智能化的安全防范装置与系统(一）

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 陈龙  中国科学院自动化研究所       

    随着科技的进步，用于安全防范目的之设备和系统，也越来越具有智能化的特征。这不仅提高了
产品的性能和品质，也方便了人们的使用。本文对此略作介绍。

    微波感应移动侦测器

    原理是将微波经由天线发射到感应区域内，会感应到处于感应区域内物体所反射的微波，当有移
动物体进入微波的反射范围内时，反射波内会产生多普勒（doppler）低频AC信号， 出现此信号就表
明在侦测范围内有移动物体存在。

    移动侦测器使用的微波一般有三种波段：

    S波段–波长范围是5.9″到2.95″， 反射的是低频多普勒信号。S波段发射器是一个建在印刷电路
板上的单晶体振荡器。
    X波段–波长范围是1.44″到0.952″
    K波段–波长范围是0.656″到0.454″，反射的是高频多普勒信号。K波段发射器为Gunn两极真空管
的组合。

    智能型微波/红外双鉴探测器如以色列EL（Electronics Line Ltd。）公司的EL-1486型，指标如
下：
    （1）最大探测范围最大12-18米
    （2）红外探测采用全区域探测，分成多个透镜段和l个俯视段，由微处理器对每段区域的能量进
行分析计算，仅在确认是人体能量时才触发报警。
    （3）自动双向温度补偿（微处理器分析），在规定范围内灵敏度不会变化(-7℃-65℃)。
    （4）抗射场、电场、白光干扰，有电击保护

指纹门禁系统

    美国ldentix门禁产品FingerscanV2O使用Identicator公司的ID Safe生物测定技术，输出门锁控
制信号。既可独立运行， 也可通过RS485、RS232联网，还可选以太网或Modem联网。更能与读卡机集
成。其技术规范如下：

    尺寸：7″×7″×3.5″
    重量：2磅
    电源：12VDC
    验证时间：l秒
    登记指纹：只需一次，0.5秒
    指纹特征大小：300字节
    ID号：1_~9位数字或读卡机输入
    可登记用户：标准512，可扩展至32000用户
    记录容量：8000笔记录
    波特率：300-56Kbps
    门控：锁控输出，Tamper Swittch，3路辅助输出，4路辅助输入
    仿读卡机输出：Wiegand卡、磁卡
    通信方式：可选RS485、RS232、TTL、Wiegand，可选以太网或Modem
    读卡机输入：可选威根(Wiegand)卡、HID卡、磁卡、条码卡

人像脸面识别技术

    人脸是比对人体特征时最有效的分辨部位。你只要看上某人一眼，就可以有对此人基本特征的认
识。识别的特征有限、鼻、口、眉、脸的轮廓（头、下巴、颊）的形状和位置关系，脸的轮廓阴影等
都可利用。它有“非侵犯性系统”的优点，可用在公共场合特定人士的主动搜寻，也是今后用于电子
商务认证方面的利器之一，各国都在竞相努力， 并已经在ATM自动取款机、机场的登机控制、司法移
民及警察机构、巴以加沙地带出入控制系统等开始应用。

    1、美国MIT等单位提出了Eigenface人脸特征辨识搜寻法；
    2、德国DCS公司研发出多重模版辨识技术；
    3、法国已将其用于ATM取款机上。在实际运用时，要朝着正面拍摄。用三台摄像机提供一个立体
面貌影像，更可防止以照片的仿冒。
    4、由于闭路电视摄像系统拍下的影像经常不清晰， 可能难以从中辨认出疑犯的面目。英国斯塔
福德郡大学正在开发一种软件，把闭路电视系统记录下的活动影像分解为多幅静止图像，再对不同角
度的图像进行分析，从中选取出面部如眼晴、鼻子、嘴、头发等重要的特征数据，再在计算机上“拼
合”出头部完整的三维图像，特别是清晰的疑犯面部图像。
    5、日本卫生医学工程公司开发出人脸影像超级姿势比对系统 （3DRugle for surperimposition
），辨识技术的研究非常活耀。

用于安全防范的人像辨识机产品是以PC机 (CPU PⅢ 800MHz以上)和Windows操作系统为平台，待
成熟后再转变为更有保密性的专用机。可先研发二维人像辨识机，待条件成熟后，再研发三维人像辨
识机，包括：

    l、图像采集输入与压缩处理模块 在机场通道由正面隐蔽摄像机自动摄下多幅三维头部、脸部图
像，左右两侧设置对称的低功率激光扫描仪，不断地描绘人的脸部轮廓。
    （1）如果采用的是DV格式数字摄像机，则摄像机输出的图像数据流VS（Video Stream）， 可以
直接与电脑控制主机快速进行数据交换。若采用LAN摄像机。可直接上网以数字方式传输远端图像。
    （2）如果采用的是模拟式CCD摄像机，则因首先要经过系统的视频接口及处理模块， 进行A/D转
换，并压缩成MPEC数据格式后予以存储。图像画面大小和清晰度根据需要有640 （480及1024、768、
1792、1200）等几种可选。
    2、图像数据库存储模块  在PC机硬磁盘容量为40GB时，存储容最开始可定为500个图像， 未来应用最大可达20000个图像。
    3、人脸活动图像与数据库存储画像比对判别模块  比对算法及比对速度是系统可否适用的关键。要求最大在3秒内完成（Venus3D能在1秒内拍摄3维立体图像）。
    4、符合程度报警模块  可设置不同的阈值，根据比对符合的特征点数而给出不同的报警等级。
    5、图像网络传输模块