第五篇 一體化人臉門禁產(chǎn)品硬件

　　當(dāng)前人臉門禁的主流產(chǎn)品是帶屏幕的一體化人臉門禁產(chǎn)品，由于廠家眾多、產(chǎn)品功能組件多樣、產(chǎn)品性能指標(biāo)差異較大，經(jīng)常導(dǎo)致用戶對人臉門禁產(chǎn)品的選擇比較困難，也較難通過客觀指標(biāo)對人臉門禁進行設(shè)備評測。本章節(jié)把一體化人臉門禁的主要產(chǎn)品模塊組成和主流技術(shù)方案進行對比分析，為產(chǎn)品制造商設(shè)計研發(fā)人臉門禁產(chǎn)品和用戶選擇人臉門禁產(chǎn)品提供技術(shù)規(guī)范參考。以下描述一體化門禁產(chǎn)品直接統(tǒng)稱為門禁產(chǎn)品。

　　一體化門禁產(chǎn)品組成

　　一體化人臉門禁產(chǎn)品通常由攝像頭模組、人體感應(yīng)模塊、補光模塊、感應(yīng)卡或鍵盤、主控板、顯示屏、聯(lián)動輸出模塊等組成。有些產(chǎn)品通過觸摸屏取代鍵盤，或者直接省掉感應(yīng)卡模塊，均和產(chǎn)品設(shè)計定位相關(guān)。

　　攝像頭成像模組

　　攝像頭成像模組是一體化人臉門禁產(chǎn)品的關(guān)鍵組件，關(guān)系著人臉識別成像的采集能力和適用范圍。影響攝像頭成像模組的主要技術(shù)參數(shù)是接口類型、感光范圍、鏡頭數(shù)量等關(guān)鍵指標(biāo)。

　　1.基本原理

　　典型的攝像頭模組由鏡頭、傳感器、ISP模塊、視頻編碼模塊等組成。根據(jù)接口類型不同ISP或視頻編碼模塊也可能集成在主控板上。

　　鏡頭。主要參數(shù)是焦距、光圈和景深。關(guān)于焦距、光圈和景深涉及較多光學(xué)內(nèi)容，此處不再展開。

　　傳感器sensor。決定了鏡頭的低照度和寬動態(tài)成像能力，決定著門禁設(shè)備是否在室外應(yīng)用、室內(nèi)應(yīng)用等不同的適用范圍。

　　數(shù)字信號處理ISP。影響圖像白平衡、變形糾正以及對焦控制等多種功能。

　　圖像編碼。和攝像頭模組的類型有關(guān)，USB和MIPI攝像頭通常不進行視頻壓縮編碼，網(wǎng)絡(luò)攝像頭涉及到視頻壓縮編碼問題。

　　2.攝像頭模組成像器件

　　人臉門禁整體上來看是高度集成化的產(chǎn)品，攝像頭模組往往來源于電腦攝像頭、手機攝像頭或安防監(jiān)控攝像頭幾種已有產(chǎn)品。根據(jù)攝像頭的成像芯片來源不同，可以分為以下幾種類型：

　　第一類：以電腦攝像頭為主的室內(nèi)成像攝像頭模組

　　以筆記本電腦、臺式機配套的桌面USB攝像頭通常應(yīng)用于桌面、前臺等室內(nèi)應(yīng)用場景，被拍攝的人和設(shè)備之間的距離通常在1米以內(nèi)，室內(nèi)光線光亮穩(wěn)定不存在較大變化，這種以電腦攝像頭為主體的室內(nèi)成像攝像頭模組在人臉門禁中得到大量的應(yīng)用。

　　以桌面電腦室內(nèi)成像型攝像頭模組的典型指標(biāo)為：

　　人臉檢測距離：1米以內(nèi)；

　　人臉清晰度：以D1、720P或1080P為主；

　　寬動態(tài)光線適應(yīng)能力：要求光線在人臉部均勻，不具備光線寬動態(tài)的適應(yīng)能力。

　　低照度成像能力：適宜的成像照度為100-3000Lux，不具備低照度成像能力。

　　適用范圍：室內(nèi)門禁或者環(huán)境良好情況下的人臉檢測和識別。

　　第二類：以手機攝像頭為主的寬動態(tài)成像模組

　　隨著智能手機的發(fā)展，大量智能手機攝像頭模組的成像能力得到了較大的提升，主流手機攝像頭相對桌面USB攝像頭在成像質(zhì)量有了質(zhì)的變化。這些攝像頭通常是以MIPI接口攝像頭為主，也有少數(shù)仍以USB接口方式存在。

　　以手機攝像頭模組為主的帶有一定程度的寬動態(tài)模組的典型指標(biāo)為：

　　人臉檢測距離：0.5米-2米以內(nèi)；

　　人臉清晰度：以720P或1080P為主；

　　寬動態(tài)光線適應(yīng)能力：具有60db-80db的寬動態(tài)成像能力。

　　低照度成像能力：能進行弱光線的成像，適宜的成像照度為30-3000Lux，初級的低照度成像。

　　適用范圍：有補光環(huán)境的室內(nèi)或者樓層、單元門成像。

　　第三類：以安防監(jiān)控攝像頭芯片為主的低照度寬動態(tài)成像模組

　　安防攝像頭通常以室外為主，而且要適應(yīng)強光、夜晚弱光無光等多種場景，安防攝像頭的專業(yè)級成像芯片已經(jīng)具備較好的低照度寬動態(tài)成像能力。這類模組的典型指標(biāo)為：

　　人臉檢測距離：0.5米-5米；

　　人臉清晰度：以720P或1080P為主；

　　寬動態(tài)光線適應(yīng)能力：具有80db-100db的寬動態(tài)成像能力。

　　低照度成像能力：能進行微光或弱光線的成像，適宜的成像照度為0.1-5000Lux。

　　適用范圍：園區(qū)、社區(qū)的室外人臉識別，建筑室外出入口的人臉識別應(yīng)用。

　　3.攝像頭接口類型

　　攝像頭模組的接口類型和攝像頭的體積、應(yīng)用范圍有較大的關(guān)系。主要有以下接口類型

　　A.USB

　　常見的電腦攝像頭通常大部分USB攝像頭。USB攝像頭是目前應(yīng)用最廣泛的攝像頭模組，具有市場占有率高、兼容性好等特點。

　　通用串行總線（英語：Universal Serial Bus，縮寫：USB）是連接計算機系統(tǒng)與外部設(shè)備的一種串口總線標(biāo)準，也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范，被廣泛地應(yīng)用于個人電腦和移動設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品，并擴展至攝影器材、數(shù)字電視（機頂盒）、游戲機等其它相關(guān)領(lǐng)域。最新一代是USB 3.1，傳輸速度為10Gbit/s，三段式電壓5V/12V/20V，最大供電100W ，新型Type C插型不再分正反。

　　USB是一種常用的pc接口，他只有4根線，兩根電源兩根信號，故信號是串行傳輸?shù)?，usb接口也稱為串行口。

　　一般的排列方式是：紅白綠黑從左到右。

　　定義：

　　紅色－USB電源：標(biāo)有－VCC、Power、5V、5VSB字樣

　　白色－USB數(shù)據(jù)線：（負）－DATA-、USBD-、PD-、USBDT-

　　綠色－USB數(shù)據(jù)線：（正）－DATA+、USBD+、PD+、USBDT+

　　黑色－地線：GND、Ground

　　USB 1.0是在1996年出現(xiàn)的，速度只有1.5Mb/s(位每秒)；1998年升級為USB 1.1，速度也大大提升到12Mb/s，USB1.1是較為普遍的USB規(guī)范，其高速方式的傳輸速率為12Mbps，低速方式的傳輸速率為1.5Mbps（b是Bit的意思）。大部分MP3為此類接口類型。

