防盗系统软件设计说明书.docx
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防盗系统软件设计说明书
软件设计说明书
目录
1引言2
1.1编写目的2
1.2背景3
1.3定义3
1.4参考资料3
2总体设计4
2.1需求规定4
2.2运行环境5
2.3基本设计概念和处理流程6
2.4结构6
2.5功能性需求与程序的关系9
2.6人工处理过程10
2.7尚未解决的问题10
3接口设计10
3.1用户接口10
3.2外部接口11
3.3内部接口12
4.系统数据结构设计13
4.1数据库表名清单13
4.2数据库表的详细清单13
5界面设计14
6系统出错处理设计17
6.1出错信息17
6.2补救措施17
1引言
智能防盗监控系统需求分析小组通过与专业老师的交流以及大量网上查询，细致地了解到用户对智能防盗监控系统的要求，确定了系统的功能要求，性能要求及系统运行支持环境要求等。
为下一步的开发工作奠定了良好的基础。
本软件需求说明书全面地介绍了智能防盗监控系统所需要完成的工作，使开发人员能清楚地知道该系统所要完成的任务和达到的效果。
1.1编写目的
1.作为软件系统开发技术协议的参考依据，为双方提供参考。
2.根据智能监控系统的特点和业务流程的特点，对将要开发的软件系统的主要功能、性能进行完整描述，为软件开发者进行设计和编程提供基础。
3.为软件提供测试和验收的依据，即为选取测试用例和进行验收提供依据。
预期读者：
需求审评小组、项目开发人员、项目测试人员。
1.2定义
列出本文件中用到的专门术语的定义和外文首字母词组的原词组
总体结构：
软件系统的总体逻辑结构。
数据字典：
数据字典中的名字都是一些属性与内容的抽象与概括，其特点是数据的严密性和精确性，不能有半点含糊。
数据字典又分为用户数据字典和系统数据字典。
用户数据字典包括单位的各种编码或代码。
动态数据：
在软件运行过程中，系统给用户的数据，也就是系统在处理过程中或处理之后所产生的数据。
静态数据：
系统运行之前设定的数据，它表示系统的初始状态或初始功能。
1.3参考资料
a.智能防盗监控系统项目审批表
b.吕云翔等.软件工程实用教程.北京：
机械工业出版社，2010.10
2总体设计
2.1需求规定
对“智能防盗监控系统”的功能性需求规定如表1所示
表1功能性需求规定表
序号
功能名称
功能描述
输入
系统响应
输出
1
预处理系统
将摄像头摄入的图像进行灰度、噪声、光照、皮肤分割等的处理以便于以后人脸的检测
摄像头拍摄的一帧一帧的图像
图片处理
备选人脸区域的图像
2
人脸的跟踪检测
首先在图像中检测出是否存在人脸，如果存在人脸就对其进行跟踪检测并得到人脸区域
备选人脸区域的图像
图像处理，以及对人脸标记跟踪，得人脸区域数据
人脸区域图片
3
人脸特征提取
对人脸区域图片进行局部特征提取（比如眼睛）
人脸区域图片
人脸局部图片处理，提取人脸特征
人脸特征数据
4
人脸识别
由第三个功能模块得到的人脸特征数据与数据库中人脸特征进行比对，如果不存在，则发出警报
第三个模块得到的人脸特征数据
进行人脸特征比对
是否存在的信号
对“智能防盗监控系统”的性能需求规定如表2所示
表2性能需求规定表
序号
性能名称
性能描述
输入
系统响应
输出
备注
1
现场信息存储
将摄像头摄入的原始图像进行存储以便以后的查询
摄像头摄入的原始图像
存储时间不能超过1秒
原始图像数据库中
2
人脸识别
在一张图像中检测人脸是否存在
原始图像
识别人脸的正确率不能小于80%
人脸区域图像
3
图像处理
对人脸区域图像的人脸进行特征提取
人脸区域图像
总处理时间不超过0.5秒
特征提取后人脸数据
4
人脸的比对时间
将图像将特征提取后的人脸与人脸数据库进行比对如果不存在则发出信号
特征提取后的人脸数据
系统响应时间不能超过0.1秒
是否存在的信号
5
执行信号
将是否在人脸数据库存在的信号发出
信号的发出时间不超过0.5秒
将是否在人脸数据库存在的信号
-
是否让此人进入
2.2运行环境
硬件平台：
a.CPU:
PentiumIII500MHz以上
b.磁盘空间容量：
600MB以上
c.内存：
256MB以上
d.其他：
摄像机、报警器
软件平台：
a.操作系统：
Win7/WindowsXp
b.数据库：
SQLServer2008
c.开发工具：
VisualStudio2010
2.3基本设计概念和处理流程
本系统的数据处理流程如图1所示。
本系统的设计基于低耦合，高内聚的理念，尽量使不同的功能分配到不同的模块中实现，而把目标相同，处理数据类似的功能分配到同一模块中实现。
2.4结构
本系统的总体结构示意图可由如图2表示。
在“智能防盗监控系统”的系统结构示意图中，系统的低层模块包含：
图像采集、保存图像、灰度处理、噪声处理、光照处理、肤色分割、训练分类器、检测人脸区域、提取人脸特征、识别人脸、报警、保存结果；系统的高层模块包含：
接收图像、处理图像、识别人脸。
图1数据流图
图2整体结构图
高层功能模块的清单如表3所示。
