人臉識(shí)別系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)方案

智能人臉識(shí)別系統(tǒng)技術(shù)方案2018年3月1智能人像比對(duì)平臺(tái)1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的共享人像庫(kù)，并在此基礎(chǔ)上，部署完整的人像比對(duì)判定平臺(tái)。該系統(tǒng)由人像標(biāo)準(zhǔn)化采集系統(tǒng)，人像數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)、基礎(chǔ)比對(duì)服務(wù)平臺(tái)、人臉識(shí)別應(yīng)用平臺(tái)4大部分組成，支持前端人像采集、靜態(tài)人臉查詢(xún)、移動(dòng)警務(wù)通人臉識(shí)別一體化服務(wù)。該平臺(tái)支持統(tǒng)一人像數(shù)據(jù)交換接口，兼容大多數(shù)人像數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)一的安全標(biāo)準(zhǔn)接口，兼容PKI密鑰，網(wǎng)絡(luò)加密狗等常見(jiàn)的安全標(biāo)準(zhǔn)接口。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如下：系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，以瀏覽器方式進(jìn)行人像預(yù)處理、人像比對(duì)、結(jié)果查詢(xún)、用戶管理、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)查詢(xún)等管理操作，減少了系統(tǒng)后臺(tái)管理、人口治安及其他警種成百上千終端安裝和維護(hù)難度，方便未來(lái)多警種共享應(yīng)用。系統(tǒng)可提供標(biāo)準(zhǔn)的WebService接口，將業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取的人像照片與相關(guān)人像庫(kù)進(jìn)行比對(duì)。1.2設(shè)計(jì)原則本著統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、分級(jí)管理、資源共享、無(wú)縫對(duì)接的設(shè)計(jì)原則，以人像比對(duì)算法為核心，整合多區(qū)域現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確識(shí)別、快速反映，覆蓋全面的智能人像識(shí)別應(yīng)用平臺(tái)。1.2.1先進(jìn)性該平臺(tái)算法由中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員、國(guó)際知名人臉識(shí)別專(zhuān)家、IEEE院士李子青教授領(lǐng)銜研發(fā)，是基于中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，針對(duì)公安各警種業(yè)務(wù)特點(diǎn)專(zhuān)門(mén)研發(fā)的綜合智能人像識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)。1.2.2開(kāi)放性人像采集與比對(duì)平臺(tái)具有統(tǒng)一的服務(wù)接口，兼容公安部擬指定的統(tǒng)一人像數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)草案。統(tǒng)一的安全驗(yàn)證，兼容PKI密鑰，身份認(rèn)證等常見(jiàn)的安全驗(yàn)證機(jī)制。1.2.3擴(kuò)展性整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)接口分為系統(tǒng)級(jí)別之間的接口與單個(gè)系統(tǒng)開(kāi)放出來(lái)的服務(wù)接口組成。系統(tǒng)可“隨需而變，以不變應(yīng)萬(wàn)變”提供多種可靠服務(wù)功能。1、系統(tǒng)級(jí)接口系統(tǒng)級(jí)接口指的是不同地區(qū)部署的人像輔助識(shí)別平臺(tái)之間的接口，主要有兩種訪問(wèn)方式第一種采用頁(yè)面查詢(xún)的方式，以只查詢(xún)方式進(jìn)行訪問(wèn)，通過(guò)系統(tǒng)提供的Guest權(quán)限進(jìn)行頁(yè)面訪問(wèn)。適用于不同平臺(tái)之間快速的調(diào)閱查詢(xún)。第二種通過(guò)請(qǐng)求服務(wù)與直接調(diào)閱的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)，系統(tǒng)預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)接口，以市，縣二層結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)間的查詢(xún)調(diào)用，采用本系統(tǒng)建立的數(shù)據(jù)中心，縱向上進(jìn)行直接的調(diào)用，高層中心保留下級(jí)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)信息索引。即市級(jí)中心直接查詢(xún)市級(jí)與縣級(jí)中心，市級(jí)中心直接查詢(xún)縣級(jí)中心。橫向上以請(qǐng)求服務(wù)形式進(jìn)行調(diào)用，橫向系統(tǒng)間不保留對(duì)方的數(shù)據(jù)庫(kù)信息索引，而是通過(guò)請(qǐng)求服務(wù)方式進(jìn)行。2、服務(wù)接口服務(wù)接口適用于該系統(tǒng)與其他業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)做二次開(kāi)發(fā)或者集成用接口，包括所有系統(tǒng)級(jí)接口與平臺(tái)應(yīng)用接口。人像基礎(chǔ)比對(duì)服務(wù)平臺(tái)通過(guò)WebService進(jìn)行與其他系統(tǒng)的交換機(jī)制，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的XML或者Jason格式文件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，兼容《GA/T922.2-2011標(biāo)準(zhǔn)第二部分人像數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)》中的數(shù)據(jù)格式交換。