　　USB2.0規(guī)范是由USB1.1規(guī)范演變而來的。它的傳輸速率達到了480Mbps，折算為MB為60MB/s，足以滿足大多數(shù)外設(shè)的速率要求。USB 2.0中可以用USB 2.0的驅(qū)動程序驅(qū)動USB 1.1設(shè)備，像USB 線、插頭等等附件也都可以直接使用。

　　USB 3.0由Intel、微軟、惠普、德州儀器、NEC、ST-NXP等業(yè)界巨頭組成的USB 3.0Promoter Group已經(jīng)正式完成并公開發(fā)布。USB3.0的物理層采用8b/10b編碼方式，理論速度也就4Gb/s，可廣泛用于PC外圍設(shè)備和消費電子產(chǎn)品。

　　B.MIPI

　　主流的智能手機攝像頭是MIPI接口攝像頭模組。MIPI攝像頭常見于手機、平板中，支持500萬像素以上高清分辨率。

　　MIPI（移動產(chǎn)業(yè)處理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的縮寫，是由MIPI聯(lián)盟制定的移動設(shè)備接口規(guī)范。MIPI聯(lián)盟是一個開放的會員制組織。2003年7月，由美國德州儀器（TI）、意法半導(dǎo)體（ST）、英國ARM和芬蘭諾基亞（Nokia）4家公司共同成立。MIPI聯(lián)盟旨在推進手機應(yīng)用處理器接口的標(biāo)準化。目前比較成熟的MIPI協(xié)議接口應(yīng)用有DSI(顯示接口)和CSI（攝像頭接口）。MIPI是差分串口傳輸，速度快，抗干擾。主流手機模組用MIPI傳輸，傳輸時使用4對差分信號傳輸圖像數(shù)據(jù)和一對差分時鐘信號。

　　MIPI-CSI接口通常從COMS Sensor,Video Encoder和其它視頻輸出設(shè)備收集數(shù)據(jù)。

　　Camera Serial Interface，相機串行接口。CSI接口與DSI接口同屬一門，都是MIPI（移動產(chǎn)業(yè)處理器接口聯(lián)盟）制定的一種接口規(guī)范。分為如下協(xié)議：

　　CSI-1：CSI-1是相機最初的標(biāo)準MIPI接口。它作為一種架構(gòu)來定義相機和主處理器之間的接口。其繼任者是MIPI CSI-2和MIPI CSI-3，兩個標(biāo)準仍在不斷發(fā)展。

　　CSI-2：MIPI CSI-2 v1.0規(guī)范于2005年發(fā)布。它使用D-PHY或C-PHY（這兩個標(biāo)準均由MIPI聯(lián)盟設(shè)定）作為物理層選項。該協(xié)議分為以下幾個層次：

　　物理層（C-PHY/D-PHY）

　　車道合并層。

　　低層協(xié)議層。

　　像素到字節(jié)轉(zhuǎn)換層

　　應(yīng)用程序?qū)?/p>

　　CSI-3：MIPI CSI-3是一種高速雙向協(xié)議，主要用于多層對等基于UniPro的M-PHY設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中攝像機和主機之間的圖像和視頻傳輸。它最初于2012年發(fā)布，并于2014年在1.1版本中重新發(fā)布。

　　出于EMI的原因，系統(tǒng)設(shè)計人員可以在每種M-PHY速度級別中選擇兩種不同的時鐘速率（a和b）。M-PHY速度時鐘頻率比特率齒輪1G1A 1.25Gbits/sG1B 1.49Gbits/s齒輪2G2A 2.5Gbits/sG2B 2.9Gbits/s齒輪3G3A 5Gbits/s，G3B 5.8Gbits/s。

　　C.RJ45網(wǎng)絡(luò)接口

　　當(dāng)前主流的安防監(jiān)控用的攝像頭大多數(shù)為網(wǎng)絡(luò)接口攝像頭。

　　網(wǎng)絡(luò)攝像頭模組通常是指采用以海思為代表的SOC方案，將視頻采集、視頻編碼壓縮、視頻傳輸?shù)日{(diào)試集成到一體的攝像頭模塊。網(wǎng)絡(luò)攝像頭模組在安防領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。

　　D.其它接口

　　攝像頭模組還涉及LVDS、并行信號、模擬信號傳輸?shù)榷喾N接口方式，在人臉門禁中較少使用。

　　4.成像鏡頭數(shù)量

　　A,單目型

　　指單個攝像頭進行視頻采集和人臉檢測。單目攝像頭是當(dāng)前數(shù)量最大的攝像頭模組類型。

　　B.可見光和近紅外雙目型

　　指采用雙傳感器進行視頻采集，其中一個傳感器為可見光傳感器，用于采集人臉信息和比對成像；另一個傳感器為近紅外傳感器，用于進行人臉的活體檢測等功能。

　　C.雙可見光雙目型

　　雙目成像（Stereo System）：利用雙攝像頭拍攝物體，再通過三角形原理計算物體距離。指用兩個可見光傳感器用于攝像頭成像，兩個傳感器和鏡頭均采用可見光，通過雙目三維測量等方法進行人臉的活體檢測。雙目測距成像因為效率低、算法難、精度差、容易受到環(huán)境因素干擾。由兩個單目相機組成（兩個相機之間的距離叫“基線”是已知的），通過這個基線來估計每個像素的空間位置來測量物體與我們之間的距離，克服單目相機無法知道距離的缺點。雙目相機測量到的深度范圍和基線有關(guān)，基線距離越大，能夠測量到的就越遠。

　　優(yōu)點：可用于室內(nèi)也可用于室外。

　　缺點：配置與標(biāo)定較為復(fù)雜，其深度和精度受雙目的基線或者分辨率所限，并且視差的計算非常消耗計算機資源，在現(xiàn)有的條件下，計算量是雙目的主要問題之一。

　　D.雙目結(jié)構(gòu)光型

　　結(jié)構(gòu)光（Structured Light）：結(jié)構(gòu)光投射特定的光信息到物體表面后，由攝像頭采集。根據(jù)物體造成的光信號的變化來計算物體的位置和深度等信息，進而復(fù)原整個三維空間。

　　總結(jié)：通過對攝像頭模組的成像器件、接口類型、鏡頭數(shù)量等進行分析，當(dāng)前主流的攝像頭可以分為以下三種類別：　

　　人體感應(yīng)模塊

　　當(dāng)人臉門禁在弱光或無光環(huán)境使用時，通常需要人體感應(yīng)模塊來探測是否有人靠近，然后實時啟動補光模塊進行補光和人臉識別。補充的技術(shù)典型有以下幾種：

　　1.近紅外人體感應(yīng)器

　　人體感應(yīng)類開關(guān)又叫熱釋人體感應(yīng)開關(guān)或紅外智能開關(guān)。它是基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品，當(dāng)人進入感應(yīng)范圍時，專用傳感器探測到人體紅外光譜的變化，自動接通負載，人不離開感應(yīng)范圍，將持續(xù)接通；人離開后，延時自動關(guān)閉負載。這樣的感應(yīng)器廣泛應(yīng)用于入侵報警系統(tǒng)中用于探測人員活動。

　　2.熱釋電紅外傳感器

　　人體輻射的紅外線中心波長為9~10um，而探測元件的波長靈敏度在0.2~20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7~10um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。

　　優(yōu)點：本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價格低廉。

　　缺點：容易受各種熱源、光源干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。

　　3.微波雷達

　　雷達微波對移動物體的探測具有較高的靈敏度，感應(yīng)范圍內(nèi)即使微小的動作也能被感應(yīng)器及時捕捉，如抬起或放下手臂、轉(zhuǎn)身、彎腰等。微波感應(yīng)能穿透玻璃和薄木門及小于10cm的墻體。不受環(huán)境、溫度、灰塵等影響。微波感應(yīng)沒有方向性的差異，任何方向的運動均能被有效感應(yīng)。