表3高层功能模块清单
模块编号
模块中文名称
模块英文名称
功能简述
备注
M1
接收图像
ImReceive
摄像头获取图像并保存
M2
处理图像
ImProcessing
将图像进行预处理、
人脸区域检测及特征提取
M3
识别人脸
FaceRecognise
人脸特征比对及输出结果
中层功能模块的清单如表4所示。
表4中层功能模块清单
模块编号
模块中文名称
模块英文名称
所属的上层模块编号
功能简述
备注
M1-1
图像采集
ImAcquire
M1
通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中
M1-2
保存图像
ImSave
M1
将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用
M2-1
预处理
ImPrepro
M2
对原始图像进行一些处理以便以后的检测
M2-2
人脸检测
FaceDetect
M2
检测图像中是否存在人脸
M2-3
提取人脸特征
ImExtracting
M2
在人脸区域中提取人脸特征
M3-1
人脸比对
FaceMatching
M3
进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸
M3-2
报警
Alarm
M3
不存在则发出警报信号
M3-3
保存结果
ResultSave
M3
将识别结果保存下来
低层功能模块的清单如表5所示。
表5低层功能模块清单
模块编号
模块中文名称
模块英文名称
所属的高层模块编号
功能描述
备注
M1-1
图像采集
ImAcquire
M1
通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中
M1-2
保存图像
ImSave
M1
将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用
M2-1-1
灰度处理
GreyProcessing
M2-1
将原始图像进行预处理，提高图像质量，以便以后人脸的检测
M2-1-2
噪声处理
NoiseProcessing
M2-1
M2-1-3
光照处理
LightProcessing
M2-1
M2-1-4
肤色分割
SkinSeg
M2-1
M2-2-1
训练分类器
ClassifierTraining
M2-2
寻找具有高识别率的分类器
M2-2-2
检测人脸区域
RegionDetect
M2-2
利用分类器检测人脸区域
M2-3
提取人脸特征
ImExtracting
M2-3
在人脸区域中提取人脸特征
M3-1
人脸比对
FaceMatching
M3
进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸
M3-2
报警
Alarm
M3
不存在则发出警报信号
M3-3
保存结果
ResultSave
M3
将识别结果保存下来
各模块之间的调用关系如图3所示
图3模块调用关系
2.5功能性需求与程序的关系
下面用如图4所示的矩阵图说明各项功能需求的实现同个模块之间的分配关系。
序号
M1-1
M1-2
M2-1-1
M2-1-2
M2-1-3
M2-1-4
M2-2-1
M2-2-2
M2-3
M3-1
M3-2
M3-3
备注
1
√
√
√
√
√
2
√
√
3
√
4
√
√
√
图4功能需求与模块关系图
注：
序号对应的详细功能需求描述参见表1，模块序号对应的模块功能参见表5中的低层功能模块清单。
2.6人工处理过程
本系统是智能防盗系统，无需人工处理。
2.7尚未解决的问题
算法
3接口设计
3.1用户接口
用户接口如表6所示。
表6用户接口表
模块编号
模块中文名称
功能简述
用户接口入口参数
用户接口出口参数
备注
M1-1
图像采集
通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中
无
原始图像
M1-2
保存图像
将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用
原始图像
原始图像数据库
M2-1-1
灰度处理
对图像进行灰度处理
原始图像
灰度处理后的图像
M2-1-2
噪声处理
进行噪声处理
灰度处理后的图像
噪声处理后的图像
M2-1-3
光照处理
进行光照处理
噪声处理后的图像
光照处理后的图像
M2-1-4
肤色分割
进行肤色分割找出可以人脸区域
光照处理后的图像
备选人脸区域图像
M2-2-1
训练分类器
寻找具有高识别率的分类器
人脸样本库
分类器
M2-2-2
检测人脸区域
利用分类器检测人脸区域
备选人脸区域图像
人脸区域图像
M2-3
提取人脸特征
在人脸区域中提取人脸特征
人脸区域图像
人脸特征数据
M3-1
人脸比对
进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸
人脸特征数据.人脸数据流库
是否存在
M3-2
报警
