智能人像比对系统解决专项方案.docx
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1、智能人像比对系统处理方案*6年12月13日目录1 背景与意义33 人像比对系统53.1 系统结构53.2 设计原则63.2.1 先进性73.2.2 开放性73.2.3 扩展性73.2.4 安全性93.2.5 抗灾性93.3 人像识别算法103.3.1 技术选型标准103.3.2 算法性能103.3.3基本比对功能113.4 人像资源库113.4.1 数据量要求113.4.2 建设基础人像库123.4.3 建设少数民族人像库123.4.5 建设宗教人像库123.4.6 数据更新133.5 软件系统介绍133.5.1 子系统功能133.5.2 人机交互系统功能163.5.3 其它功能173.5.4
2、 子系统配置清单183.5.5 依赖软件与平台183.6 硬件系统建设193.6.1 系统结构193.6.2 系统部署规划203.6.3 硬件配置213.7 网络环境234 公安主要应用领域244.1 出入境管理244.2 边检通关口岸、机场管理244.3 户政管理254.4 侦查办案264.5 追逃布控264.6 治安管理274.7 民族宗教管理271 背景和意义伴随经济发展,城镇建设速度加紧,和互联网突飞猛进,造成城市中人口密集,流感人口增加,引发了城市建设中交通、社会治安、关键区域防范、网络犯罪日益突出等城市管理问题,以后现代化城市建设、网络信息肯定将安全作为重中之重,和城市经济建设处于
3、相同关键地位。多年来,社会犯罪率呈逐年升高趋势,恐怖攻击事件如“昆明301”,网络犯罪事件等频频发生,罪犯犯罪手法也愈加隐蔽和优异,给广大公安人员侦破案件增加了难度。同时,恶性事件时有发生,使大家对公共生活场所安全感普遍降低。为此,公安人员在对通缉犯进行人工排查时如大海捞针,成功率极低,效果也不显著。关键有以下实际问题:首先,因为罪犯群体不停扩大,要在数以百万计人员照片库中找出犯罪嫌疑人,不仅费时费力,还有可能造成遗漏等情况,破案效率大打折扣;其次,现在公安机关侦察案件大多数仍然依靠事后追查和通缉,对已经发生案件造成损失极难有效填补;最终,假如在案发前能防患于未然,或许可将损失控制在最小范围内
4、。据不完全统计:西部某省人口信息库共存放一代身份证及二代身份证照片2亿余张;出入境办证人员库信息约800万余条(其中境外人员50万余条);交管部门驾驶员信息库存放驾驶人员照片1500万余张。这些海量照片资源分散存放于公安机关各警种部门,形成各条线独立应用局面,无法全警共享及资源高效应用。人脸照片比对系统基于公安专用网络平台,采取Browser/Server多层结构,连接现有多种业务人像照片库,可无缝链接进入现有人口综合信息系统,快速查询具体资料,判别身份。含有很高安全性和广泛可用性,填补现在治安人口管理盲点,实现挡获人员、关键人口、CCIC在逃人员信息网络化、实时化管理,实现对违法犯罪人员针对
5、性打击控制,有利于社会治安情况改善;并实现针对挡获人员库、常驻人口库、暂住人口库、追逃库、关键人口库、CCIC在逃人员库等数据人像比对,为户籍管理、治安管理、刑侦破案、维护稳定等提供高科技手段,为社会友好安定提供有利支持。3 人像比对系统3.1 系统结构建立标准统一共享人像库,并在此基础上,布署完整人像比对判定平台。该系统由人像标准化采集系统,人像数据库子系统、基础比对服务平台、人脸识别应用平台4大部分组成,支持前端人像采集、静态人脸查询、移动警务通人脸识别一体化服务。该系统支持统一人像数据交换接口,兼容大多数人像数据交换标准。统一安全标准接口,兼容PKI密钥,网络加密狗等常见安全标准接口。系
6、统总体结构以下:系统采取B/S架构,以浏览器方法进行人像预处理、人像比对、结果查询、用户管理、系统运行状态查询等管理操作,降低了系统后台管理、人口治安及其它警种成百上千终端安装和维护难度,方便未来多警种共享应用。系统可提供标准WebService接口,将业务系统获取人像照片和相关人像库进行比对。3.2 设计标准本着统一标准、分级管理、资源共享、无缝对接设计标准,以人像比对算法为关键,整合多区域现有资源,实现正确识别、快速反应,覆盖全方面智能人像识别应用系统。3.2.1 优异性该系统由中国科学院自动化研究所研究员、国际著名人脸识别教授、IEEE院士李子青教授领衔研发,是基于中国自主知识产权,针对