　　微波感應(yīng)模塊具有抗射頻干擾能力強、不受溫度、濕度、光線、氣流、塵埃影響等優(yōu)勢。

　　總結(jié)：近紅外、熱釋電和微波雷達進行人體探測各有優(yōu)缺點，近紅外和熱釋電靈敏度高成本低廉但是容易受到室外光的干擾，微波雷達體積小探測范圍遠但是功耗校對較大。綜合來看微波雷達是比較成熟可靠的人體感應(yīng)方案。

　　補光模塊

　　當(dāng)前采用的人臉識別補光模塊通常使用高亮度的LED燈進行補光。LED補光燈已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。LED補光模塊的成熟度比較高差異也比較小，選擇合適功率的補光模塊即可。

　　主控板

　　主控板是人臉門禁計算的核心模塊，通常的主控板CPU有以下幾種計算類型：

　　FPGA架構(gòu)

　　專用加速芯片架構(gòu)

　　X86架構(gòu)

　　Arm架構(gòu)

　　1.Arm主控

　　目前人臉門禁的主流主控芯片是以Arm為內(nèi)核的各類嵌入式智能硬件設(shè)備芯片，主要芯片方案有瑞星微、全志、聯(lián)發(fā)科、高通等多個廠商。由于廠商芯片種類繁多，對主控芯片按照芯片基于ARM架構(gòu)的CPU指令集不同來進行劃分，以利于對不同硬件進行性能的對比。

　　A.超低功耗、超低性能：嵌入式內(nèi)核

　　采用Arm Cortex-M系列MCU，超低功耗、超長待機，適用于智能鎖、智能貓眼等產(chǎn)品方案。嵌入式內(nèi)核的CPU處理能力通常在數(shù)M或數(shù)十M FLOPS左右，性能較低，往往只適用于功耗和性能非常有限的視覺計算。ARM Cortex-M架構(gòu)，依照市場需求區(qū)隔成M0至M4與M7的等級，Cortex-M0主打初階8/16位應(yīng)用，Cortex-M3主打中階的16/32位應(yīng)用，Cortex-M4主打高階32位與DSC(數(shù)字信號控制)應(yīng)用，而Cortex-M7則主打旗艦級的高階自動化生產(chǎn)與IoT應(yīng)用。

　　超低功耗、超低性能的嵌入式內(nèi)核，在人臉識別領(lǐng)域一般僅支持30萬-100萬像素的人臉比對，人臉庫容量要求100人以內(nèi)，而且要求人臉要高度配合。屬于標(biāo)準理想人臉識別的應(yīng)用狀態(tài)。人臉識別算法通常是傳統(tǒng)模型并非深度學(xué)習(xí)的模型。

　　B.低功耗、低性能：A7、A9內(nèi)核

　　ARM Cortex-A7 MPCore處理器是 ARM 迄今為止開發(fā)的最有效的應(yīng)用處理器，它顯著擴展了 ARM 在未來入門級智能手機、平板電腦以及其他高級移動設(shè)備方面的低功耗領(lǐng)先地位。Cortex-A7 處理器是一種由ARM公司推出的基于ARMv7-A架構(gòu)的高能效處理器，從2012年地開始被廣泛用于低成本、全功能入門級智能手機。

　　該處理器與為其他Cortex-A系列處理器開發(fā)的程序完全兼容，并借鑒了高性能Cortex-A15處理器的設(shè)計，采用了包括虛擬化、大物理地址擴展 (LPAE) NEON 高級 SIMD 和 AMBA 4 ACE 一致性等全新技術(shù)。并著重考慮了性能與功耗間的平衡。采用了28nm工藝的單個Cortex-A7 處理器的能源效率是65nm工藝下的ARM Cortex-A8 處理器（被用于2010-2012年間的許多流行智能手機）的5倍，性能提升50%，而尺寸僅為后者的五分之一。

　　Arm Cortex-A系列的低端CPU，A7、A9系列，通常提供單內(nèi)核數(shù)十M FLOPS的算力，可用于深度學(xué)習(xí)模型經(jīng)過大幅度優(yōu)化的人臉?biāo)惴?，在小?guī)模人臉庫進行比對應(yīng)用。A7、A9架構(gòu)的芯片數(shù)量最多、應(yīng)用廣泛，但受限于芯片性能問題，往往無法實現(xiàn)復(fù)雜的算法計算，可用于完全配合型的人臉比對應(yīng)用場景。

　　適用的深度學(xué)習(xí)模型如Resnet 18等低層的深度學(xué)習(xí)模型，適用人臉庫容量通常在1000人以下。

　　C.中等性能：A12、A17和A53、A57內(nèi)核

　　基于arm Cortex-A系列的中端CPU，如32位的A12、A17或者64位的A53、A57，單內(nèi)核可完成數(shù)百MFLOPS的計算性能，多核心并行可實現(xiàn)接近G FLOPS的處理能力，能夠運行一些中等規(guī)模的深度學(xué)習(xí)模型如Resnet 34、Resnet 50，可應(yīng)用于5000甚至10000人臉庫的配合型人臉比對分析等。

　　Cortex-A17 MPCore處理器是目前Cortex-A系列中性能最高的處理器。Cortex-A17微架構(gòu)和Cortex-A12完全相同，但是在Cortex-A12架構(gòu)基礎(chǔ)上改進了外部互聯(lián)，引入了新的一致性總線AMBA4 ACE(原來是AMBA4 AXI)，可以更快速地連接內(nèi)存控制器，從而改善性能和能效。

　　而得益于這個新的總線，Cortex-A17 可以支持多核心 SoC 的完整內(nèi)存一致性操作，能夠參與 big.LITTLE 雙架構(gòu)混合方案，比如兩個Cortex-A17搭配兩個Cortex-A7。Cortex-A17將肩負起Cortex-A9下一代的重任，相比 Cortex-A9，Cortex-A17性能提升最多60％。

　　典型芯片如RK3288、MT6595等，典型設(shè)備如樹莓派，Raspberry Pi Broadcom CM2708 ARM11 @1 GHz(OC): 316.56 MFLOPS。

　　D.高性能：A72、A73和A53、A57的混合結(jié)構(gòu)內(nèi)核

　　A72、A73是arm的高性能處理器，通過與A53、A57的大小核架構(gòu)搭配，可實現(xiàn)高性能和低功耗的良好結(jié)合。Cortex-A73采用全尺寸ARMv8-A架構(gòu)，最高可以達到2.8GHz主頻，可以使用10nm、14/16nm工藝，而根據(jù)ARM官方介紹，當(dāng)A73使用10nm工藝時，對比上代16nm工藝的A72，性能有30%的提升，并且對AR/VR都有更好的優(yōu)化。A73是采用ARMv8-A架構(gòu)中核心最小的處理器，每核心面積在0.65mm，并且繼續(xù)支持big.LITTLE架構(gòu)。

　　A72、A73處理器提供了單核超G FLOPS的浮點處理能力，接近于x86CPU的性能，可用于服務(wù)器級別的ARM設(shè)備中。

　　典型的A73芯片如瑞星微RK3399、高通梟龍835等。這類CPU以及結(jié)合GPU能夠運行Resnet50、Resnet101等深度學(xué)習(xí)模型，可用于數(shù)萬人臉庫比對及高性能的人臉檢測等。

　　2.專用加速芯片主控

　　A.嵌入式GPU芯片

　　深度學(xué)習(xí)的芯片領(lǐng)導(dǎo)廠商英偉達推出了專門面向設(shè)備計算的嵌入式開發(fā)模塊Jetson TK1、TK2、TX1、TK2等模塊。以最新的TX2為例，典型性能達到1.5TFPLOPS。

　　TX2由TX1的Tegra X1升級至Tegra Parker處理器，該處理器由16nm工藝制造，6核心設(shè)計，CPU部分由2個丹佛+4個A57核心共同組成，GPU則采用Pascal架構(gòu)，擁有256個CUDA，浮點性能為1.5TeraFLOPS，相比老款Tegra X1的 GPU性能提高約50%。

