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海宁警用狱所虹膜识别安全管理系统
编辑:admin  阅读:2296次  录入时间:2009/6/30 16:01:14
海宁警用狱所虹膜识别
安全管理系统
 
     承载科技强警战略的警用信息化多生物识别技术,在国内外警务活动中不但极大的提升了警务战力,迅速提高侦查办案、管理防范等效能,更是掀开了第四次警务革命的先河。全国公安机关各级领导均对此高度重视,并强力推进此项技术应用工作的开展。公安部部长孟建柱认为:“公安机关必须坚定不移地实施科技强警战略……,密切关注世界警务革命的发展趋势,充分吸收借鉴世界科技发展成果,加强刑事科学技术和刑事犯罪规律研究,为警务实战提供有利支持。”
河南省副省长、公安厅厅长秦玉海多次指出: “各级公安机关必须突出科技强警和信息化建设的核心…,把公安信息化建设作为一项事关全局的战略任务来谋划和推进…,全面提升公安信息化建设与应用水平…,推动公安工作整体水平的提升…”
郑州市副市长、公安局局长黄保卫对此专项强调:“公安工作应紧跟时代步伐,利用先进科学技术,解决新形势下的新 问题,向科技要素质、向科技要警力、向科技要战斗力,由传统公安向信息公安、数字公安转变…”
一、警用多生物识别技术应用现状
警用多生物识别技术经过多年实践探索,已发展出如下类别:
     DNA识别技术:  每个人都有一种独特的遗传基因图形,其中DNA分子的排列是各不相同的,通过仪器能准确无误地加以区分和识别,广泛适用于侦查破案、甄别尸源、亲子鉴定取证等领域。
但是DNA识别也存在操作时间长、识别程序复杂、认定要求高等缺点,不利于快速破案、锁定证据,乃至延误破案的最佳时机;又因其造价高,需要极其专业的技术知识和鉴定资格的人员,一套成熟的设备系统动辄需几十万上百万元,所以基层科所队室等公安机关无条件负担,不适宜大规模推广。
     指纹识别技术:每个人包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同,呈现惟一性且终生不变的特点。据此,通过将实验对象的指纹和预先保存的指纹数据进行比较,就可以验证它的真实身份,这就是指纹识别技术。
指纹识别技术在国内外应用比较普遍,是一种高度成熟的技术,在目前警务应用领域发挥着不可或缺的巨大作用,但是它的采集流程和比对时效都有局限性,一是指纹图像的数据库存量较大,占用大量的内存空间,对设备成本要求较高;二是采集流程繁琐,采集一套成熟的指纹,至少需要10分钟时间,且返工率较高;三是识别模式还存在机器初步筛别范围、人工最后确认锁定的半自动化状态,耗时费力。
     人像研判识别技术: 主要是通过对两眼瞳孔间距和面部骨骼的许多特定的特征点来进行比对测算和同一认定,目前,这种技术还处于测试阶段,距实战应用尚需时日,并且存在易受整容干扰、存储图像所占空间较大对服务器要求较为严格等缺陷。
身份证识别技术:主要是依靠身份证扫描仪对身份证
中的电子芯片进行扫描,从而读取身份证芯片中的个人信息,进而与预先保存的身份证信息数据进行比对。但也存在着系统图像较真人图像具有滞后性不易比对、貌似之人易于顶替逃避打击或被错捕等现象和不足,如果嫌疑人没有携带身份证件,那么身份证扫描仪也只能是无米之炊。
     虹膜识别技术:
人眼睛的外观图由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成。虹膜的形成由遗传基因决定,人体基因表达决定了虹膜的形态、生理、颜色和总的外观,人眼虹膜图像中存在着大量相互交错的类似于斑点、细丝、冠状、条文、隐窝等形状的细微特征, 自然界不可能出现完全相同的两个虹膜,即使是双胞胎,同一人左右眼的虹膜图像也不相同。虹膜识别技术就是通过对虹膜图像中许多特定的细微特征点来进行比对测算和同一认定。
   虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种。虹膜识别技术被广泛认为是二十一世纪最具有发展前途的生物认证技术,未来的安防、国防、警务、电子商务等多种领域的应用,也必然的会以虹膜识别技术为重点。目前,英国警方已经用最先进的远距虹膜识别系统对恐怖分子进行跟踪、辨别、侦控,收到良好成效。市场应用前景非常广阔。
相较其它多生物识别技术而言,虹膜识别采集时间短,库存量大所占空间少,应用成本较为低廉。而且它无论是采集还是识别都是非接触性的,安全、方便、可靠、快捷。
下面是生物认证技术对比表
 