7、公安各警种业务特点专门研发综合智能人像识别应用系统。3.2.2 开放性人像采集和比对平台含有统一服务接口,兼容公安部拟指定统一人像数据交换标准草案。统一安全验证,兼容PKI密钥,身份认证等常见安全验证机制。3.2.3 扩展性整个系统接口分为系统等级之间接口和单个系统开放出来服务接口组成。系统可“随需而变,以不变应万变”提供多个可靠服务功效。1、系统级接口系统级接口指是不一样地域布署人像辅助识别平台之间接口,关键有两种访问方法第一个采取页面查询方法,以只查询方法进行访问,经过系统提供Guest权限进行页面访问。适适用于不一样平台之间快速调阅查询。第二种经过请求服务和直接调阅形式进行数据库查询,系
8、统预留标准数据库查询接口,以省,市,县三层结构进行数据库间查询调用,采取本系统建立数据中心,纵向上进行直接调用,高层中心保留下级中心数据库信息索引。即省级中心直接查询市级和县级中心,市级中心直接查询县级中心。横向上以请求服务形式进行调用,横向系统间不保留对方数据库信息索引,而是经过请求服务方法进行。2、服务接口服务接口适适用于该系统和其它业务应用系统做二次开发或集成用接口,包含全部系统级接口和平台应用接口。人像基础比对服务平台经过WebService进行和其它系统交换机制,经过标准XML或Jason格式文件进行数据交换,兼容GA/T 922.2-标准 第二部分 人像数据采集标准中数据格式交换。
9、服务接口关键以WebService和ActiveX等方法提供。满足各业务系统二次开发,集成使用。服务接口说明服务接口接口说明接口方法应用场景1:N比对接口提交单张照片进行身份查询WebService出入境:假证,重证查处。户政:重证查处刑侦:侦查嫌疑人员治安卡口:侦查嫌疑人员移动警务:巡查盘查N:N比对接口提交多张照片进行身份查询WebService同上,一次提交多张照片比对1:1比对接口提张2张照片进行比对。WebService提交2张照片得到相同度综合信息比对接口提交照片和身份证号,系统人员编号比对。WebService综合查询,提交照片和系统相关人员查询。身份信息查询接口输入身份证号查询
10、人员是否在人像模板库中WebService/经过身份证号查找人员入库照片和信息。人像建模接口输入图片将图像入库WebService提供图像入库建模方法人像采集接口提供插件供前端采集设备使用ActiveX/SDK提供ActiveX插件供前端相机进行二次开发使用。3.2.4 安全性人像采集比对平台采取统一安全验证标准,全部子系统采取统一安全验证机制,支持PKI加密狗,身份验证等常见身份验证机制。3.2.5 抗灾性在设计硬件架构时,充足考虑了系统可用性和抗灾性,使用了“计算节点冗余拓扑”架构方案。比如运行有2个比对服务实例,每一个服务实例全部能够完成全部比对服务功效。在每一个服务实例中,每一个运算节
11、点内存中只加载部分模板数据,这么能够显著提升比对效率。不过每一个计算节点磁盘中全部保留有全部模板数据,任意一个计算节点损坏全部不会影响到数据完备性。当有计算结点损坏时,集群控制器会收到通知而且发出服务请求让剩下计算节点加载受损节点模板数据。3.3 人像识别算法3.3.1 技术选型标准依据公安部相关加紧推进人口信息人像比对技术应用通知(公治明发【】331号),标准上优先选择中国算法,如需选择国外算法,应在确保人口信息安全情况下使用。人口信息人像比对系统承建单位不得含有外资背景,且须签署保密协议书。严禁境外人员参与系统建设。3.3.2 算法性能系统关键性能指标序号项目指标备注1建模速度单机当地:1
12、10张/秒3台机器并行:320张/秒Intel E5 2630处理器,主频3GHZ以上,内存24G,硬盘500G2比对速度单机:1120万次/秒3模板大小 Bytes4自查重单机:13小时3台机器并行:5小时100万级二代身份证5入库率99.99%6首位命中率95%7前10位命中率92%8前50位命中率82%9系统容量2亿以上支持亿级扩展10逻辑库数100支持扩充11在线用户数支持最少5000个同时在线用户3000个以上派出所及全省各警种web调用模式及接口调用模式。3.3.3 基础比对功效(1) 1:1一对一比对,对输入系统两张照片比对确定是否同一人;(2) 1:N一对多比对,输入一张照片和
13、选定照片分库比对以返回最相同照片和信息;(3) N:N多人对多人比对,提交多张照片和选定照片分库比对以返回各自最相同照片和信息;(4) 自库查重:系统支持照片分库自我查询,比如出入境照片库进行库内滚动比对,查找“一人多证”统计;(5) 异库查找:系统支持不一样照片分库之间进行滚动比对,查找人员在各库中关联信息;3.4 人像资源库3.4.1 数据量要求参考现在西部某省常住人口约8000万左右,全省人口信息库共存放一代、二代身份证照片2亿余张;出入境办证人员库信息约800万余条(其中境外人员50万余条);交管部门驾驶员信息库存放驾驶人员照片1500万余张。全国追逃人员库,经过清网行动后,现在通常约