　　GPU專用芯片的優(yōu)勢是性能強勁、軟件兼容性好，劣勢是成本高、發(fā)熱量大、在嵌入式市場占有率太低。

　　B.Intel專用加速芯片

　　Intel收購的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速芯片公司Movidius，推出了一種稱為神經(jīng)計算引擎（Neural Compute Engine）的功能，這是一種集成在芯片上的DNN加速器。Movidius稱，有了它，Myriad X的DNN推理吞吐量能達到每秒超過一萬億次運算（TOPS），而理論運算量能達到4+ TOPS。

　　Movidius Myriad X VPU視覺處理單元，這是配備專用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算引擎的片上系統(tǒng)芯片(SoC)，可用于加速端的深度學(xué)習(xí)推理，比如無人機、機器人、智能攝像頭、虛擬現(xiàn)實等產(chǎn)品。Myriad X是芯片上集成的硬件模塊，面向?qū)楦咚?、低功耗、不犧牲精確度地運行基于深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，讓設(shè)備能夠?qū)崟r地看到、理解和響應(yīng)周圍環(huán)境，可提供1TFlops(每秒萬億次)的計算性能，總體性能可以超過4TFlops。該芯片的尺寸也非常迷你，長寬只有8.8×8.1毫米，而且功耗不到1W，采用臺積電16nm FFC工藝制造。

　　Movidius芯片的優(yōu)勢是成本低、性能強勁、功耗低，但是它的開發(fā)環(huán)境復(fù)雜、軟件兼容性差以及產(chǎn)品化程度差。目前有部分廠商使用這類芯片做人臉門禁的開發(fā)。

　　C.海思NPU方案

　　國內(nèi)視頻成像芯片的主導(dǎo)廠商海思在2017年發(fā)布了當(dāng)前業(yè)界最強的視覺智能處理芯片3559A，這是全球旗艦性能的SOC芯片。采用12nm超低功耗工藝；支持多核多CPU；支持3200萬像素30幀編碼；有獨立的DSP和GPU，支持OpenGL和OpenCL，可以做很多現(xiàn)在PC才能做的工作；帶雙核NNIE 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算引擎，支持深度學(xué)習(xí)算法，算力達到驚人的4T(遠超NVIDIA的TX1)；支持多sensor輸入（最多8個），并支持運行拼接算法；支持Professional 4KP30 raw video output等。

　　作為人臉門禁產(chǎn)品來看，海思芯片主要優(yōu)勢是性能強勁、穩(wěn)定性好，但是也存在成本太高、定制開發(fā)難度大、軟件兼容性低等局限。

　　3.X86 CPU主控

　　X86主控是指采用基于x86指令的CPU研發(fā)的人臉識別門禁設(shè)備，x86CPU的優(yōu)勢是軟件兼容性好，缺點是成本高、設(shè)備體積大、產(chǎn)品穩(wěn)定性一般，所以現(xiàn)在人臉門禁設(shè)備越來越少采用x86架構(gòu)。

　　適用于人臉門禁的x86處理器通常為：低功耗賽揚、ATOM系列處理器、低功耗筆記本CPU。

　　賽揚處理器、ATOM處理器和低功耗筆記本CPU是CPU領(lǐng)導(dǎo)廠商INTEL為了進軍嵌入式和移動計算市場所研發(fā)的低功耗高性能處理器。賽揚處理器是Intel旗下的「經(jīng)濟型」產(chǎn)品, 于1998年推出。其定位是低端，比奔騰低一級。Intel Atom（官方中文譯名英特爾凌動處理器，開發(fā)代號Silverthorne）是Intel的一個超低電壓處理器系列。該處理器的市場定位是在于智能手機、平板電腦和低成本PC。

　　后來由于INTEL放棄嵌入式和移動CPU處理器芯片領(lǐng)域，這兩個處理器的產(chǎn)品線基本上不再更新。部分人臉門禁產(chǎn)品為了軟件兼容性好采用了這類處理器方案。

　　低功耗賽揚、ATOM系列處理器的浮點運算能力在0.1-0.5TFLOPS左右。

　　低功耗筆記本系列CPU處理器的浮點性能在0.2-0.6TFLOPS左右。

　　4.FPGA主控

　　利用FPGA大規(guī)格可編程邏輯進行人臉識別的運算處理是比較早期的一種技術(shù)方案，由于FPGA產(chǎn)品體積大、開發(fā)困難等原因，當(dāng)前在人臉門禁一體化設(shè)備中較少采用這種方案。

　　FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。

　　FPGA的開發(fā)相對于傳統(tǒng)PC、單片機的開發(fā)有很大不同。FPGA以并行運算為主，以硬件描述語言來實現(xiàn)；相比于PC或單片機（無論是馮諾依曼結(jié)構(gòu)還是哈佛結(jié)構(gòu)）的順序操作有很大區(qū)別，也造成了FPGA開發(fā)入門較難。FPGA開發(fā)需要從頂層設(shè)計、模塊分層、邏輯實現(xiàn)、軟硬件調(diào)試等多方面著手。

　　總結(jié)：

　　主控板是人臉門禁機的計算核心，目前是ARM架構(gòu)的主控板占據(jù)主流產(chǎn)品市場。根據(jù)主控板的計算性能，將人臉門禁設(shè)備可劃分為：

　　消費級人臉門禁設(shè)備：人臉庫1000人以下，適合單個房間或者中小型企業(yè)的人臉門禁管理。合適的CPU涉及：ARM的A7、A9等。

　　企業(yè)級人臉門禁設(shè)備：人臉庫10000人以下，適合單個建筑或企業(yè)的人臉門禁管理。適合的CPU涉及：arm的A12、A17、A53、A57以及Intel的賽楊或atom系列芯片等。

　　行業(yè)級人臉門禁設(shè)備：人臉庫容量50000人以下，適合大型園區(qū)的人臉比對管理。適合的CPU涉及：arm的A72、A73以及專用的芯片加速硬件如Movidius、海思NPU等。

　　顯示屏

　　1.規(guī)格尺寸

　　人臉門禁的屏幕尺寸參考手機屏幕和平板電腦屏幕，從3.7寸到10英寸多種類型。

　　2.接口類型

　　A.TTL（RGB）接口

　　SoC的引腳電平標(biāo)準都是屬于TTL電平，+5V表示邏輯，0V表示邏輯0，這就是TTL電平。對于SoC中內(nèi)置的LCD控制器而言，他的接口輸出也是TTL電平，我們把這種接口叫做TTL接口（也叫做RGB接口）。如果LCD的硬件接口也是TTL接口，那么可以直接對接（一般是通過軟排線連接），但是一個很現(xiàn)實的原因，TTL電平有很大的缺陷，例如：不能傳遞太遠，抗干擾能力差。

　　很多的LCD的硬件接口并不是TTL接口，而是采用了其他的接口。為了能夠進行匹配，我們的主板這邊的接口應(yīng)該要和LCD的硬件接口必須要相對應(yīng)，所以我們應(yīng)該把LCD控制器輸出的TTL接口的信號通過IC芯片進行轉(zhuǎn)換，把它變成LCD的硬件接口相對應(yīng)的接口信號，使他們順利完成通信。

　　B.LVDS接口

　　LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一種低壓差分信號技術(shù)接口。由于采用低壓和低電流驅(qū)動方式，因此，實現(xiàn)了低噪聲和低功耗。在液晶顯示器中，LVDS接口電路包括兩部分，即主板側(cè)的LVDS輸出接口電路（LVDS發(fā)送端）和液晶皮膚側(cè)的LVDS輸入接口電路（LVDS接收器）。LVDS發(fā)送端將TTL信號轉(zhuǎn)換成LVDS信號，然后通過驅(qū)動板與液晶皮膚之間的柔性電纜（排線）將信號傳送到液晶皮膚側(cè)的LVDS接收端的LVDS解碼IC中，LVDS接收器再將串行信號轉(zhuǎn)換為TTL電平的并行信號，送往液晶屏?xí)r序控制與行列驅(qū)動電路。也就是其實TFT只識別TTL（RGB）信號。