 
二、警用虹膜识别技术起源、发展现状和特点
(一)虹膜识别技术起源。150年前的匈牙利医师衣纳兹凡比撤里(Ignatz Von Peczely)在他十岁的时候,偶然发现从眼睛可以观察到一种自然记录的现象。
亨利艾德华连(Henry Edward Lane)出版了第一本虹彩诊断学的书,书名是《虹彩学,从眼睛来诊断的方法》(Iridology, the Diagnosis from the Eye),林达医师就虹彩诊断学写了一本 “虹彩诊断”(Iris diagnosis)。特别是班纳.杰森医生(Dr.Bernsrd Jensen)在美国发展出一个最完善的虹膜图,显示眼睛反映体内相对应的器官,直到今天,他的虹膜图仍然是最精确的。
(二)警用虹膜识别技术的发展及特点
1、国外警用虹膜识别应用技术的发展
    1936年,眼科专家Frank Burch最早指出虹膜具有独特的信息,可用于身份识别。
    1987年,眼科专家Aran Safir 和Leonard Flom首次提出了利用虹膜图像进行自动虹膜识别的概念,但是他们并没有开发出一个实际的应用系统;1991年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的Johnson实现了一个自动虹膜识别系统,这是有文献记载的最早的一个应用系统;1993年,John Daugman实现了一个高性能的虹膜识别原型系统。目前,国外部分自动虹膜识别系统使用Daugman的核心识别算法;主要应用于机场、煤矿、银行、海关等场所。
2、国内警用虹膜识别应用技术的发展
      目前,能够推动国内虹膜识别技术发展的科研机构只有中科院模式识别国家重点试验室(中模室),而首次把虹膜识别技术应用于警务领域、形成产业化发展的则是郑州海宁信息技术有限公司(下称海宁公司)及其源于中模室核心算法开发并应用于郑州市第一看守所的狱所虹膜识别安全管理系统。
(1)中模室的实力、算法及专利
     中模室建于1984年,依托于中国科学院自动化研究所,于1998年正式开始虹膜识别基础的研究,该室近十年自主研发20余项虹膜识别科研成果,肩负起虹膜识别技术产业化重任,其以基于小波分析和过零点描述、虹膜斑块形状识别、鲁棒特征抽取与识别为核心技术的虹膜识别核心算法处于世界领先水平,能向用户提供便捷的服务和全方位的技术支撑。在2009年1月份举行的国际虹膜识别算法公开竞赛NICE.I(Noisy Iris Challenge Evaluation-Part I)中,中模室课题组所报核心算法从来自35个国家的97个团队提交的参赛算法中脱颖而出,以优异性能夺魁。目前,该室的虹膜识别技术已经成功运用于国内部分煤矿、银行社保以及高端涉密场所,并且远销欧美市场。
截至到2007年10月份,中模室共申请虹膜专利15项,其中发明专利8项,实用新型专利4项,外观专利3项,并获得软件著作权1项。知识产权涵盖虹膜识别软硬件系统等各个环节。
(2)中模室虹膜识别技特点:
唯一性:
      人眼虹膜图像中存在着大量相互交错的类似于斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等形状的细微特征。自然界不可能出现完全相同的两个虹膜,即使是双胞胎,同一人左右眼的虹膜图像也不相同。
稳定性:虹膜在人出生八个月后就已经稳定成型,终身不变。人发育到八个月左右,虹膜就基本上发育到了足够尺寸,进入了相对稳定的时期。除非极少见的反常状况、身体或精神上大的创伤才可能造成虹膜外观上的改变外,虹膜形貌可以保持数十年没有多少变化。 另一方面,虹膜是外部可见的,但同时又属于内部组织。要改变虹膜外观,需要非常精细的外科手术,而且要冒着视力损伤的危险。虹膜的高度独特性、稳定性及不可更改的特点,是虹膜可用作身份鉴别的物质基础。
非接触式采集:虹膜是外部可见的内部器官,用户可以在不与采集设备接触的情况下迅速快捷成像。
相较国际同类技术,更具创新性:
一是采用主动视觉反馈的多目虹膜采集装置,实现“所见即采”的虹膜识别效果。[采用主动视觉反馈的多目虹膜采集设备(发明专利)(申请号200710099388.5)]
二是全新的嵌入式Dsp+LINUX架构,并行网络化计算,功能强大。
三是调整的显示设备发光的颜色和亮度,进行活体检测,拒绝伪造虹膜。
四是内置以模式识别国家重点实验室研究的具有自主知识产权的活体虹膜识别算法为核心。
(3)发展成型产品
中模室的虹膜识别技术,采用世界最先进的活体虹膜识别技术,利用眼睛虹膜的生理特征来识别身份,具有极高的可靠性,准确性和防伪性,是现代生物认证技术应用的最新成果:
源于中模室技术的嵌入式网络化虹膜识别仪(图)。
虹膜识别SDK(图)及综合人员安全管理系统
中模室研发虹膜产品发展历程:
1999年,第一代产品 特点:国内第一台自主知识产权的虹膜图像获取装置。
 
