казино или гостиницу) устанавливается камера с активированным детектором лиц. При появлении человека в ее поле зрения изображение лица захватывается и сравнивается с заранее созданной базой данных – например, базой VIP-клиентов или нежелательных посетителей. В случае распознавания лица на экран оператора выводится изображение, захваченное камерой, изображение из базы, личные данные и заранее внесенный комментарий, в котором может значиться, к какой группе принадлежит данный человек. Если лицо сравнивается с определенной базой, например, базой нежелательных посетителей, то комментарий не обязателен: распознавание лица означает его принадлежность к данной группе. В соответствии с этим предпринимаются дальнейшие действия: например, если человек является VIP-клиентом, оператор вызывает менеджера, если же он является нежелательным посетителем, ему отказывают в посещении заведения.

Модуль распознавания лиц может использоваться и в других задачах, связанных с автоматической идентификацией личности. Платформа «Интеллект» позволяет создавать любые сценарии, задействующие любые подсистемы, входящие в состав комплекса безопасности. Вид сценария, степень участия в нем оператора и взаимодействие модуля распознавания лиц с другими программными модулями определяется задачами, которые ставятся перед комплексом безопасности конкретного объекта.

Модуль поиска похожих лиц в видеоархиве

Этот модуль позволяет накапливать базу данных лиц, попавших в поле зрения камер, и затем производить по этой базе поиск похожих лиц. Интерфейс для этого модуля предоставляет система веб-отчетов, которая позволяет также производить агрегацию данных со всех видеосерверов, на которых установлен модуль.

Модуль поиска похожих лиц дает возможность существенно ускорить поиск интересующего человека в видеоархиве и получить статистику его появлений в поле зрения различных камер.

Принцип работы модуля

Для каждого лица, попавшего в поле зрения видеокамеры, составляется векторная биометрическая характеристика, которая записывается в архив параллельно с захваченным изображением лица. Таким образом создается база данных всех лиц, появлявшихся в поле зрения камер.

Для того чтобы производить по этой базе поиск похожих лиц нужно либо указать кадр с лицом в видеоархиве, либо указать ссылку (URL) на изображение лица, либо загрузить в систему графический файл с изображением лица. Модуль производит в накопленной базе поиск всех похожих лиц и индексирует их по степени сходства. Результаты выводятся в виде отсортированного по степени сходства списка фотографий. Можно задать минимальный порог сходства для вывода результатов — фотографии, имеющие степень сходства ниже этого порога, показываться не будут.

В случае большого архива первые результаты поиска выдаются моментально, и с ними можно работать в то время, когда поиск еще продолжается. По каждому найденному лицу можно просмотреть видеозапись из архива. Печатная форма отчета будет содержать фотографию предъявленного для поиска лица и фотографии всех похожих лиц.

Результаты каждого запроса сохраняются в системе, впоследствии их можно просмотреть — осуществлять повторный поиск для этого не потребуется. После вывода результатов можно выбрать одно из найденных лиц и произвести поиск уже по нему, дополнительно можно изменить минимальный порог степени сходства для более оперативной работы.

Для создания векторных биометрических характеристик лиц и их сравнения используются библиотеки Cognitec 5.0, Cognitec 8.0 и VeriLook.

Сервер поиска лиц предоставляет веб-сервис, доступный по протоколу HTTP и дающий возможность простой интеграции с любыми программными системами независимо от платформы.