　　顯示的是單信道8位數(shù)據(jù)模式：有5組差分線，4組信號線，一組時鐘線。分別是Y0M、Y0P、Y1M、Y1P、Y2M、Y2P、CLKOUT_M、CLKOUT_P。

　　C.eDP接口

　　EDP（Embedded DisplayPort）一種基于Display Port架構(gòu)和協(xié)議的全數(shù)字化接口，可以用簡單的連接器和較少的引腳來傳遞高分辨率信號，且傳輸速率高于LVDS。

　　EDP接口信號由Main Link、AUXCH、HPD等組成，相比LVDS，可以提供更高清的傳輸能力。

　　D.MIPI接口

　　MIPI (Mobile Industry Processor Interface) 是2003年由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立的一個聯(lián)盟，目的是把手機內(nèi)部的接口如攝像頭、顯示屏接口、射頻/基帶接口等標(biāo)準化，從而減少手機設(shè)計的復(fù)雜程度和增加設(shè)計靈活性。MIPI聯(lián)盟下面有不同的WorkGroup，分別定義了一系列的手機內(nèi)部接口標(biāo)準，比如攝像頭接口CSI、顯示接口DSI、射頻接口DigRF、麥克風(fēng)/喇叭接口SLIMbus等。統(tǒng)一接口標(biāo)準的好處是手機廠商根據(jù)需要可以從市面上靈活選擇不同的芯片和模組，更改設(shè)計和功能時更加快捷方便。MIPI是一個比較新的標(biāo)準，其規(guī)范也在不斷修改和改進，目前比較成熟的接口應(yīng)用有DSI(顯示接口)和CSI（攝像頭接口）。CSI/DSI分別是指其承載的是針對Camera或Display應(yīng)用（例如LCD顯示），都有復(fù)雜的協(xié)議結(jié)構(gòu)。

　　E.幾種接口類型的對比小結(jié)

　　液晶顯示屏的幾種接口對比如下表所示：

　　聯(lián)動輸出模塊

　　1.門禁設(shè)備的典型接線圖

　　A．傳統(tǒng)IC卡門禁的接線圖

　　B．人臉識別門禁的接線圖

　　在人臉門禁設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備對接時，直接將人臉識別門禁兼容485或韋根協(xié)議，作為傳統(tǒng)設(shè)備的一個讀卡器進行連接，或者人臉門禁直接連接開關(guān)量，控制門禁主板進行設(shè)備的開關(guān)。

　　2.開關(guān)量

　　開關(guān)量輸出是指數(shù)字量輸出，輸出0或1，用于控制外部信號燈、繼電器等開關(guān)信號。?開關(guān)量是指非連續(xù)性信號的采集和輸出，包括遙信采集和遙控輸出。它有1和0兩種狀態(tài)，這是數(shù)字電路中的開關(guān)性質(zhì)，而電力上是指電路的開和關(guān)或者說是觸點的接通和斷開。“開”和“關(guān)”是電器最基本、最典型的功能。一般開關(guān)量裝置通過內(nèi)部繼電器實現(xiàn)開關(guān)量的輸出。開關(guān)量輸出通道是指為了防止外電路的干擾，往往微成隔離型通道，即DO通道與主機間無直接電連接。由于DO一般用來直接驅(qū)動或通過繼電器來帶動電氣設(shè)備，了解它的驅(qū)動能力很重要。有的數(shù)字調(diào)節(jié)器的DO通道是直接由光隔離或小功率開關(guān)電路引出，它的驅(qū)動能力不大于20mA。這時要帶動一個電氣設(shè)備（如電動機的交流接觸器、電動閥門的單相電動機、電加熱器等），必須通過中間繼電器。

　　3.RS485/232

　　RS485是現(xiàn)場總線使用最廣泛的協(xié)議之一。在門禁領(lǐng)域主要用于多級設(shè)備互聯(lián)和與上位機通訊。

　　在要求通信距 離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485串行總線標(biāo)準。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。

　　典型的串行通標(biāo)準是RS232和RS485，它們定義了電壓,阻抗等，但不對軟件協(xié)議給予定義，區(qū)別于RS232, RS485的特性包括：

　　RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL 電路連接。

　　RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps 。

　　RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。

　　RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準值為4000英尺（約1219米），實際上可達 3000米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器。

　　4.韋根協(xié)議

　　Wiegand是一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，中文被翻譯為“韋根”或者“維根”，它是由美國安全工業(yè)協(xié)會SIA（Security Industry Association）規(guī)定的讀寫接口控制協(xié)議。在門禁和一卡通系統(tǒng)中，韋根碼作為一種讀卡設(shè)備與上位機之間的通信介質(zhì)，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。根據(jù)美國安全工業(yè)協(xié)會頒布的《以26位維根碼讀卡器為界面的門禁控制標(biāo)準草案》，26位維根碼長度為26位。

　　韋根傳感器是由一根雙穩(wěn)態(tài)磁敏感功能合金絲和纏繞其外的感應(yīng)線圈組成的。它的工作原理是：在交變磁場中，當(dāng)平行于敏感絲的某極性（例如n極）磁場達到觸發(fā)磁感應(yīng)強度時，敏感絲中的磁疇受到激勵會發(fā)生運動，磁化方向瞬間轉(zhuǎn)向同一方向，同時在敏感絲周圍空間磁場也發(fā)生瞬間變化，由此在感應(yīng)線圈中感生出一個電脈沖。此后若該磁場減弱，敏感絲磁化方向?qū)⒈３址€(wěn)定不變，感應(yīng)線圈也無電脈沖輸出；但當(dāng)相反極性（s極）磁場增強觸發(fā)磁感應(yīng)強度時，敏感絲磁化方向又瞬間發(fā)生翻轉(zhuǎn)，并在感應(yīng)線圈中感生出一個方向相反的電脈沖。如此反復(fù)，韋根傳感器便將交變磁場的磁信號轉(zhuǎn)換成交變電信號。

　　Wiegand接口界面由三條導(dǎo)線組成：

　　數(shù)據(jù)0（Data 0）：暫定藍色，通常為綠色。

　　數(shù)據(jù)1（Data 1）：暫定白色，通常為白色。

　　GND：暫定信號地，通常為黑色。

　　這3條線負責(zé)傳輸Wiegand信號。D0、D1在沒有數(shù)據(jù)輸出時都保持+5V高電平。若輸出為0，則D0拉低一段時間，若輸出為1，則D1拉低一段時間。如下圖所示：

　　上圖顯示的是讀卡器將數(shù)字信號以bit的方式發(fā)給門禁控制器的一個時序圖。這個時序圖的Wiegand指導(dǎo)方針是遵照SIA 門禁控制標(biāo)準協(xié)議，這個協(xié)議是針對26bit的Wiegand讀卡器（一個脈沖時間在20us至100us之間，脈沖的跳變時間在200us至20ms之間）。Data1和Data0信號是高電平（大于Voh），直到讀卡器準備發(fā)一個數(shù)據(jù)流過來。讀卡器發(fā)出的是異步的低電平的脈沖（小于Vol），通過Data1 或者Data0 線把數(shù)據(jù)流傳送給門禁控制盒（如圖一的鋸齒波）。Data1和Data0脈沖不會交疊，也不會同步發(fā)生。

　　5.以太網(wǎng)有線和WIFI

　　越來越多的門禁主機采用以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議進行設(shè)備間通訊，這樣的聯(lián)網(wǎng)型門禁設(shè)備可以通過對接網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的方式進行對接開發(fā)。

