创新型国家政法机关单位人员便携式虹膜移动采集核查方案

　　在新形势下的移动执法过程中，常会出现警力配备不足、执法环境复杂化、社会人员身份多样化的情况。这就要求国家政法单位能够调动更多辅助力量进行人员身份的快速、精准化认证，更大程度地提高执法效率，实现向科技要警力，提高国家政法机关单位的科技赋能和智慧公共治理水平。维护社会治安、打击违法犯罪、服务人民群众的工作量日益增加，推进国家政法机关单位人员和辅助力量的移动执法信息化建设已成为趋势。

　　国家政法机关单位对人员身份核验的需求很大，对精度和速度的要求尤为严格。生物特征识别是目前行之有效的身份核验手段。但在实际应用中，单一的生物特征识别技术往往不尽如人意。譬如，指纹认证会因受损而无法采集到清晰图像；人脸识别易受表情、年龄、光照等因素影响，误识率较高；而DNA则受限于费用和检测时间，并不能作为通用工具。

　　受新冠疫情影响，接触式的指纹识别存在着潜在的病毒传播和感染的风险，全民佩戴口罩所造成的面部信息缺失，极易导致识别失效或出错，单凭人脸识别也遇到了困境。这给国家政法机关的执法和办案带来了诸多问题。于是，在原有单一识别技术基础上增加一种或多种识别技术来提升生物识别的安全性，即第二代生物识别技术--多模态生物融合识别技术应运而生。

　　虹膜识别技术是国际公认的高精度、快识别、非接触的生物特征识别技术。虹膜识别技术是通过比对不同虹膜图像特征之间的相似度来进行的，其核心步骤是使用图像处理方法对眼睛虹膜纹理特征进行分析、提取，分类、归一化抽象描述，最终将纹理特征抽象成虹膜特征模板，通过模板的比对匹配来确定身份。

　　虹膜识别技术的主要特点

　　A、准确性

　　准确性是生物特征识别技术的关键性能。英国剑桥大学 John Daugman 教授提出的虹膜相位特征证实了虹膜图像有 244 个独立的自由度，即平均每平方毫米的信息量是 3.2 比特。考虑到用模式识别方法提取图像特征是有损压缩过程，因此可以预测虹膜纹理的信息容量远大于此。虹膜的形态胚胎发育过程的随机干扰而定，所以每个人都具有独一无二的虹膜纹理，即使是同一个人的左右眼或者是同卵双胞胎，其虹膜纹理也有显著差异。 虹膜的唯一性为高精度的身份识别奠定了基础。英国国家物理实验室的测试结果表明：虹膜识别是各种生物特征识别方法中精确度最高的。

　　B、稳定性

　　虹膜从婴儿胚胎期的第3个月起开始发育，到第6个月虹膜的主要纹理结构已经成型。除非经历危及眼睛的外科手术，此后几乎终生不变。由于角膜的保护作用，发育完成的虹膜不易受到外界的伤害。

　　C、非接触性

　　虹膜是人体唯一外部可见的内部器官，不必接触采集装置就能获取合格的虹膜图像，相对于指纹、掌纹、静脉等需要接触感知的生物特征更加干净卫生，不会污损成像装置，影响其他人的识别。

　　D、抗欺骗性

　　获取清晰的虹膜纹理图像需要专用的虹膜图像采集装置和用户的配合，所以在一般情况下很难盗取他人的虹膜图像。此外，眼睛具有很多光学和生理特性可用于活体虹膜检测。

　　E、活体性

　　虹膜是活体生物特性，具有一些只有在活体上才存在的特征，如对不同光线有不同的反射特性，瞳孔会随着光线刺激与放大，这些可以作为检测活体的依据，而人脸特征和指纹特征的活体特性和易用性相比虹膜来说要少的多。

　　生物特征 误识率（FAR） 拒识率（FRR） 特征数（个）

　　虹膜识别 1/120万 0.1-0.2% 266

　　常见生物特征识别技术对比

　　生物特征 误识率

　　（FAR） 拒识率

　　（FRR） 特征数

　　（个） 影响识别的因素 可复制性

　　虹膜识别 1/120万 0.1-0.2% 266 虹膜识别时摄像机镜头的调整 不可复制

　　指纹识别 1/10万 0.2-0.3% 15-20 干燥、脏污、伤痕、油渍 人身伤害、指纹套

　　面部识别 1/100 10-20% 10 灯光、年龄、眼睛、头脸上的遮盖物 双胞胎、照片、视频

　　虹膜人像融合识别设备采用的虹膜人像融合技术是生物特征识别的重要突破，不仅能够通过多因子的方式提升识别精准度，也能在一定程度提升生物识别技术的场景适应性和隐私安全性。相比传统单模态算法，多模态算法能够满足金融级误识率（低至千万分之一误识率），代表了未来的发展方向。

　　虹膜人像融合识别设备同时具备动态布控能力，在国家政法机关管理的重点辖区内，针对重点场所，可以通过部署虹膜人像虹膜融合识别设备的方式对重点关注人员进行综合管控，首先可以将重点关注人员的虹膜特征、人脸特征等黑名单下发至虹膜人像融合识别设备中，可以实现对所有出入重点场所的人员进行虹膜人像融合身份识别，从而在设备端内部进行高精度的身份识别服务；虹膜人像融合识别设备另外具备生物特征采集功能，通过在重点场所部署的识别设备，可以实现对所有出入重点场所的人员进行虹膜特征、人脸特征等的采集操作，将采集到的虹膜特征、人脸特征等数据传送至后台服务端，实现与后台海量数据库、人脸库进行身份比对，从而能够实现对通行人员进行精准的身份识别。

