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多生物识别技术在机场安保中的应用

——北京海鑫智圣技术有限公司常务副总经理孙庆南   

 

北京海鑫智圣技术有限公司常务副总经理孙庆南 

 

北京海鑫智圣介绍   

北京海鑫智圣技术有限公司是北京海鑫科金高科技股份有限公司的全资子公司,专注于多生物识别技术的研发应用。

公司1999年成功开发出国内第一套100万人指纹识别系统;2005年,我们开始将人脸识别技术应用于港澳人员的自助通关通道上,近期我们也将对这个算法进行升级,使它更加适用于我们现场快速通关的要求;2010年承建上海世博会的人脸识别系统,该系统是多级管理系统,前端在安检通道架设摄像机,抓取所有通过安检通道的人脸,把人脸黑名单布控信息进行比对,然后在片区管理站进行报警,进行反馈,所有采集的数据上传到指挥中心,在指挥中心抓拍一亿多人数数据库,做事后人脸轨迹的预判;2011年成立海华鑫安,承建全国公安机关DNA数据库应用系统,并承建深圳第26届世界大运会人像采集与比对系统;2013年承建全球规模最大、比对速度最快、功能最全的刑侦系统;2014年与全国公民身份证号码查询服务中心合作利用全国公民身份证照片信息建立了人像查询系统,该系统现有人像数据11亿多,全球最大,国内唯一;同年成为蚂蚁金服“指纹付”唯一后台系统提供商。 

 同时,我们面向全国多家省级公安机关,为他们提供人脸系统以及指纹系统的建设,我们给广东省公安厅指纹系统目前是全国最大的指掌系统。其中,我们在全国10余个省级公安机关建设了人脸识别系统,最大的人脸库是1.2亿张。

人脸识别技术发展及机遇

很多年之前,人脸识别存在应用障碍,因为人脸识别率很大程度上受到很多因素的影响,比如说佩戴墨镜、佩戴口罩缺乏判断标准;又比如脸部的姿态,脸没有正脸对着摄像机;还有户外场景下的光线问题,光照过于强烈,或者光照过于复杂带来的严峻挑战;最后是照片清晰度的问题,高清的照片细节丰富,内容比较完整,但是对于低清的照片系统基本上是无力识别的。由于各种条件不可控,同一个人不同照片差异可能大于不同人所拍的照片的差异,所以一直没有推广起来。

随着各种技术的发展,人脸识别技术本身发展也与时俱进,在近两年取得了非常显著的提升。值得一提的是,2014年,香港中文大学汤晓殴教授的人脸识别算法在LFW (Labeled Faces in the Wild)数据库上获得很高的识别率,其识别算法已经优于了传统人肉眼对人脸的识别。

人脸识别技术的显著提升,其应用也开始逐渐升温。目前最火的应用是在互联网金融这一领域。特别是今年1月4日,国务院总理李克强在深圳访问中国第一家互联网银行,微众银行。该银行既无营业网点和柜台,也无需财产担保,仅通过人脸识别技术和大数据信用评级发放贷款后,2015年1月9日,央行下发《关于银行业金融机构远程开立人民币银行账户的指导意见(征求意见稿)》,对银行远程开立账户提出框架性意见。

同时,随着反恐形势的日益严峻,对重点场所的人员管控、交通枢纽的实名制核验更加严格,也就是说,人脸识别技术未来将在社会公共安全需求领域发挥力量。

计算机如何识别人脸

首先我们要拿到一张照片,一张电子照片,可能是拍照,也有可能从其他地方获得的。其次,计算机要找到人脸位置在哪里,并在人脸区域内进行定位,比如说眼睛在哪里,基于定位点可以得到一张规划图,把人脸扩大或者缩小,人脸是一个什么样子,然后把颜色都去掉。最后,我们有一个特征提取算法,把这张人脸变成二进制特征串,这个特征串就是我们用于做人脸识别的基础。 

当我们拿到另外一张照片,这时可能我们不知道是谁,我们想要知道是否真的是他,也用到刚才一系列步骤。利用我们人脸比对的算法计算两个特征之间相似度,这个相似度可能是从0到1之间的一个值。相似度越高,说明两个人越像,特征越接近,通过这种方法可以准确判断这两个人是否是一个人。

 特别是我们在做利用身份证这种证件芯片照片识别的时候,我们可以看到左边这一张是一张从身份证芯片拿到的照片,因为芯片存储区限制,压缩非常高。右边一张是利用我们设备现场抓到的人的实际现场照片,因为人使用过程当中可能处于一个完全不配合的姿态,但是我们必须有一个比较好的算法能够适应这个情况,达到一个比较好的识别率。