　　有線以太網(wǎng)通過RJ45網(wǎng)線進行連接，WIFI網(wǎng)絡(luò)是成熟穩(wěn)定的協(xié)議，以近距離無線方式進行連接。

　　6.藍牙

　　在近場通訊時，藍牙也是較常用的連接協(xié)議。藍牙（ Bluetooth? ）：是一種無線技術(shù)標(biāo)準，可實現(xiàn)固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波）。藍牙技術(shù)最初由電信巨頭愛立信公司于1994年創(chuàng)制，當(dāng)時是作為RS232數(shù)據(jù)線的替代方案。

　　藍牙2.0的速度:1.8M/s，藍牙3.0的速度:可達24M/s，藍牙4.0的速度:24M/s，覆蓋范圍可超過100m。

　　藍牙2.0的標(biāo)準是基于1.2進行改進和研發(fā)的 ，相較于1.2來說，藍牙2.0的傳輸速度有極大幅度的提高，約為1.8M/s~2.1M/s，同時，2.0開始支持雙工模式，即可以同時支持語音通話和數(shù)據(jù)傳輸，其中數(shù)據(jù)傳輸支持文檔和圖片。

　　藍牙3.0于2007年正式公布，3.0采用了全新的交替射頻技術(shù)Generic Alternate MAC/PHY"(AMP)。3.0極大地提高了傳輸速度，能夠達到24Mbps，在需要的時候甚至能夠調(diào)用802.11 WI-FI并實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹姶蠊δ?。由?.0的傳輸速度提高了八倍以上，配備藍牙3.0的設(shè)備之間能夠進行很多視頻、高清圖片等大容量的文件傳輸。

　　藍牙4.0標(biāo)準在2010年7月發(fā)布，4.0最大的亮點是低功耗，且加強了兼容性，降低了延遲，但理論最高傳輸速度依然沒有改變，還是24Mbps，不過，藍牙4.0能夠覆蓋超過100米的范圍，遠遠高于過去僅僅只能覆蓋10米時的標(biāo)準，這一點是極大的改變。

　　總結(jié)：人臉門禁與門禁主控板、電磁鎖的聯(lián)動，可以支持開關(guān)量、485、以太網(wǎng)、韋根協(xié)議以及藍牙等多種形式。目前485、韋根協(xié)議、以太網(wǎng)是主流的協(xié)議，未來藍牙等也有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/strong>

　　本篇總結(jié)：

　　一體化人臉門禁產(chǎn)品是當(dāng)前人臉門禁的主流產(chǎn)品，產(chǎn)品部件眾多、組合方式多樣、適用范圍差異較大?？陀^來看，所有產(chǎn)品功能設(shè)計的組合是為了用戶的需求和場景的細分，所以提出了以用戶使用場景來劃分一體化人臉門禁產(chǎn)品，形成了三種場景分類、三種比對設(shè)備級別的細分。

　　三種場景分類為：第一類，室內(nèi)標(biāo)準配合場景；第二類，樓道出入口半配合場景；第三類，園區(qū)或建筑出入口自然通行場景。

　　三種比對設(shè)備級別為：第三級，消費級，適用于1000人臉庫以內(nèi)的配合型比對；第四級，企業(yè)級，適用于10000人臉庫以內(nèi)的半配合型比對；第五級，行業(yè)級，適用于50000人臉庫以內(nèi)的自然通行比對。其它分級如第一級學(xué)術(shù)級、第二級娛樂級和第六級金融級屬于應(yīng)用數(shù)量較少的種類，不再詳細闡述。

　　第六篇 人臉門禁產(chǎn)品軟件

　　人臉門禁通常不僅是一體機的單機系統(tǒng)，還涉及管理平臺、客戶端軟件等軟件組件。而且人臉門禁一體機上的單機軟件也是人臉門禁產(chǎn)品軟件的重要組成部分。通常來說人臉門禁的軟件涉及幾個方面：

　　設(shè)備端軟件。指運行在人臉門禁一體機或者組合式產(chǎn)品上的離線門禁管理軟件，實現(xiàn)人臉檢測和防線比對功能；

　　平臺管理軟件。指運行在服務(wù)器主機或者云平臺上的管理軟件，實現(xiàn)人臉庫管理、設(shè)備管理等功能；

　　客戶端軟件。通常指運行在客戶端電腦上的門禁管理軟件，實現(xiàn)對設(shè)備、對用戶的交互界面。

　　人臉門禁業(yè)務(wù)流程

　　人臉門禁通常的業(yè)務(wù)流程涉及設(shè)備初始化、用戶注冊和庫管理、人臉檢測和庫比對、報警聯(lián)動、運營維護等步驟流程，各個步驟相互關(guān)聯(lián)，每增加一個設(shè)備或者用戶都涉及要循環(huán)類似的業(yè)務(wù)流程。

　　1.設(shè)備初始化

　　人臉門禁設(shè)備的初始化一般包括如下內(nèi)容：

　　設(shè)備參數(shù)初始化，如設(shè)備名稱、位置等信息；

　　網(wǎng)絡(luò)參數(shù)初始化，如設(shè)備的IP地址、訪問外網(wǎng)的方式等；

　　人臉檢測參數(shù)初始化，如采用的攝像機種類、人臉檢測算法參數(shù)配置等；

　　人臉比對參數(shù)初始化，如人臉比對的一些配置參數(shù)；

　　門禁聯(lián)動配置的初始化，配置與門禁設(shè)備的協(xié)議對接等方式等。

　　其它一些和系統(tǒng)或組網(wǎng)相關(guān)的參數(shù)初始化。

　　2.人臉庫注冊和管理

　　人臉門禁要想對人臉進行比對，首先要對比對人臉的名單庫進行注冊管理，通常采用批量導(dǎo)入或者用戶逐個注冊的方式實現(xiàn)對人臉門禁底庫的建立。

　　人臉庫建立以后，還涉及到增加人員名單、更新或刪除人員名單等操作。

　　涉及到訪客管理功能時，需要對訪客進行邀請、注冊、到達告警以及訪客權(quán)限的過期自動刪除等。

　　3.人臉門禁比對和聯(lián)動

　　人臉門禁的比對通常在設(shè)備和用戶數(shù)據(jù)初始化以后，由人臉門禁設(shè)備自動完成。人臉門禁在比對通過的結(jié)果還要和門禁及其它模塊進行報警聯(lián)動。

　　4.運營維護和數(shù)據(jù)分析

　　人臉門禁的通行記錄、報警記錄、訪客記錄、用戶和設(shè)備權(quán)限等數(shù)據(jù)，可供后臺查詢或者數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

　　設(shè)備端軟件

　　運行在人臉門禁比對設(shè)備上的軟件通常稱為設(shè)備端軟件。根據(jù)設(shè)備端軟件操作系統(tǒng)一般分為Android設(shè)備端軟件、Linux設(shè)備端軟件和Windows設(shè)備端軟件。當(dāng)前基于Android的設(shè)備端軟件占據(jù)主流地位。Linux設(shè)備端軟件通常穩(wěn)定性好但是功能可能相對簡單而且難于擴展，Windows設(shè)備端軟件通常穩(wěn)定性較低。

　　設(shè)備初始化。指在設(shè)備端對設(shè)備的基本信息、網(wǎng)絡(luò)信息、人臉檢測信息、人臉庫信息、運營維護、升級管理等功能進行初始化配置。設(shè)備初始化往往是安裝設(shè)備的第一階段的工作。

　　人臉庫注冊。指在設(shè)備端對人臉庫進行添加和管理。以Android設(shè)備端軟件為例，在設(shè)備端的人臉庫管理往往比較簡單，僅提供基本的人員添加、修改和刪除功能，更多功能需要在后臺管理軟件進行擴展。如果人臉門禁設(shè)備支持聯(lián)網(wǎng)管理，也涉及到設(shè)備本地注冊的人臉名單庫要與后臺注冊的人臉名單庫進行同步更新的操作。

　　聯(lián)動控制。通常指對接門禁控制器的連接接口和對接協(xié)議，以實現(xiàn)對人臉門禁控制器的控制功能。聯(lián)動控制通常涉及到開關(guān)量、485總線或者韋根協(xié)議的兼容性問題。