2002年,第二代产品 特点:便携式虹膜成像仪,解决了用户自定位问题
 
 
2003年,第三代产品 特点: 可适应用户身高,增大了景深范围
2004年,第四代产品 特点: 提出了根据图像内容的测距算法和防伪方法
2006年,第五代产品 特点: 双目虹膜同时成像,发明了视觉对焦技术和多个定焦镜头互补实现大景深采集的方法
2007年,第六代产品 特点:配备“所见即采”的双目虹膜成像技术,用户界面更友好,采用全新的嵌入式双CPU架构,并行网络化计算,功能强大。
(4)应用领域从电影到现实
     生物虹膜识别技术是最适合人数众多、要求识别率特别高的场所。就如我们经常看到的国外电影中一样,在发达的国家,虹膜识别技术已经广泛应用于银行、航空、国安、门禁、煤矿、重要的机密档案库等重要高端安全场所, 已经验证了这种高新技术的巨大威力;在国内,从2007年开始,中模室率先将技术产品应用于煤矿、民航等场所,并收到了良好的效果。如图:
中国第一台虹膜识别ATM样机。应用于银行的ATM机器上,方便快捷的帮助客户办理取款存款。
中央电视台CCTV2《我们生活当中的高新技术》栏目对模式识别国家重点实验室虹膜门禁设备的报道。
     模式识别国家重点实验室在生物通关系系统上研发了身份证或护照与虹膜识别相结合的快速通关系统。
模式识别国家重点实验室研发的中国第一代虹膜身份验证虹膜保管箱。
东北某涉密单位人员管理系统IR5000。
 
 
三、警用虹膜识别技术应用
(一)已应用于公安监所系统。海宁公司是一家专业从事高科技信息安全产品研发的公司,是中模室虹膜识别技术联合研发战略合作伙伴、河南省及郑州市服务定点/协议供货项目供应商。作为中模室全国警用虹膜识别项目惟一合作伙伴,该公司自主开发的狱所虹膜识别安全管理系统已经于2009年5月1日应用于郑州市公安局第一看守所,首开全国狱所系统虹膜识别安全管理技术应用之先河,完全达到了对监管、羁押人员进行精确管理、动态管理、实时管理、安全监控等巨大成效,管理效能较以往提高20倍。
(二)海宁狱所虹膜识别安全管理系统的各项优势。
     政策优势——研发自主知识产权的生物特证识别技术和产品关乎国家安全和社会稳定,符合国家产业政策,属于目前我国优先重点发展的项目。海宁公司研发的狱所虹膜识别安全管理系统是科技强警战略在公安一线的最新应用,是国内外警务前沿最先进的警用多生物识别技术。是有效推进以情报信息主导、先进科技支撑,警务信息化、集约化、规范化有机统一为特征的现代警务机制的重要抓手。
     产品优势——高性价比的产品,灵活的产品定制化能力。我们掌握产品生产的每一个细节,可实现严格成本控制。同时,我们的本地化技术服务团队可针对不同的用户应用需求,提供非常灵活的产品定制化服务。
     技术优势——我们掌握成熟、处于国际先进水平、完全知识产权的警用虹膜识别核心技术。
     市场优势——我们更了解中国警务市场,并能为用户提供贴心及时的本地化服务和售后支持。
     行业认知优势——我们依托于中国科学院模式识别国家重点试验室,有良好的政府背景和丰富的产业资源,经过多年的发展和积淀,模式识别国家重点试验室已经发展成为国内外公认的中国生物识别产业的权威机构。海宁公司也在开发狱所虹膜识别安全管理系统等一系列警用虹膜产业化运作中树立了良好的口碑,得到了政府及相关部门的广泛认同。拟于近期陆续在全市乃至全省拘留机关、看守机构及监狱系统中推广使用。
     共享优势---狱所虹膜识别安全管理系统是一个资源共享的平台,不同单位同类产品之间可以实现资源共享、信息互通;与其他单位如郑州市公安局二七分局人口信息研判指挥中心等以指纹、面像等多生物识别技术为核心的管理系统可实现资源对接、数据共享、互取所需,有效提高整体警务系统识别效能和战力。
(三)海宁狱所虹膜识别安全管理系统及集成。
    系统功能简介
     系统硬件设备,主要完成使用人员虹膜图像的采集、以及身份认证的功能,用户在使用此款设备进行虹膜注册或识别时,注视设备的观察窗口,根据设备发出的语音指示调整与设备间的相对位置,以便系统采集清晰的图像,系统获取虹膜图像后进行分析识别,并通过指示灯和语音提示识别结果。
产品新特性:
  • 采用主动视觉反馈的多目虹膜采集装置,在虹膜采集设备上添加显示设备,显示由采集设备获取的用户双眼虹膜图像。
  • 引导用户自行对准,用户易用性高
  • 调整显示设备发光的颜色和亮度,进行活体检测,拒绝伪造虹膜。
产品基本参数:
型号
IKEMB-100
种类
嵌入式虹膜识别仪
尺寸
335×185×79mm
获取距离
22-31cm
设备功率
15-25w
输入电源
12V DC 3A
温度
0-40℃
湿度
<90%,不结露
生产商
海宁信息
产地
中国制造
产品工作环境:
    室内(由于人的眼睛会随着对外界光线变化而改变,在强烈的太阳光下会比较严重地影响虹膜识别的成功率,因此建议在室内等光线强度比较稳定的环境使用)
     系统拓扑图
     下图是一个系统部署示例,在下面的系统中包含多台虹膜识别 设备,一台虹膜数据服务器,一台识别端计算机,和一台笔记本电脑。
 