海鑫智圣我们拥有自主完全的知识产权,我们的算法虽然没有更多的公开报道,但是我们也与业内顶尖的,包括香港中文大学那一类算法进行对比,这是算法性能曲线,横坐标每一组数据都是在特定样本上,这个数据高度越低代表这个算法拒绝率,可以看到我们公司主推的两个算法都是全面好于现在业内最火的这些算法。

目前,我们专门针对身份证低质量照片设定了我们的算法,可以有效提高人脸核验的准确率。快速识别二代居民身份证并读取其中的人员信息及人脸照片、指纹模板等生物特征信息,我们在千分之一的误识率通过率可以达到92%。我们设备上使用1080p高清摄象头,可以适应140到190身高范围。无阻碍式人脸识别,通过人无需刻意配合,读卡后瞬间完成核验并开门。符合公安部二代证标准的指纹采集,高效准确的指纹核验算法,提供完备的人脸、指纹采集与核验功能。通过效率非常高,只读取身份证速度小于4秒/人,读取身份证进行人脸核验速度小于5秒/人,读取身份证进行人脸核验和指纹采集/核验的速度小于8秒/人。

实名制核验技术难点

通常情况下,在安防领域,人脸识别的核验系统应用于传统的门禁控制系统中较为平常,但实名制核验却并不单纯是一个门禁系统那么简单,因为在核验时会受到一些条件的限制。

一方面,因为我们核验的基础照片基本上都是证件照片,或者之前预先拍摄好的照片,也就是说,系统核验的时候,两张照片可能是不同时期采集的。但普通的门禁系统,其人脸采集的大多数情况都是在设备现场,也就是说门禁注册照片和用于核验的照片是同一个设备。

另一方面,人脸识别门禁没有通行的压力,大家可以很自然很配合完成整个过程,但实名制核验,可能在一个比较复杂的场合,比如人挤人,或者人流量大,或者大家没有真正时间去配合,我们要做到快速通行的情况下。

为此,我们推出了一系列的产品,包括桌面式人脸识别核验设备,包括落地式的人脸识别核验设备,这个目前已经都有实际应用。

    在机场或轨道交通应用领域,我们可以提供人、证、票核验技术与产品。首先旅客出示的证件,确认人是同一个人;其次,后台对接了厂家的票务系统,确认客票与这个身份证的信息有效一致。

同时,我们还提供多身份特征核验系统,比如指纹与人脸核验系统。现在新的二代身份证从2013年2月1日开始都已经嵌入了指纹信息,我们设备同时支持对二代证指纹信息进行核验,不管人脸还是指纹,虽然指纹识别率很高,但是大家有2%—3%无法采集到指纹,人脸这个就是很好的补充。而如果有一些人脸核验没有通过,其指纹也可以作为很好的补充。所以,我们可以多生物核验的方式,提高核验率。

另外,出于对人员管控的需要,即使一些人没有指纹信息,也可以通过我们设备在核验同时,采集到他的指纹信息,用于事后的研判和管控。该设备同时包含旅客核验界面,以及检查人员管理界面,方便现场管理。

核验设备助力机场安保

机场安保形势确实比较严峻。马航MH370失联后发现的有人利用被盗护照假冒身份登机暴露了机场安检身份核查存在的漏洞;同时,公安部启动的户口登记管理清理整顿工作中发现户口登记管理“错、重、假”问题严重,目前全国已清理重复户口106.1万个,公民身份的不唯一、不真实给机场的登机安检身份核验带来挑战;加之国内外反恐形势不断变化,部分参加“圣战”人员由于无法出境而极有可能就地“圣战”,其选择的往往是人口密度大的场所,因此,机场、码头、车站等场所是安全保卫工作的重点部位。

目前,在人工核验身份方面的确存在失误问题,传统的方式不能有效阻止假冒他人身份的行为。比如今年的315晚会上,一名记者拿了其他人的身份证在4家银行开户,其中3家都成功通过了。

在机场方面,今天都会面临庞大的客流量,安保人员压力非常大。如果单纯使用人工审核的状态,难保会有一些识别上的问题。而通过人脸识别技术的应用,可以有效杜绝失误的问题。

目前,我们正在为深圳机场安检整体的应用方案,包括办理登机手续与安检系统结合,进行人脸实名制以外,在后端还充分利用公安资源,利用身份证信息和人脸信息进行后端识别和比对等。

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