不存在则发出警报信号
是否存在
若存在发出信号
M3-3
保存结果
将识别结果保存下来
是否存在
保存在原始图像数据库
3.2外部接口
外部接口如表7所示。
表7外部接口表
模块编号
模块中文名称
功能简述
外部接口
参数
备注
M1-1
图像采集
通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中
摄像头
无
M1-2
保存图像
将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用
摄像头
原始图像
M2-1-1
灰度处理
对图像进行灰度处理
无
原始图像
M2-1-2
噪声处理
进行噪声处理
无
灰度处理后的图像
M2-1-3
光照处理
进行光照处理
无
噪声处理后的图像
M2-1-4
肤色分割
进行肤色分割找出可以人脸区域
无
光照人脸区域图像
M2-2-1
训练分类器
寻找具有高识别率的分类器
人脸样本库
人脸样本库
M2-2-2
检测人脸区域
利用分类器检测人脸区域
无
备选人脸区域图像
M2-3
提取人脸特征
在人脸区域中提取人脸特征
无
人脸区域图像
M3-1
人脸比对
进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸
人脸数据流库
人脸特征数据.人脸数据流库
M3-2
报警
不存在则发出警报信号
无
是否存在
M3-3
保存结果
将识别结果保存下来
无
是否存在
3.3内部接口
内部接口如表8所示。
表8内部接口表
模块编号
模块中文名称
功能简述
内部接口入口
内部接口出口
备注
M1-1
图像采集
通过摄像头采集图像并传送到人脸识别系统中
无
M1-2
M2-1-1
M1-2
保存图像
将摄像头摄入的原始图像保存以备以后调用
M1-1
M2-1-1
M2-1-1
灰度处理
对图像进行灰度处理
M1-1
M2-1-2
M2-1-2
噪声处理
进行噪声处理
M2-1-1
M2-1-3
M2-1-3
光照处理
进行光照处理
M2-1-2
M2-1-4
M2-1-4
肤色分割
进行肤色分割找出可以人脸区域
M2-1-3
M2-2-1
M2-2-1
训练分类器
寻找具有高识别率的分类器
M2-1-4
M2-2-2
M2-2-2
检测人脸区域
利用分类器检测人脸区域
M2-2-1
M2-3
M2-3
提取人脸特征
在人脸区域中提取人脸特征
M2-2-2
M3-1
M3-1
人脸比对
进行人脸的特征比在数据库中是否存在此人脸
M2-3
M3-2
M3-3
M3-2
报警
不存在则发出警报信号
M3-1
无
M3-3
保存结果
将识别结果保存下来
M3-1
无
4.系统数据结构设计
4.1数据库表名清单
数据库表名清单如表9所示。
表9数据库表名清单表
序号
中文表名
英文表名
表功能说明
1
原始图像
Original_Image
用于存放经摄像头拍摄的原始图像
2
宿舍人脸图像
Live_Image
存放宿舍楼居住人的人脸图像
3
宿舍特征数据
Live_FeatureData
存放宿舍楼人脸特征数据
4.2数据库表的详细清单
表10Original_Image表
序号
字段中文名
字段英文名
类型、宽度、精度
允许空
主键/外键
1
日期时间
DateTime
Datetime
PK
2
原始图像
Original_Image
Image
3
识别结果
Result
char（10）
表11Live_Image表
序号
字段中文名
字段英文名
类型、宽度、精度
允许空
主键/外键
1
学号
ID
char（10）
PK
2
姓名
Name
char（20）
3
宿舍号
LiveID
char（20）
4
人脸相片
Face_Image
Image
表12Live_FeatureData表
序号
字段中文名
字段英文名
类型、宽度、精度
允许空
主键/外键
1
学号
ID
char（10）
PK
2
特征数据
Feature_Data
varchar（max）
5界面设计
图5登陆界面
图6主界面
图7数据录入界面
图8摄像头控制界面
图9图像浏览界面
6系统出错处理设计
6.1出错信息
出错处理如表13所示。
表13出错处理信息表
错误编码
错误信息
处理方法
001
安装路径空间不足
用户重新选择存储空间充足的硬盘进行安装
002
数据库配置出错
用户重新运行数据库配置工具进行重新配置
003
输入信息不能为空
用户输入必填内容
004
已存在该信息
重新输入其他信息或进入修改界面进行信息修改
005
输入信息格式错误
改正格式错误的信息，重新输入
006
查询结果不存在
修改查询条件，重新查询
007
警报出错
调用数据库图像，重新确认身份
6.2补救措施
故障出现后可能采取的补救措施包括：
a.周期性地把磁盘信息记录到磁带上去，当原始系统数据万一丢失时，利用磁带记录建立副本；
b.故障发生后，将使用恢复再启动技术使软件从故障点恢复执行。
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