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2016年12月13日
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1背景与意义
随着经济的发展,城镇建设速度加快,以及互联网的突飞猛进,导致城市中人口密集,流动人口增加,引发了城市建设中的交通、社会治安、重点区域防范、网络犯罪日益突出等城市管理问题,今后现代化城市的建设、网络信息必然将安全作为重中之重,与城市的经济建设处于同等重要的地位;近年来,社会犯罪率呈逐年升高的趋势,恐怖袭击事件如“昆明301”,网络犯罪事件等频频发生,罪犯的犯罪手法也更加隐蔽和先进,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,使人们对公共生活场所的安全感普遍降低;
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,效果也不明显;主要有如下实际问题:首先,由于罪犯群体不断扩大,要在数以百万计的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,破案的效率大打折扣;其次,目前公安机关侦察案件大多数仍然依靠事后追查和通缉,对已经发生的案件造成的损失很难有效弥补;最后,如果在案发前能防患于未然,或许可将损失控制在最小范围内;
据不完全统计:西部某省人口信息库共存储一代身份证及二代身份证照片2亿余张;出入境***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储驾驶人员照片1500万余张;这些海量的照片资源分散存储于公安机关各警种部门,形成各条线独立应用的局面,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,采用Browser/Server多层结构,连接现有各种业务人像照片库,可无缝链接进入现有的人口综合信息系统,快速查询详细资料,鉴别身份;具有很高的安全性与广泛的可用性,填补目前治安人口管理的盲点,实现挡获人员、重点人口、CCIC在逃人员信息网络化、实时化管理,实现对违法犯罪人员的针对性打击控制,有利于社会治安状况的改善;并实现针对挡获人员库、常驻人口库、暂住人口库、追逃库、重点人口库、CCIC在逃人员库等数据的人像比对,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,为社会的和谐安定提供有利的支持;
3人像比对系统
系统结构
建立标准统一的共享人像库,并在此基础上,部署完整的人像比对判定平台;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;统一的安全标准接口,兼容PKI密钥,网络加密狗等常见的安全标准接口;系统总体结构如下:
系统采用B/S架构,以浏览器方式进行人像预处理、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,减少了系统后台管理、人口治安及其他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;系统可提供标准的WebService接口,将业务系统获取的人像照片与相关人像库进行比对;
设计原则
本着统一标准、分级管理、资源共享、无缝对接的设计原则,以人像比对算法为核心,整合多区域现有资源,实现准确识别、快速反映,覆盖全面的智能人像识别应用系统;
先进性
该系统由中国科学院自动化研究所研究员、国际知名人脸识别专家、IEEE院士李子青教授领衔研发,是基于中国自主知识产权,针对公安各警种业务特点专门研发的综合智能人像识别应用系统;
开放性
人像采集与比对平台具有统一的服务接口,兼容公安部拟指定的统一人像数据交换标准草案;统一的安全验证,兼容PKI密钥,身份认证等常见的安全验证机制;
扩展性
整个系统接口分为系统级别之间的接口与单个系统开放出来的服务接口组成;系统可“随需而变,以不变应万变”提供多种可靠服务功能;
1、系统级接口
系统级接口指的是不同地区部署的人像辅助识别平台之间的接口,主要有两种访问方式第一种采用页面查询的方式,以只查询方式进行访问,通过系统提供的Guest权限进行页面访问;适用于不同平台之间快速的调阅查询;第二种通过请求服务与直接调阅的形式进行数据库的查询,系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的查询调用,采用本系统建立的数据中心,纵向上进行直接的调用,高层中心保留下级中心的数据库信息索引;即省级中心直接查询市级与县级中心,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的数据库信息索引,而是通过请求服务方式进行;
2、服务接口
服务接口适用于该系统与其他业务应用系统做二次开发或者集成用接口,包括所有系统级接口与平台应用接口;
人像基础比对服务平台通过WebService进行与其他系统的交换机制,通过标准的XML或者Jason格式文件进行数据交换,兼容GA/T标准第二部分人像数据采集标准中的数据格式交换;
服务接口主要以WebService与ActiveX等方式提供;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
接口方式
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:巡逻盘查
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张照片得到相似度
综合信息比对接口
提交照片与身份证号,系统人员编号比对;
WebService
综合查询,提交照片与系统相关人员查询;
身份信息查询接口
输入身份证号查询人员是否在人像模板库中
WebService/
通过身份证号查找人员入库照片与信息;
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;
安全性
人像采集比对平台采用统一的安全验证标准,所有的子系统采用统一安全验证机制,支持PKI加密狗,身份验证等常见的身份验证机制;
抗灾性
在设计硬件架构时,充分考虑了系统的可用性和抗灾性,使用了“计算节点冗余拓扑”的架构方案;例如运行有2个比对服务实例,每一个服务实例都可以完成全部的比对服务功能;在每一个服务实例中,每一个运算节点内存中只加载部分模板数据,这样能够显着提高比对效率;但是每一个计算节点的磁盘中都保留有全部的模板数据,任意一个计算节点损坏都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并且发出服务请求让剩余的计算节点加载受损节点的模板数据;
人像识别算法
技术选型标准
根据公安部关于加快推进人口信息人像比对技术应用的通知公治明发2012331号,原则上优先选用国内算法,如需选用国外算法,应在确保人口信息安全的情况下使用;人口信息人像比对系统的承建单位不得具有外资背景,且须签订保密协议书;禁止境外人员参与系统建设;
算法性能
系统主要性能指标
序号
项目
指标
备注
1
建模速度
单机本地:110张/秒
3台机器并行:320张/秒
IntelE52630处理器,主频3GHZ以上,内存24G,硬盘500G
2
比对速度
单机:1120万次/秒
3
模板大小
2004Bytes
4
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
>%
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
支持至少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;
基本比对功能
1:1一对一比对,对输入系统的两张照片比对确认是否同一人;
1:N一对多比对,输入一张照片与选定的照片分库比对以返回最相似的照片和信息;
N:N多人对多人比对,提交多张照片与选定的照片分库比对以返回各自最相似的照片和信息;
自库查重:系统支持照片分库自我查询,例如出入境照片库进行库内滚动比对,查找“一人多证”的记录;
异库查找:系统支持不同照片分库之间进行滚动比对,查找人员在各库中的关联信息;
人像资源库
数据量要求
参照目前西部某省常住人口约8000万左右,全省人口信息库共存储一代、二代身份证照片2亿余张;出入境***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储驾驶人员照片1500万余张;全国追逃人员库,经过2011年清网行动后,目前一般约在18万条左右;资源库建设采用全省“统一规划、分类建库、各库关联、全警共享、冗余增长