基于自适应人脸识别的出入人员管理系统设计

来源:用户上传      作者:马钵涛

　　摘 要： 结合云端数据库技术与前沿人脸识别技术，优化模型参数调节策略，设计出一种基于自适应人脸识别的出入人员管理系统。系统提供分布式信息录入、云端数据汇总与存储、人脸识别、数据分析等功能。在使用Arcface深度人脸识别模型的前提下，设计使用多层次多进程并行沟通互联模式，对出入人员实施系统化、自动化的管理，实现管理流程的高效运行。
　　关键词： 人员管理; 自适应; 数据库技术; 人脸识别技术; 多进程
　　中图分类号：TP391.4TP183C931.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2022）06-66-05
　　Design of access management system based on adaptive face recognition technique
　　Ma Botao
　　（College of Computer Science and Technology， Hangzhou Dianzi University， Hangzhou， Zhejiang 310018， China）
　　Abstract： Combining cloud database technology， cutting-edge face recognition technology and optimization model parameter adjustment strategy， an access management system based on adaptive face recognition is designed. The system includes functions such as distributed information input， cloud data collection and storage， face recognition， data analysis， etc. Using the Arcface deep face recognition model， a multi-level and multi-process parallel communication and interconnection mode is designed to implement systematic and automated management of entry and exit personnel. It successfully reduces the manual burden and enables the efficient operation of the management process.
　　Key words： personal management; self-adaption; database; face recognition; multiprocessing
　　0 引言
　　本文构建一种基于自适应人脸识别的出入人员管理系统，在云端共享、数据同步的支持下，管理者可对多出入口人员流动进行统一管理、分析、优化，并可通过手机端应用，实现管理者与流动人员的信息沟通;在疫情时期尽最大可能避免因管理失误而导致的人群聚集场景的出现;在节约人力的基础上，充分提升管理效能。
　　1 系统结构设计
　　1.1 功能模块设计
　　按照大体功能划分，基于自适应人脸识别的出入人员管理系统可以分为三大模块（如图1）。
　　⑴ 管理者终端模块，此模块又可分为交互层、中间层、处理层这样的三层结构体系，通过多进程并行运转。
　　⑵ 云端数据库模块，该模块的服务器上运行着一个汇总数据的SQL，其上用规定的格式存储注册用户的相关信息及每个人对应的人脸图片，而所有信息汇总而成的简化表将返回并提供给各个管理者终端，以确保人脸信息的同步与快速识别。
　　⑶ 手机端信息模块，该模块以App形式安装于各个流动人员的手机中，以实现用户的分散注册，用于接收通知信息、调度信息。
　　1.2 技术架构设计
　　1.2.1 架构总览
　　系统的总体架构为两层C/S模式[1]，包含云端数据库服务总机和单一/多个管理者终端（以下简称终端）（如图2）。在此模式下，云端数据库服务器只负责各种数据的存储和维护，而终端则进行主要的处理工作。
　　此架构是一种较为典型的“胖客户机（Fat Client）”、“瘦服务器（Thin Server）”网络结构模式[2]。在信息交互上，手机客户端和云端服务器都分别与终端进行信息交流。
　　1.2.2 三层架构
　　终端程序的结构设计类似于MVC模式（Model-View-Controller），三个层次其中包括交互层、中间层、处理层（如图3），对应于MVC模式[3]中的视图（View）、控制器（Controller）、模型（Model）三个部分。交互层是与用户联系最紧密的部分，管理者使用程序的UI界面方便地查看画面、发布命令和传递消息。中间层是数据接收、数据处理、数据发送的真正执行者，中间层接收原始视频信息，将视频信息分为两部分，一部分进行预处理，提供处理层的模型使用，另一部分等待与处理层返回的识别信息结合，向交互层传输处理后的视频信息;同时，中间层会实时同步云端数据，以确保系统的可靠性。处理层主要运行系统的核心――人脸识别模型。模型针对堆栈视频取出每一帧图像，⑵涫淙氪有边缘夹角附加损失函数（Additive Angular Margin Loss， AAML）的深度卷积神经网络，将识别结果（即目标人脸的名称），反馈回中间层进行整合。三个层级分别运行于各自的进程中，进程互相独立，之间依靠进程锁同步通讯，以减小不必要的交互卡顿。设计模式上的三层架构与程序模式上的多进程共同确保系统内的管理者终端高效、健壮地运行。

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