　　综上，考虑到安全级别，虹膜和人脸均是有着高精度的判别特征，相比其他生物特征有着天然优势，由于二者均为非接触式，在国家政法机关执法时用户接受程度上也更容易实现。但人脸识别存在误识率高，虹膜识别存在不易配合的缺点，因此本产品采用整合虹膜+人脸相融合的方式，利用虹膜识别精度高、人脸识别易配合的优势，形成高精度虹膜人像融合识别设备，以适应新形势下国家政法机关的需要。

　　目前，国家政法系统正在推广有利于解决警力短缺和工作效能低等问题的最小作战单元模式。但整个系统普遍存在着装备配备短缺、通信难、辅助人员多样化等现实问题。种种因素不仅限制了辅助力量的工作效率和执法措施，也降低了信息系统建设的效果。因此一套通用的移动便携式人员身份核查解决方案需求日益凸显。

　　结合当前技术发展趋势，切实考虑实际业务中存在的痛点问题，利用计算机、互联网、物联网及多模态生物特征识别等技术，以高精度虹膜人像融合识别设备为硬件核心的移动身份核查系统研发成功，不仅解决了该问题，而且其优异的便携性和灵活的应用方式，为一线人员提供了高科技利器。整套系统由便携式移动虹膜采集核验终端+警务APP（可安装在警务通/辅警可安装在互联网手机）+虹膜数据汇聚比对集群构成。

　　数据库比对集群由以下3部分组成：

　　虹膜信息库：本地虹膜信息库及重点人员虹膜信息库。虹膜信息库包括机构信息、用户信息、原始虹膜图像、虹膜特征数据、采集对象基本信息、采集记录、识别记录及报警记录等。

　　在相关部门的配合下可以与现有业务系统结合，将数据库与本地国家政法机关系统的各类人员信息库进行对接，在完成人员身份识别的同时,实现对该人相关信息的准确提取。

　　虹膜身份查系统：在专网环境下建设虹膜身份核查系统，可通过终端设备获取的人员虹膜图像信息，进行人员信息大库比对，反馈人员精确身份信息。

　　虹膜比对算法集群服务：在专网环境下建设虹膜比对算法集群服务，该服务提供可进行大规模虹膜图像的分析和处理。

　　移动虹膜采集核查系统则通过虹膜核验移动终端设备，支持移动执法应用。移动执法过程中，可通过蓝牙与警务通，互联网手机进行连接。实时进行人员身份的采集核验。

　　警务APP，按照实际业务需要安装在警务通（国家政法机关单位人员），互联网手机（辅助人员）。根据权限不同，国家政法机关单位人员支持采集记录的查看，辅助人员支持采集及核验数据的上传。

　　常见的场景，如：在火车站、汽车站、高铁站、检查站、机场等人流密集场所，小区出入口、大型会议等典型场景中进行应用，实现无感进行虹膜、人脸等信息的采集识别，综合利用多种生物特征技术和与个体身份有关的数据信息，提高人员排查定位精确度，在短时间内得到人员的运行轨迹，彻底阻断犯罪分子掩藏身份的可能，为公共安全领域身份识别提供强有力的技术支撑。

　　考虑到后续的复制和推广，本方案在研发初期就考虑到了如下几个方面：

　　1) 实用性

　　从实用性的角度出发，按照实际移动执法需要，最大限度的满足移动执法需求，能适应新技术的发展，选择性价比高的产品，从终端产品的选择及软件业务的设计进行严格把控。

　　2) 先进性

　　采用领先的科学技术水平，集成了先进的虹膜识别技术，在保证整个系统功能和性能的前提下，最大限度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术。实现科技化，智能化水平。

　　3) 可靠性

　　采用业内国产化芯片及硬件模块，软件架构从底层设计到应用开发。每个环节都在安全性，及保密性的基础上实现。确保高稳定性，高可靠性。

　　4) 可扩展性

　　无论在系统软件、硬件的设计和选型上，都充分考虑其后期的可扩展性，结构上应易于扩充，以便于后期新功能的扩充。

　　5) 易操作性

　　系统具有简单易学的操作界面，无需专业的计算机知识，普通用户即可轻松完成日常操作。

　　本产品的实施不仅能为重点区域的人员管控提供技术手段，而且还能够基于实战需求突破虹膜应用技术，建立标准体系，为虹膜识别技术在公共安全领域的深度应用创造条件。众所周知，重点区域的人员管控一直是国家政法机关工作的重点之一，是关系到公民安全、社会稳定的重要问题。本产品的技术突破，为重点区域的人员管控提供了一种有效的手段，对于预防和打击犯罪，提高治安管理水平、维持社会安全、维护国家稳定、社会健康发展具有重大意义。同时，也突破了以往虹膜识别技术在国家政法实战应用中的技术限制，探索了在深度应用的有效模式，因而具有重要的启示意义和巨大的经济效益。该产品不仅仅能够应用于重点区域的人员管控，也能够在出入境、通关等其他领域得以应用，应用推广后可带来极大的经济效益。

　　以虹膜识别为核心的无感融合识别设备，配合不同安全场景要求下的前端设备，建立多维生物特征大数据，重点实现虹膜采集距离最远达到120cm，最远距离的图像可满足动态信息储存标准；人像采集距离最远达到2米，在虹膜可用范围内能够与虹膜同步完成采集；在有效距离内，虹膜/人脸可在1.5s内采集完成。通过综合利用多种生物特征技术的优势，可大幅提高人员排查定位精确度，并在极短时间内得到人员的运行轨迹，彻底阻断犯罪分子掩藏身份的可能，为国家政法领域的身份识别提供强有力的技术支撑。

　　责任编辑：广汉