14、在18万条左右。资源库建设采取全省“统一计划、分类建库、各库关联、全警共享、冗余增加”思绪,设计容量约2亿以上。3.4.2 建设基础人像库对全省常住人口二代证、全省暂住人口、全省出入境历史办证人员、全省驾驶人员、全省违法犯罪人员、全国在逃人员、国保关键人员、禁毒关键人员等八类照片数据入库建模,向全警开放人像查对查询功效,开放人像比对服务接口嵌入到各业务系统。各警种及市州公安机关可结合业务需要,在省级人像资源库基础上有针对性地开发适合本警种、部门人像比对应用系统。3.4.3 建设少数民族人像库XX省某地处西南,大部分居民全部在XXX沿线以东,民族成份比较集中,而和西藏相连甘孜和阿坝两个自治州,以
15、藏族为主少数民族包含藏族、苗族、回族等聚居于此,建立全省少数民族人像库,根据民族种类建设少数民族人像基础库,加强在全省流动少数民族人员安全管理。3.4.5 建设宗教人像库XX省是一个宗教信仰种类很多省份,各宗教全部有悠久历史和文化,省内有中国四大道教青城山、中国四大佛教峨眉山,还有伊斯兰教、天主教、基督教等关键宗教,另外在彝、土家、羌、纳西等民众中还保留原始宗教信仰。因全省信教群众达600多万人,宗教活动场所1459所,同时多年来在新疆、西藏发生多起教徒暴乱事件,为很好控制省内安全,对各教众采集其标准人像信息,以宗教信仰为建库标准,分别建立各类人像库,加强对关键教众监控,有效预防其借宗教势力组
16、织、实施危害社会公共安全宗教活动。3.4.6 数据更新和业务数据源更新相配套,系统支持动态增量模板加载和更新,方便动态更新入库照片数据能够立即参与比对;系统自动检测各类业务照片数据库,如有更新,则依据用户设置更新时间,自动提取照片,先和已经有些人像特征库进行比对,确保唯一性后再入库。3.5 软件系统介绍该系统利用公安各类业务系统采集海量人像数据,建立标准人脸特征数据库,利用优异人脸识别技术和计算平台强大数据处理能力,快速正确地确定人员真实身份。该系统关键面向持假身份证、多重身份、冒用身份、身份不明等公安业务。 3.5.1 子系统功效(1)人像数据库建设该子系统针对常住人口二代身份证库,建设人像
17、特征数据库,系统入库率达成99.99%以上;支持建设亿级以上人脸数据库;支持数据库批量建模和文件夹建模;每个人像特征模板小于2K,系统建库速度达成单机110个/秒以上,3台机器达成320个/秒以上;支持联网建库,经过提供数据库接口,利用公安专网访问人像数据库。(2)并行比对基础服务平台该子系统关键实现并行化比对运算处理,加紧比对响应速度,包含比对应用服务(负责比对服务分发和结果汇总,和比对服务资源检测控制管理),比对处理,服务接口三个部分。系统支持比对负载均衡,合理分配比对任务,即从比对应用服务接收到比对请求后依据比对节点繁忙程度,分发给相关比对节点,比对处理快速和指定范围内模板进行比对,产生
18、比对结果;支持比对计算节点任意扩展;支持比对服务热备份,不因为计算节点宕机而造成比对服务终止;支持多个人脸综合模板比对;支持1:N和1:1比对方法,能做多机并发比对方法;单机比对速度最少1120万次/秒;100万二代证人像库比对前50位命中率达成82%以上;支持WebServices形式人像比对服务;支持HTTP,Socket等常见网络协议;支持RestFul API和WCF两种接口形式提供比对服务。(3)人员身份查重系统可指定人脸数据库进行全库或指定范围库内人脸比对,对于同人不一样身份,同身份不一样人进行甄别判定,将可疑判定结果放入比对信息数据库中;支持常口库和常口库进行比对,缉控库和常口库
19、进行比对,常口库照片和缉控库照片进行正比,缉控库和常口库照片进行反比;库和库比对经过调用并行比对服务平台中WebServices接口进行比对;支持可疑信息经过专门B/S页面进行查询浏览,提供历史可疑数据和每日新增可疑数据;对动态新增人脸数据,支持自动实施动态实施身份比对功效;3台机器并行100万人像库自库查重在5小时以内完成,单机在13小时以内完成;(4)Web人像搜索系统该子系统对高清照片能进行初步人脸图像裁剪,提供带条件人像查询,如性别,年纪,地域,面部特征,设置阈值。支持人脸图像裁剪,针对用户提交照片优异行自感人脸筛选,未达成要求照片再进行手工裁;支持带条件比对识别,用户提交比对识别请求
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