服務(wù)接口主要以WebService與ActiveX等方式提供。滿足各業(yè)務(wù)系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)，集成使用。服務(wù)接口說(shuō)明服務(wù)接口接口說(shuō)明接口方式應(yīng)用場(chǎng)景出入境：假證，重證查處。戶政：重證查處1：N比對(duì)接口詢(xún)提交單張照片進(jìn)行身份查WebService刑偵：偵查嫌疑人員治安卡口：偵查嫌疑人員移動(dòng)警務(wù)：巡邏盤(pán)查N：N比對(duì)接口詢(xún)提交多張照片進(jìn)行身份查WebService1:1比對(duì)接口提張2張照片進(jìn)行比對(duì)。WebService同上，一次提交多張照片比對(duì)提交2張照片得到相似度綜合查詢(xún)，提交照片與系統(tǒng)相關(guān)人員查詢(xún)。綜合信息比對(duì)提交照片與身份證號(hào)，系WebService接口統(tǒng)人員編號(hào)比對(duì)。身份信息查詢(xún)輸入身份證號(hào)查詢(xún)?nèi)藛T是通過(guò)身份證號(hào)查找人員入庫(kù)照片與信息。WebService/WebServiceActiveX/SDK接口否在人像模板庫(kù)中人像建模接口輸入圖片將圖像入庫(kù)提供圖像入庫(kù)建模方法提供ActiveX插件供前端相機(jī)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)使用。提供插件供前端采集設(shè)備人像采集接口使用1.2.4安全性人像采集比對(duì)平臺(tái)采用統(tǒng)一的安全驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，所有的子系統(tǒng)采用統(tǒng)一安全驗(yàn)證機(jī)制，支持PKI加密狗，身份驗(yàn)證等常見(jiàn)的身份驗(yàn)證機(jī)制。1.2.5抗災(zāi)性在設(shè)計(jì)硬件架構(gòu)時(shí)，充分考慮了系統(tǒng)的可用性和抗災(zāi)性，使用了“計(jì)算節(jié)點(diǎn)冗余拓?fù)洹钡募軜?gòu)方案。例如運(yùn)行有2個(gè)比對(duì)服務(wù)實(shí)例，每一個(gè)服務(wù)實(shí)例都可以完成全部的比對(duì)服務(wù)功能。在每一個(gè)服務(wù)實(shí)例中，每一個(gè)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)存中只加載部分模板數(shù)據(jù)，這樣能夠顯著提高比對(duì)效率。但是每一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的磁盤(pán)中都保留有全部的模板數(shù)據(jù)，任意一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)損壞都不會(huì)影響到數(shù)據(jù)完備性。當(dāng)有計(jì)算結(jié)點(diǎn)損壞時(shí)，集群控制器會(huì)收到通知并且發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求讓剩余的計(jì)算節(jié)點(diǎn)加載受損節(jié)點(diǎn)的模板數(shù)據(jù)。1.3人像對(duì)比算法1.3.1技術(shù)選型標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)公安部《關(guān)于加快推進(jìn)人口信息人像比對(duì)技術(shù)應(yīng)用的通知》（公治明發(fā)【2012】331號(hào)），原則上優(yōu)先選用國(guó)內(nèi)算法，如需選用國(guó)外算法，應(yīng)在確保人口信息安全的情況下使用。人口信息人像比對(duì)系統(tǒng)的承建單位不得具有外資背景，且須簽訂保密協(xié)議書(shū)。禁止境外人員參與系統(tǒng)建設(shè)。1.3.2算法性能系統(tǒng)主要性能指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)備注IntelE52630處理器，主頻3GHZ以上，內(nèi)存64G，硬盤(pán)2T1建模速度本地：240張/秒2345比對(duì)速度模板大小自查重單機(jī)：1120萬(wàn)次/秒2004Bytes單機(jī)：12小時(shí)>99.99%100萬(wàn)級(jí)二代身份證入庫(kù)率6首位命中率>95%78910前10位命中率>92%前50位命中率>82%系統(tǒng)容量邏輯庫(kù)數(shù)2億以上>100支持至少5000個(gè)同3000個(gè)以上派出所及全市各警種web支持億級(jí)擴(kuò)展支持?jǐn)U充11在線用戶數(shù)時(shí)在線用戶調(diào)用模式及接口調(diào)用模式。1.3.3基本比對(duì)功能（1）1:1一對(duì)一比對(duì)，對(duì)輸入系統(tǒng)的兩張照片比對(duì)確認(rèn)是否同一人；（2）1:N一對(duì)多比對(duì)，輸入一張照片與選定的照片分庫(kù)比對(duì)以返回最相似的照片和信息；（3）M:N多人對(duì)多人比對(duì)，提交多張照片與選定的照片分庫(kù)比對(duì)以返回各自最相似的照片和信息；（4）自庫(kù)查重：系統(tǒng)支持照片分庫(kù)自我查詢(xún)，例如出入境照片庫(kù)進(jìn)行庫(kù)內(nèi)滾動(dòng)比對(duì)，查找“一人多證”的記錄；（5）異庫(kù)查找：系統(tǒng)支持不同照片分庫(kù)之間進(jìn)行滾動(dòng)比對(duì)，查找人員在各庫(kù)中的關(guān)聯(lián)信息；1.4人像資源庫(kù)1.4.1數(shù)據(jù)量要求資源庫(kù)建設(shè)采用“統(tǒng)一規(guī)劃、分類(lèi)建庫(kù)、各庫(kù)關(guān)聯(lián)、全面共享、冗余增長(zhǎng)”的思路，設(shè)計(jì)容量約1000萬(wàn)張以上。1.4.2建設(shè)基礎(chǔ)人像庫(kù)對(duì)全國(guó)在逃人員、國(guó)保重點(diǎn)人員、禁毒重點(diǎn)人員等八類(lèi)照片數(shù)據(jù)入庫(kù)建模，向客戶全