一、项目方案

     （一）本项目在原有的生物特征识别平台上增加新的生物特征识别算法——指静脉识别，提供指静脉的存储、模板提取、特征提取、比对等功能。

       1．指静脉识别引擎接口

       指静脉识别引擎服务端提供指静脉模版提取、特征提取、特征比对服务能力。

     （1）模版提取：根据指静脉原始图片提取一个模版或根据多个原始图片合成一个模版，模版都为特征值。

     （2）图片特征提取：根据指定的指静脉原始图片提取一个特征。

     （3）1：1特征比对：用指定的模板和指定的特征进行相似度比对，并给出相似度。特征或模板不是合法的特征或模板时，返回错误。

     （4）1：N特征比对：用指定的多个模板和指定的特征进行相似度比对，并返回大相似度，以及对应的模板索引序号。

       2．指静脉采集插件

      指静脉图片处理与特征提取。SDK/客户端插件提供支持Windows、Linux平台版本，提供多种功能组件，包含但不限于：图像采集、图像检测、图像处理、特征提取、模板注册、特征比对、模板融合、活体检测等。SDK以动态库、静态库或组件形式封装，例如：Windows下的dll/Lib/ocx，linux下的so/.a/.o等。

      同时需要规范采集端API接口，实现不同的设备只要提供对应的API即可接入控件驱动设备进行采集等处理。

       3．算法集成

      生物特征识别平台支持不同生物特征管理，不同厂家算法、不同厂家设备接入，平台通过规范算法接口，满足各种算法的接入和调用，并要求以动态库或功能组件的形式进行封装。相关算法接口主要包括：图像压缩、图像预处理、特征提取、模板注册、特征比对、模板融合等。平台为每个登记算法定义标识、算法名称、模态类型（如：人脸、指静脉、指静脉等）、厂商信息。在服务启动时，动态加载算法库。

      生物特征识别平台集成各种生物特征识别引擎，目前已集成了指静脉识别引擎、人脸识别引擎，本项目需集成指静脉识别引擎，增加一种生物特征识别技术，使得满足不同应用及业务场景的识别服务。

       4．算法兼容性

      由于生物特征识别平台使用JAVA语言进行开发，因此指静脉引擎厂商提供的dll或者so能够在现有的生物特征识别平台的指静脉模块中调用。指静脉识别算法引擎算法支持输出指静脉原始图像，要求支持不同厂商设备采集的指静脉原始图像（未压缩，未预处理），在不同厂商设备中采集的指静脉原始图像，指静脉识别引擎可对这些图像进行模版注册、特征提取、模版融合、特征比对等。同时需要规范算法接口，实现不同的算法只要提供对应的API接口即可接入生物特征识别平台。

      （二） 业务场景支持需求

       本期工程需要支持的业务场景主要包括：柜员指静脉认证、指静脉比对，柜员指静脉复核、授权等。各接入业务场景描述如下：

       1、柜面系统

     （1）指静脉采集：调用指静脉采集接口，采集柜员的指静脉，并注册到生物特征识别平台，以便进行指静脉认证。

     （2）柜员签到：柜员签到系统时把手指放进指静脉设备中，柜面系统通过sdk采集柜员的指静脉特征信息，并请求调用指静脉比对的接口发送验证请求，如验证通过则柜员签到成功，否则拒绝签到。

     （3）柜员复核、授权：授权柜员把手指放入指静脉设备中，柜面系统采集信息并发送验证请求，认证系统返回该指静脉所属的用户号，柜面系统判断授权柜员是否有足够权限进行授权，有则授权成功，否则授权失败。

二、创新点

      本次项目建议采购一个指静脉识别引擎（算法），按照生物特征识别平台的要求进行集成。该算法提供商对算法有自主产权，以便后续的维护升级能力。同时，该算法提供商结合指静脉算法的实际情况提出了统一的前端采集设备标准化要求，以支持前端不同采集设备的互通。从而实现了一家厂商的指静脉识别引擎，实现识别多种不同厂商设备采集的指静脉图像。

      生物特征识别平台系统环境算法与应用服务单独部署，指静脉算法与指纹、人脸算法之间单独部署。目前生产上使用两台生物识别平台服务器做F5负载均衡，以防单点故障。另外生物特征识别引擎服务器也使用两台服务器做F5负载均衡，这样做的主要原因一是为了防止单点故障，二是考虑到业务量的不断增多，如果还需要添加引擎设备，可在不影响系统正常运行的情况下将新添加的引擎设备动态增加进去即可，也方便了其他生物识别算法引擎的接入。