　　數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計。設(shè)備端軟件要能支持基礎(chǔ)的人臉比對記錄、通行記錄、權(quán)限記錄的查詢和導(dǎo)出管理等功能。

　　平臺管理軟件

　　平臺管理軟件是指運行在局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)主機或者互聯(lián)網(wǎng)云平臺上的管理軟件，實現(xiàn)對多個門禁設(shè)備的統(tǒng)一管理和多個客戶端的接入管理功能。平臺管理軟件是實現(xiàn)人臉門禁聯(lián)網(wǎng)的核心軟件，平臺管理軟件的管理規(guī)模和業(yè)務(wù)功能決定了整個門禁系統(tǒng)的組網(wǎng)規(guī)模和可管理可維護的能力。

　　1.設(shè)備連接管理

　　平臺管理軟件的一個基本功能是對多臺設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)管理，監(jiān)測每臺設(shè)備的狀態(tài)以及對每臺設(shè)備進行數(shù)據(jù)的同步。

　　對每臺接入設(shè)備的狀態(tài)管理需要通過定時與每臺設(shè)備通訊以獲得設(shè)備的實時狀態(tài)以及對設(shè)備進行遠程操作管理。

　　對多臺設(shè)備數(shù)據(jù)進行同步是平臺管理的重要功能，例如對用戶設(shè)置了門禁訪問權(quán)限，那么當(dāng)系統(tǒng)增加多臺設(shè)備時平臺軟件負責(zé)把用戶的權(quán)限數(shù)據(jù)同步到指定范圍內(nèi)的多臺門禁設(shè)備。

　　2.用戶庫管理

　　平臺管理軟件實現(xiàn)對所有用戶以及涉及用戶的群組的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理功能。平臺的用戶管理一般支持批量的用戶操作、用戶的權(quán)限管理以及用戶的記錄管理等功能。

　　用戶分為系統(tǒng)管理員用戶、普通用戶和訪客用戶等不同類型，平臺管理應(yīng)支持多種不同用戶的差異化管理。

　　3.記錄管理

　　平臺負責(zé)記錄所有設(shè)備所有用戶的基本數(shù)據(jù)、配置權(quán)限、通行記錄等數(shù)據(jù)，支持對記錄管理的導(dǎo)出備份等。

　　4.系統(tǒng)管理

　　平臺一般也支持軟件版本自動升級、系統(tǒng)配置以及對設(shè)備、對用戶的基礎(chǔ)配置等工作。

　　客戶端軟件

　　客戶端軟件是指安裝在電腦或手機等設(shè)備上，直接連接管理平臺，可以實現(xiàn)平臺的交互界面的軟件?？蛻舳塑浖ǔ閃EB版本或者APP程序版本，甚至完全通過微信、百度、阿里的小程序?qū)崿F(xiàn)對客戶端的各項基本操作。

　　1.批量設(shè)備管理

　　除了基本的設(shè)備管理功能外，客戶端軟件可實現(xiàn)對設(shè)備的批量添加、批量修改或批量刪除。客戶端軟件將平臺的功能進行交互呈現(xiàn)。

　　設(shè)備管理通常涉及到設(shè)備所屬的區(qū)域、所屬的組織的配置管理。

　　2.批量用戶管理

　　客戶端軟件可實現(xiàn)對用戶的單獨管理和批量管理，用戶管理是客戶端軟件的主要功能。通常涉及用戶的組織管理、用戶的添加和修改、刪除等。

　　3.訪客管理

　　訪客在門禁系統(tǒng)中是一種特殊的用戶，即配置完用戶后過了指定時期可由系統(tǒng)自動刪除權(quán)限的用戶。

　　4.數(shù)據(jù)管理

　　客戶端支持對設(shè)備數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、訪問數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)的查詢、導(dǎo)出等功能。

　　5.運營維護

　　客戶端軟件應(yīng)支持配置系統(tǒng)基本信息、配置軟件升級信息、配置一些系統(tǒng)必備的信息等。

　　總結(jié)：人臉門禁的硬件是產(chǎn)品的骨架，人臉門禁的軟件是產(chǎn)品的靈魂。人臉門禁軟件涉及到設(shè)備端軟件、平臺軟件和客戶端軟件等幾種類型。軟件功能的業(yè)務(wù)豐富度、軟件功能的易用性是人臉門禁實用性最重要的體現(xiàn) 。

　　第七篇 測試檢驗方法

　　作為最終用戶如何選擇和檢測人臉門禁產(chǎn)品是核心的基礎(chǔ)需求。人臉門禁的產(chǎn)品檢驗應(yīng)首先結(jié)合用戶的使用場景，確定人臉門禁應(yīng)檢測的范圍和重點功能，過少的檢測將影響系統(tǒng)的可用性，過多的檢測實際上除了增加不必要的系統(tǒng)成本也容易造成對重點功能的忽視。建議按照人臉門禁適用的三類場景和六種應(yīng)用需求，確定人臉門禁的使用用戶以后再進行針對性的測試檢驗。

　　人臉門禁的測試檢驗通常分為：

　　按照這些檢測過程，對人臉門禁產(chǎn)品的測試列為測試項目查驗表的形式進行。

　　應(yīng)用場景和測試用例的設(shè)計

　　人臉門禁的測試檢驗，通常要考慮以下應(yīng)用場景：

       成像環(huán)境

　　主控模塊性能

　　對主控模塊的檢測應(yīng)能體現(xiàn)出設(shè)備主控的計算性能和管理人臉庫的容量　　聯(lián)動輸出

　　對聯(lián)動報警的測試，通常檢測以下項目：

　　產(chǎn)品評估綜合因素

　　評估人臉門禁產(chǎn)品的原則是：先評估類別，例如是室外型、樓層型還是室內(nèi)門型，再評估設(shè)備的性能等級是消費級、企業(yè)級、行業(yè)級。評估人臉門禁最好通過公開的檢測檢驗機構(gòu)進行。

　　人臉門禁產(chǎn)品的評估，建立 針對主要功能項，采用計分制的方式進行評估，以衡量相對優(yōu)勢。典型的人臉門禁評分模型參考如下：

　　第八篇 行業(yè)解決方案

　　人臉門禁并不是一個孤立的產(chǎn)品，而是涉及到產(chǎn)品的聯(lián)網(wǎng)和應(yīng)用的場景。結(jié)合不同應(yīng)用場景可組合多種人臉門禁產(chǎn)品進行綜合應(yīng)用，實現(xiàn)對細分場景的完整應(yīng)用能力。以下細分解決方案僅描述產(chǎn)品方案涉及的組成和聯(lián)網(wǎng)情況。

　　細分解決方案時，會結(jié)合需要將人臉門禁產(chǎn)品形成人臉攝像機、人臉比對屏、人臉閘機、人臉智能柜等多種產(chǎn)品形態(tài)。

　　事實上有人的地方都可能會用到人臉門禁系統(tǒng)或者人證合一設(shè)備，尤其是在機場案件、火車站進展、邊防站、酒店大堂認證合一得到了廣泛的應(yīng)用。人證合一嚴格意義上來講就是人臉門禁系統(tǒng)。

　　智能樓宇

　　毫無疑問，智能樓宇行業(yè)將是除人證合一應(yīng)用之外最大的行業(yè)之一了。在智能樓宇的業(yè)態(tài)中，包含了小區(qū)（住人）、大廈（辦公）、工廠（生產(chǎn)）、酒店（住宿）、各種場館（活動），而這些場所正是大多數(shù)市民工作和學(xué)習(xí)的地方，進出的次數(shù)最多，故而人臉門禁的需求最大。

　　智能樓宇和人臉識別相關(guān)的不僅包括人臉門禁產(chǎn)品，還包括人臉攝像機、人臉閘機、電梯人臉控制系統(tǒng)、人臉智能柜（快遞柜）、人臉訪客系統(tǒng)、人臉考勤系統(tǒng)、人臉會議簽到系統(tǒng)。

