摘要：防溺水技术应用过程，通过在高危水域周边布控人脸识别AI摄像机，进行人形检测搜索周边活动的人，然后锁定跟踪视频拍摄，同时进人脸识别检测。但如果要知道这个人的信息，必须要在后端建立大数据人脸库平台，把识别结果进行应用处理，把识别信息共享推送给相关管理人员，才能达到预警和预防作用。

关键词：人脸识别AI摄像机;检测跟踪;大数据人脸库;信息共享

0引言

江河、水库面积很广，人脸识别摄像机需要拍到清晰的人脸才能识别，如何提高人脸的识别率，如何跟踪锁定人的活动轨迹，在什么活动范围内才是警界区，进入警界区才会触发报警，并自动发出语音告警，同时进行人脸识别，发送识别信息结果给管理人员。根据这些需求，把防溺水系统架构和功能特性确定下来。

1人脸识别技术原理

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。

广义的人脸识别实际包括构建人脸识别系统的一系列相关技术，包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、身份确认以及身份查找等;而狭义的人脸识别特指通过人脸进行身份确认或者身份查找的技术或系统。

生物特征识别技术所研究的生物特征包括脸、指纹、手掌纹、虹膜、视网膜、声音、体形、个人习惯等，相应的识别技术就有人脸识别、指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、视网膜识别、语音识别、体形识别、键盘敲击识别、签字识别等。

人脸识别技术包含三个部分：（1）人脸检测（2）人脸跟踪（3）人脸比对。人脸识别技术的核心实际为“局部人体特征分析”和“图形/神经识别算法”。这种算法是利用人体面部各器官及特征部位的方法。如对应几何关系多数据形成识别参数与数据库中所有的原始参数进行比较、判断与确认。一般要求判断时间低于1秒。

1.1识别过程

一般分三步：首先建立人脸的面像档案。即用摄像机采集单位人员的人脸的面像文件或取他们的照片形成面像文件，并将这些面像文件生成面纹（Faceprint）编码贮存起来。获取当前的人体面像。即用摄像机捕捉的当前出入人员的面像，或取照片输入，并将当前的面像文件生成面纹编码。用当前的面纹编码与档案库存的比对。即将当前的面像的面纹编码与档案库存中的面纹编码进行检索比对。

1.2技术流程

人脸识别系统主要包括四个组成部分，分别为：人脸图像采集及检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取以及匹配与识别。

1.3人脸图像采集及检测

人脸图像采集：不同的人脸图像都能通过摄像镜头采集下来，比如静态图像、动态图像、不同的位置、不同表情等方面都可以得到很好的采集。当用户在采集设备的拍摄范围内时，采集设备会自动搜索并拍摄用户的人脸图像。

人脸检测：人脸检测在实际中主要用于人脸识别的预处理，即在图像中准确标定出人脸的位置和大小。

1.4人脸图像预处理

人脸图像预处理：对于人脸的图像预处理是基于人脸检测结果，对图像进行处理并最终服务于特征提取的过程。系统获取的原始图像由于受到各种条件的限制和随机干扰，往往不能直接使用，必须在图像处理的早期阶段对它进行灰度校正、噪声过滤等图像预处理。

1.5人脸图像特征提取

人脸图像特征提取：人脸识别系统可使用的特征通常分为视觉特征、像素统计特征、人脸图像变换系数特征、人脸图像代数特征等。人脸特征提取就是针对人脸的某些特征进行的。人脸特征提取，也称人脸表征，它是对人脸进行特征建模的过程。人脸特征提取的方法归纳起来分为两大类：一种是基于知识的表征方法;另外一种是基于代数特征或统计学习的表征方法。

基于知识的表征方法主要是根据人脸器官的形状描述以及他们之间的距离特性来获得有助于人脸分类的特征数据，其特征分量通常包括特征点间的欧氏距离、曲率和角度等。

1.6人脸图像匹配与识别

人脸图像匹配与识别：提取的人脸图像的特征数据与数据库中存储的特征模板进行搜索匹配，通过设定一个阈值，当相似度超过这一阈值，则把匹配得到的结果输出。人脸识别就是将待识别的人脸特征与已得到的人脸特征模板进行比较，根据相似程度对人脸的身份信息进行判断。这一过程又分为两类：一类是确认，是一对一进行图像比较的过程，另一类是辨认，是一对多进行图像匹配对比的过程。

2防溺水预警系统架构及组成

防溺水系统组成：前端设备+网络传输+防溺水预警系统+终端设备。

前端设备。人脸识别球型摄像机、枪型摄像机、预警高音喇叭;网络传输光纤网络传输线路;防溺水防溺水预警系统。人脸识别服务器、人脸数据库服务器、视频综合管理服务器、信息综合管理服务器;终端使用设备;电脑、平板电脑、手机。

3防溺水系统功能特性

AI摄像机具备警界人形检测语音报警同时超远距离搜索人形、跟踪锁定人脸进行识别功能;人脸识别信息结果推送多人及共享功能;人脸识别结果自动拔打多人电话告知功能;告警视频推送到手机，远程操控摄像机功能;建立人脸采集大数据库功能;大数据分析报表功能：人脸识别流水记录报表、警情处理记录统计表、警报记录流水报表、语音通知记录报表。

4防溺水预警系统的应用管理

学生防溺水主要的监管单位是教育系统和家长，如何把系统管理实现联动，信息共享，把人脸识别数据分享给各个管理层、各个岗位，就必须建立一套完善的管理平台。

4.1首先把管理人员和各个岗位定义好

第一责任人是家长，学校防控管理机制有老师、值班人员、学校领导，村屯有村级管理员、社区管理员。这些人员在学生靠近高危水域发生报警时候，各个角色都应收到报警信息。

4.2报警信息的类型

声光自语音报警、电话自动报警、头像信息定向推送报警、视频推送报警。

4.3系统启动报警过程

学生进入已设定好的警界电子围栏，会自动发出语音提醒叫他离开，不听警告不离开，摄像机还可以发出激光驱赶。AI摄像机经过跟踪进行人脸识别，把识别学生个人信息结果同时定向推送给学生家长、老师、校长及其它相关管理人员。害怕出现不注意收看手机信息问题，系统还可以同时进行电话拔打各个人员手机，并自动语音提示学生出现的位置，为了做到万无一失，AI摄像机把报警视频也通过手机APP进行推送。

4.4信息共享

教育系统把各个学校的学生信息和家长信息进行收集建立人脸大数据库。人脸识别AI摄像机和后端应用平台结合，把摄像机采集到的数据进行分类处理。经过智能分析，把信息定向精准推送给管理人员。产生各个报警统计报表，统计分析各个学校的学生溺水危险指数。

4.5警报处置汇报管理机制

各个人员共享收到报警后，每个人员作出那些反应都要在系统内可索源查到，处置反馈过程要大家都能在手机上看到，手机上具备汇报OA功能，手机是否接收到报警电话，系统需要有通话记录。家长处置劝离学生了在手机上有信息反馈让所有人能看到。老师处置报警要有汇报记录。那么就根据需求建立一个管理软件模块来实现。

5结束语

通过对人脸识AI摄像机的技术原理研究，把该技术应用到防溺水，解决人力不足，巡逻范围有限;人工不能24小时无休止工作的问题，也解决农村留守儿童没人看管私自去游泳的问题，做到社会各个阶层人员都能参与起到联防作用，每年减少很多家庭因溺水事故带来伤害，起到了很好的社会效益。

参考文献

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