       为了提高算法的识别效率，生物特征平台将原有的人脸识别算法CPU服务器升级成GPU服务器，大大提升了特征提取的效率。

       为了减轻关联系统的改造，本项目的指静脉认证、比对接口复用原有的指纹接口，不同的生物特征技术通过接口字段进行区分，从而IDM本次改动较少，esb不涉及改动，大大减轻了关联系统的耦合度。

三、技术实现特点

     （一） 生物特征识别平台集成一家厂商的指静脉识别引擎，实现识别多种不同厂商设备采集的指静脉图像。

       生物特征识别平台集成了多种生物特征识别技术，本项目是集成指静脉识别引擎，由于生物特征识别平台使用JAVA语言进行开发，因此指静脉引擎厂商提供的dll或者so能够在现有的生物特征识别平台的指静脉模块中调用。指静脉识别算法引擎算法支持输出指静脉原始图像，要求支持不同厂商设备采集的指静脉原始图像（未压缩，未预处理），在不同厂商设备中采集的指静脉原始图像，使用一种指静脉识别引擎可对这些图像进行模版注册、特征提取、模版融合、特征比对等。 

     （二） 复用原有指纹认证、比对的接口，减少关联系统的改造。生物特征识别平台与周边系统关系说明如下：

      统一身份管理与认证平台：企业级的身份管理与认证平台，为各应用提供统一的身份认证服务接口。生物特征识别平台与统一身份管理与认证平台集成，为各类应用提供生物特征注册与认证支持，本项目指静脉建模、比对接口复用已接入IDM的指纹接口，不同的生物认证技术通过接口字段进行区分，从而减轻了IDM的改造工作。

      内容管理平台：生物特征识别平台的生物特征非结构化数据，纳入内容管理平台统一管理；本项目的指静脉采集的图片通过前端上传至内容管理平台，再由生物特征识别平台到内容管理平台直接下载进行图片的比对，避免直接通过接口上送图片，减轻ESB的压力。

      柜面、自助终端等应用客户端通过服务接口或SDK插件调用指静脉采集装置，获取用户指静脉特征信息，并发送到生物特征识别平台进行生物特征处理、注册及认证；

      各应用系统与统一身份管理与认证平台/生物特征识别平台的交互请求通过ESB（图片通过内容管理平台上传）。

    （三） 各种生物识别引擎服务器独立部署，不影响原有业务正常运行。生物特征识别平台系统环境部署采用F5负载均衡，目前生产上使用两台生物识别平台服务器做F5负载均衡，以防单点故障。另外生物特征识别引擎服务器也使用两台服务器做F5负载均衡，这样做的主要原因一是为了防止单点故障，二是考虑到业务量的不断增多，如果还需要添加引擎设备，可在不影响系统正常运行的情况下将新添加的引擎设备动态增加进去即可，也方便了其他生物识别算法引擎的接入。

四、运营情况

      指静脉识别引擎于2020年6月30日技术集成的投产准备工作，目前开发测试环境系统运行状态稳定，预计近期开通业务系统使用。

五、项目成效

      目前柜面系统实现柜员指纹登录及授权，较原柜员卡认证方式相比，柜员体验及风险防控水平均有明显提升。但在实际使用过程中，存在因柜员手指脱皮、皴裂、磨损等特殊原因难以使用指纹认证模式，只能沿用柜员卡方式进行授权的情况。这就可能存在风险防控不到位的情况。

      指静脉技术采集体的体内特征完整性好，不受手指外观的影响，并且指静脉算法日益成熟，算法精度更高。

六、经验总结

      按照生物特征识别平台的设计，集成指静脉识别引擎，提供指静脉识别的服务。本次项目建议采购一个指静脉识别引擎（算法），按照生物特征识别平台的要求进行集成。要求算法提供商对算法有自主产权，以便后续的维护升级能力。同时，要求算法提供商结合指静脉算法的实际情况提出采集设备标准化要求，以支持前端不同采集设备的互通。目前项目已完成平台的技术集成，正处于业务系统接入推广阶段，后续推广过程将按时监测服务器资源使用情况，根据业务量变化，提升服务器处理能力。