　　智感社區(qū)

　　智感社區(qū)又稱智感安防區(qū)，是繼平安城市、雪亮工程之后的又一大安防藍海市場。常見的智感社區(qū)要解決最后一公里人員和車輛的管理問題。而人臉門禁系統(tǒng)是最佳的人員管理方案，故而智感社區(qū)優(yōu)先建設(shè)人臉門禁系統(tǒng)，當(dāng)然進出門的權(quán)限可能由卡片來決定，而不一定要用人臉進行識別，人臉識別只作為一種圖像記錄的手段?！　≈歉猩鐓^(qū)如果足夠大的話，人臉識別的應(yīng)用和智能樓宇差不多，唯一不同的是智感社區(qū)的門禁可能帶人臉識別功能也可能不帶，即使是具備人臉識別的門禁機，也不一定用人臉做通行權(quán)限的判斷。其他的人臉攝像機、人臉閘機、人臉訪客管理、電梯人臉梯控等也會用到。

　　智能校園

　　智慧校園的主要服務(wù)對象是學(xué)生，而不能像管理居民和上班族那樣管理。主要應(yīng)用校園的主出入口用來人臉識別身份，校園宿舍的舍管系統(tǒng)（比如對夜不歸宿的管理）、課堂簽到、考試實名認證等。

　　在智慧校園的建設(shè)中，可能包括的系統(tǒng)或產(chǎn)品有：人臉識別攝像機、人臉閘機、人臉訪客系統(tǒng)、人臉門禁、人臉班牌、人臉考勤系統(tǒng)、人臉消費系統(tǒng)、人臉圖書借閱系統(tǒng)等。

　　智能零售

　　對于零售業(yè)而言，線上向線下滲透、線下向線下滲透同樣流行。對線下的實體商業(yè)而言，如果最大限度的吸引顧客、分析顧客行為、為顧客提供差異化服務(wù)，提高單點的人流量和交易量同樣重要。而利用人臉識別技術(shù)進行人流統(tǒng)計、VIP身份識別、防盜、防竊、熱度圖分析、用戶行為分析方面有著很大的技術(shù)優(yōu)勢和技術(shù)成熟度。

　　對零售行業(yè)而言，和人臉識別相關(guān)的應(yīng)用和系統(tǒng)包括：人臉客流畫像攝像機、人臉廣告屏、VIP會員管理系統(tǒng)給、人臉會員收銀機、人臉智能柜（存物柜）等應(yīng)用。當(dāng)然也可以用于店鋪的工作人員考勤、簽到服務(wù)。

　　第九篇 未來發(fā)展趨勢

　　預(yù)測趨勢的最好方法就是不去預(yù)測。在2009年的時候，編者之一的紐豪斯就曾經(jīng)預(yù)測過門禁系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，唯一沒有預(yù)測到的趨勢就是人臉識別門禁系統(tǒng)（雖然有提到生物識別），但人臉識別不僅發(fā)生，而且成為事實。

　　預(yù)測趨勢是毫無意義的。本書在最后一張里和大家分享最近2-3年最可能發(fā)生的事情。

　　無感通行（無閘機、無門禁）。就是不論是人還是車輛完全不需要配合，自然通行就可以通過任何閘機或門禁，甚至不用刷卡、不用掃二維碼，就是無感通行的典型應(yīng)用。比如現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了很多高級寫字樓已經(jīng)取消物例閘機、有些地鐵站的閘機是常開的沒有權(quán)限才自動關(guān)閉進行攔截。

　　人臉+電梯。理論上講電梯才是最好的門禁系統(tǒng)，我們可以設(shè)想在一棟高層建筑物里面，你到達的每一層都要通過電梯到達，目前的很多高檔電梯都可以實現(xiàn)樓層控制和自動派梯。我們可以設(shè)想一種場景，不論是業(yè)主還是訪客，當(dāng)你走在電梯門口時，電梯可以自動判斷你要抵達的樓層，不論你是業(yè)主還是訪客，如果電梯自動派梯多要抵達的樓層不是你所想要的樓層才需要手工干預(yù)抵達的樓層，但是即使手工干預(yù)，系統(tǒng)也可以通過人臉識別判斷你到底有沒有到達相關(guān)樓層的權(quán)限，最大限度的提高大廈的安全性和無感通行的效率。

　　人臉+停車場出入口管理。我們可以假想一種場景，當(dāng)你駕駛一輛無牌車進入一個具備車牌識別的停車場，你會發(fā)現(xiàn)你還是無法實現(xiàn)自動進入（無感通行），現(xiàn)有的解決方案主要包括拿卡、手機掃二維碼，而未來一定會出現(xiàn)一種通過人臉識別的方法讓無牌車實現(xiàn)自動放行，你只需要搖下車窗（甚至不用），系統(tǒng)通過人臉識別來判斷車輛身份。也就是說未來的停車場不一定是靠車牌判斷通行權(quán)限的，很有可能僅通過人臉識別就能夠?qū)崿F(xiàn)通行權(quán)限管理和自動繳費。

　　人臉+門禁。未來2-3年一定會出現(xiàn)人臉識別無感通行的門禁系統(tǒng)，傳統(tǒng)的道閘消失了、大門是常開的，你可以自然的通行任何一個區(qū)域（如果你擁有權(quán)限的話），但是當(dāng)你們權(quán)限的時候，物例裝置會自動關(guān)閉通行區(qū)域，這個時候閘機關(guān)上、大門也會自動關(guān)閉。對于強行過關(guān)的人和車系統(tǒng)會自動識別黑名單，下一道門禁或閘機就不會讓你通行，當(dāng)然系統(tǒng)還具備高效的防尾隨系統(tǒng)，一旦發(fā)生尾隨，系統(tǒng)就會禁行人和車一段時間（或者永久），就會有力的防止非授權(quán)進出，人工也可以干預(yù)。貌似不安全的系統(tǒng)同樣會提高系統(tǒng)的安全性。

　　全功能型閘機。一部閘機同時支持刷門禁卡、身份證、地鐵卡、閃付卡、二維碼、Apple Pay（或者其他Pay）、指紋、指靜脈、虹膜、掌紋、人臉識別，總之你喜歡用哪一種就支持哪一種。最大化限度的方便人的進出，這樣的趨勢已經(jīng)出現(xiàn)，相信最先應(yīng)用的將是地鐵的市場，之后會逐漸普及到各種需要通道的場所。

　　成像能力的全天候。隨著攝像頭成像能力的普遍提升，人臉門禁將不再區(qū)別室外版還是室內(nèi)版，攝像頭將統(tǒng)一具有全天候成像能力，適用各種復(fù)雜的光線條件。

　　人臉比對性能的更大提升。當(dāng)前人臉門禁由于主控板性能問題仍需要劃分消費級、企業(yè)級、行業(yè)級門禁，未來隨著性能的提升，企業(yè)級甚至行業(yè)級主機將是基礎(chǔ)配置，硬件性能將大幅度提升。

　　人臉管理軟件的豐富化。未來人臉門禁的軟件將豐富化、模塊化、多元化。門禁軟件將不僅只是門禁通行、考勤打卡，而且將集成到員工的情緒分析、通知消息、活動評估等多種情況。

　　人臉比對數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)化。人臉門禁的設(shè)備將不再孤立只是門禁數(shù)據(jù)，而將與員工行為評估、任務(wù)分工、IT信息關(guān)聯(lián)等多種信息系統(tǒng)融合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)化。

　　人臉庫ID的統(tǒng)一融合。未來人臉門禁將不再需要單獨注冊ID，而是借助微信、手機號等公用ID，實現(xiàn)統(tǒng)一融合的一人一檔身份授權(quán)管理。

　　真正的未來趨勢是需要廣大讀者和編者們一起去努力實現(xiàn)的，誰說不是呢？

       注：文章轉(zhuǎn)載自公眾號：AI智道，作者：紐豪斯