公安局人脸识别技术 测试方案

1. 概述

 
1.1. 编写目的

编写本测试方案的主要目的是为了保证近日正在准备的“宁波市公安局人脸识别技术性能测试”工作的顺利实施。本方案将明确本次测试的测试数据、计算环境、软硬件配置等方面的要求，明确双方在测试前期的一些准备工作，为测试的顺利进行提供一个书面性的指导方案。
1.2. 项目背景

为提高公安刑侦办案效率，宁波市公安局考虑利用人体生物特征的不可变更性，采用最新的人脸识别技术来辅助公安刑侦工作。但考虑到人脸识别技术在复杂的真实环境中是否有效，效果如何等问题，所以近日准备模拟真实环境，将宁波市400万的暂住人口库与39万的逃犯库利用人脸识别技术进行比对，以检测该技术在实战环境中的应用效果，为下一步的实际应用提供可量度的依据。
1.3. 测试目标

按宁波市公安局的要求，为检测人脸识别技术在实战中的应用效果，希望进行实战的人脸识别的产品性能试验。

经讨论，测试的目标锁定为：将400万宁波市的暂住人口库的照片建库，用来与39万的逃犯库的样本照片(当中含10多张已知身份的逃犯照片) 进行比对，让系统自动搜寻，并将可能匹配结果显示，并发出警报，以便执法人员进行目测审查，同时来评估人脸识别技术采用的照片搜寻器DBScan在实战中的应用效能。
2. 测试配置要求 2.1. 测试数据

根据我们以往的测试经验，整个测试环境的瓶颈在于Oracle数据库的出库与入库时间，所以为了提高整个测试工作的效率，节省测试时间，我们建议减小比对库的大小；另外，为了不影响测试结果的真实性，我们建议采用从400万暂住人口库中随机抽取200万暂住人口数据与逃犯库进行比对的方法。

因此，具体的数据要求为：从暂住人口库中随机抽取的200万宁波市的暂住人口库（包括已经抓获的逃犯人员信息），以及39万的逃犯库（包括已经抓获的逃犯人员信息）的Oracle 数据汇出档，暂住人口库的数据项包括暂住证号、姓名、性别、照片及人员编号，照片以JPEG BLOB 的形式存储在数据库 (不是在从数据库取出的图档) ；逃犯库的数据项包括：身份证号、姓名、性别、照片和人员编号。一人一笔记录。一切涉密信息的栏位，请不要包含在汇出档内。并将档案拷到数据库服务器的硬盘内备用。
2.2. 计算架构 2.2.1. 计算架构逻辑图

系统逻辑图（宁波人脸识别）
2.2.2. 计算架构拓扑图

计算机架构图（宁波人脸识别）

注：

1. Database Server主要用于存储200万宁波市的暂住人口库和39万的逃犯库的Oracle 数据汇出档，以及比对结果记录集和比对过程中产生的数据库日志文件。

2. Cluster Controller主要用于DBscan（人脸识别产品）集群计算的控制。

3. Computation node0，1，2主要用于并行比对计算。

4. Switch为100MB 普通交换机。

5. Client主要用于比对结果显示。

本次测试的计算环境采用普通的以太网TCP/IP协议通讯，物理接口均采用标准的RJ45，通讯介质为普通5类双绞线，为提高通讯效率最好设置为独立网段。
2.3. 硬件需求

根据以上计算架构，本次测试需要硬件产品如下：

1. 数据库服务器（1台）：Intel Pentium-4 3.0GHz，2GB 内存，320GB 硬盘，100M以太网，Windows XP或Windows 2003 server。