 
应用系统集成
海宁公司虹安牌狱所专用虹膜识别系统
方案概述
      虹安狱所专用虹膜识别系统系统根据我国狱所管理的现状,采用世界最先进的活体虹膜识别技术,将虹膜识别技术、计算机网络、数据库等技术集成为一体,利用虹膜独特的唯一性,稳定性以及非侵犯式采集的特点,通过一对一的眼睛虹膜注册,对狱所被监管人员登记和实时安全监控,解决只认卡不认人的问题,将狱所被监管人员记录信息精确到个人,记录每一位狱所被监管人员出入时间。起到加强监督管理过程的作用,并且有助于减少责任事故的发生,是提高狱所人员管理水平的必要手段。
 
系统主要组成部分:
系统主要由注册机柜,识别机柜,服务器以及监管单元四部分组成。
               
 
注册机柜:通过网络与系统相连,注册机柜完成人员基本信息录入、虹膜信息录入、验证等功能。
     系统拓扑结构图
系统功能及特色
1. 无线网络连接,快捷方便
2. 非接触式识别,干净卫生,适应疫情。
3. 识别速度快,精确度高。
4. 信息采集灵活,任意眼均可。
5. 大规模信息采集,数据库安全稳定。
6. 记录和识别临时出入狱情况,并有报警系统。
7. 登陆方式分级管理,层次分明。
8. 数据库可随时备份,保证安全管理。
9. 设USP电源,防止数据意外丢失。
10. 显示出入狱详细情况并可打印报表。
11. 显示出入狱狱警签名,责任分明。
12. 所有记录和识别精确到秒,便于管理。
四、警用虹膜识别技术应用领域展望
      警用虹膜识别技术还在追逃、高端涉密单位、场所门禁等系统应用。在追踪逃犯和恐怖分子等方面,可以预先把前科人员或者一些重大可疑人员的虹膜信息录入系统,上述人员一旦犯案,只需远距离扫描即可快速甄别、锁定犯罪嫌疑人。
在高端涉密单位、场所门禁系统,工作人员只是通过刷卡等方式进入,系统存在“认卡不认人”的重大隐患,并且门禁IC卡密码破译事件层出不穷,安全系数较低; 警用虹膜识别系统只需要采集单位人员的活体虹膜信息,进行快速鉴别,即可实现高安全度防范和管理。
基于局部二值特征和图匹配的虹膜识别方法(发明专利)(申请号200610140640.8)
采用主动视觉反馈的多目虹膜采集设备(发明专利)(申请号200710099388.5)
可多人同时进行生物特征识别的机柜(实用新型)(申请号200720148925.6)
基于虹膜识别的身份鉴定方法(发明专利)Zl99110825.6
虹膜图像采集装置(实用新型)ZL99217063.X
活体虹膜图像采集装置(实用新型)ZL01278644.6
基于活体虹膜身份识别方法(发明专利)ZL01144524.6
基于小波分析和过零点描述的虹膜识别方法(发明专利)ZL02145722.0
基于虹膜斑块形状的身份识别方法(发明专利)200410034872.6
便携式虹膜采集装置(发明专利)200410078238.2
便携式虹膜采集装置(实用新型)200420092835.6
虹膜图像的鲁棒特征抽取与识别方法(发明专利)200410081184.5
虹膜双目注册端机柜IE3000(外观专利)申请号 200730152782.1
虹膜双目双面识别端机柜IR5000(外观专利)申请号200730152783.6
虹膜双目单面识别端机柜IR4000(外观专利)申请号200730152784.0
 
 
 
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