2. DBScan 比对服务器群集（共4 台）： Intel Pentium-4 3.0GHz，2GB 内存，40GB 硬盘，100M以太网，Windows XP或Windows 2003 server。

3. 普通100M交换机（1台），普通网线若干。

4. 普通PC机一台。

注：以上所列硬件产品配置均为最低要求，可根据实际选择更高配置但不应低于以上所列配置要求。
2.4. 软件需求

1. 操作系统：所有机器，均为Windows XP或Windows 2003 server。

2. 数据库系统：Oracle 数据库9i以上

3. 人脸识别系统：Cognitec DBScan 4.1.3 或以上
3. 双方准备工作

为了做好本次实战测试工作，在测试之前双方应做好如下准备工作：

一、宁波局方：

1、根据以上测试配置要求中的说明，需提供相应的网络环境、硬件设备、以及相应系统软件平台（操作系统及Oracle数据库）。

2、根据测试数据要求，协调省厅科通局、局信息通信处获取暂住人口数据和在逃人员数据。

3、安排测试场地，以便厂方的3名工程人员进行无干扰的工作。

4、与公司方一起完成测试数据的比对工作。

5、对测试结果进行评估。

二、公司方：

1、协助局方完成相关测试环境的搭建。

2、协助局方进行测试数据的获取和整理。

3、完成测试软件的编写。

4、进行软件的安装及调试。

5、实施实际比对工作，并将结果总汇，提供报告予局方评估。

6、与局方共同完成评估工作。
4. 比对流程

在测试环境搭建完成以后，利用局方所提供的汇出档，首先建立人员数据库，然后对逃犯库390,000条信息进行特征提取并建立特征模板库。

由于目前DBscan的数据登录速度为8张/秒，根据2，000，000张÷8张/秒÷60÷60÷24=2.89天的计算结果，200 万人次的数据登录大概需要三天时间。

在建模和数据登录完成以后，开始执行“数据库比对”的功能，自动将390,000的逃犯库内的样本和2，000，000的暂住人口库，进行390,000次的1:200万的人脸识别比对，

对于比对结果的获取，我们建议，将比对结果的首50名，比对相似值高于0.3 者，写入特定的Oracle 的比对结果表单内，以便生成统一数据及报表，该表单将有不多于1,950万笔的记录，记录每一逃犯和暂住人口库中由首名到第50名的比对结果队列，含人员编号，名次及分值。根据比对结果表单内的数据，可生成各类报表，以及总结比对结果。
5. 测试结果评估

用户可以通过设定不同的阀值，从测试结果中获取满足阀值的人员信息，局方可以通过目视方式对结果进行确认。

局方根据事先放入的已抓获逃犯人员，从比对结果中察看这些人员的分值，原则上分值在70分以上的，列入前50名的，可以认为是比中。

局方根据以上比对结果，对测试进行评估。
6. 例外情况

对于参与比对的照片，我们认为理想的照片应满足如下规范：

    l 正面居中，整张脸清晰可见
    l 对焦正确，没有迷焦及失焦
    l 免冠
    l 双眼正常张开，而不是故意瞪目
    l 不得戴上太阳镜、以及粗镜框的眼镜
    l 脸上没有下垂的头发遮盖
    l 中性的脸部表情
    l 如有笑容，以不露齿为限
    l 正确曝光，面部照明均匀，没有明显的阴影
    l 没有各类的讯噪、例如粗微粒、因交错视频输入所产生的水平纹及马赛克
    l 240x320像素或以上， 8位元256灰阶或全彩
    l 使用远摄镜拍摄(以35mm摄影而言，镜头焦距在90mm至130mm间)

如果在逃犯库的照片中，遇有以下情况，厂家建议将该等照片的结果剔出，并不作为测试结果评估的对象：

    l 配对用的一对照片中的任何一张,严重偏离上述“理想的照片”当中的要求
    l 照片解析度不足，即是双瞳距低于60像素者
    l 相片有杂讯、或有局部的斑块
    l 照片曝光不正确
    l 用上较广角的镜头拍摄
    l 面部有其他遮盖(头发、大面积的胡须或其他伪装)
    l 一对照片的当中的年龄跨度较大，例如十年以上者
    l 十岁以下儿童识别较为困难
    l 以下病患的识别亦较为困难：白化病、 没有眼眉者、象人、遭毁容者

7. 进度计划安排

1、3月20日-4月5日，完成测试方案的确认。

2、4月6日-4月20，完成软、硬件设备的准备、协调相关部门获取测试数据，完成测试软件的编写。

3、4月21日-4月25日，完成测试环境的搭建、测试软件的安装调试、测试数据的建模工作。

4、4月26日-30日，完成测试，并对测试进行评估。