Архитектура

Хотя взаимодействие с FindFace Multi происходит в основном через веб-интерфейс, не забудьте уделить немного времени изучению архитектуры программного комплекса. Эти знания необходимы для развертывания, интеграции, обслуживания и устранения проблем при работе FindFace Multi.

В этой главе:

Объекты распознавания. Процесс распознавания
Архитектурные элементы
Развертывание на одиночном сервере или в кластере
Аппаратное ускорение на CPU и GPU

Объекты распознавания. Процесс распознавания 

FindFace Multi может распознавать следующие объекты и их атрибуты:

человеческие лица
человеческие силуэты
автомобили

Примечание

Функционал распознавания лиц включен по умолчанию. Внесите изменения в файлы конфигурации, чтобы включить распознавание силуэтов и автомобилей.

FindFace Multi обнаруживает объект на фотографии или видеоизображении и подготавливает его изображение с помощью нормализации. Далее нормализованное изображение используется для извлечения вектора признаков объекта (n-мерного вектора числовых признаков, которые характеризуют объект). Векторы признаков объектов хранятся в базе данных и в дальнейшем используются для верификации и идентификации.

Архитектурные элементы 

FindFace Multi состоит из следующих основных архитектурных элементов:

Ядро FindFace, передовая технология распознавания объектов на базе искусственного интеллекта, которая может использоваться в качестве отдельного продукта FindFace Enterprise Server.
FindFace Multi, готовый прикладной модуль к FindFace Enterprise Server.

Внутренняя архитектура Ядра FindFace позволяет встроить Видеомагнитофон — дополнительный функционал, который записывает, хранит и проигрывает видеоданные с камер.

Схема архитектуры 

architecture_ru

Ядро FindFace 

Ядро FindFace включает в себя следующие компоненты:

Компонент	Используемые порты	Описание	Поставщик
findface-extraction-api	18666	Сервис, использующий нейронные сети для обнаружения объекта на изображении и извлечения его вектора признаков. Он также распознает атрибуты объектов (например, пол, возраст, эмоции, борода, очки, медицинская маска для объектов типа лицо). CPU- или GPU-ускорение.	Собственная разработка NtechLab
findface-sf-api	18411	Сервис, реализующий HTTP API обнаружения и распознания объектов.
findface-tarantool-server	32001, порты шардов (по умолчанию 330xx, 81xx)	Сервис, обеспечивающий взаимодействие между сервисом `findface-sf-api` и базой данных векторов признаков (базой, в которой хранятся векторы признаков объектов) на основе Tarantool.
findface-upload	3333	Веб-сервер на базе NginX, используемый как хранилище исходных изображений, миниатюр объектов и нормализованных изображений объектов. Если установлен Видеомагнитофон, `findface-upload` также хранит видеоданные с камер.
findface-facerouter	18820	Сервис, который используется для задания правил обработки обнаруженных на видео объектов. В FindFace Multi функции `findface-facerouter` выполняются `findface-security` (см. Прикладной модуль FindFace Multi). Однако в целях интеграции вы можете установить и настроить данный компонент (см. findface-facerouter и пользовательские плагины).
findface-video-manager	18810, 18811	Сервис, являющийся частью модуля видеодетекции объектов, через который осуществляется управление детекцией объектов на видео, а именно задаются настройки и список видеопотоков для обработки.
findface-video-worker	18999	Сервис, часть модуля видеодетекции объектов, который распознает объекты на видео и отправляет их нормализованные изображения, соответствующие видеокадры и метаданные (такие как время обнаружения) в сервис `findface-facerouter` для дальнейшей обработки в соответствие с заданными правилами. Если включен Видеомагнитофон, `findface-video-worker` отправляет видео в сервис `findface-video-storage`. Обеспечивает распознавание живых лиц при соответствующих настройках. Поддерживается CPU- и GPU-ускорение.
findface-ntls	443 (TCP), 3133, 3185	Локальный сервер лицензий, который проверяет подлинность лицензии FindFace Multi, взаимодействуя с глобальным сервером лицензий NtechLab. Для закрытых систем поддерживается лицензирование через ключ аппаратной защиты и по слепку с оборудования. Поддерживается лицензирование через прокси-сервер.
findface-counter	18300	Сервис, используемый для дедупликации событий.
findface-liveness-api	18301	Помимо встроенного функционала, предоставляемого `findface-video-worker,` распознавание живых лиц (liveness) также предоставляется автономным сервисом `findface-liveness-api`. Сервис берет определенное количество кадров из видеофрагмента и возвращает изображение лица наилучшего качества и результат liveness в десятичном виде, усредненный по взятым кадрам (см. Liveness как автономный сервис). Сервис `findface-liveness-api` также участвует в процессе аутентификации пользователя по лицу.
Tarantool	Порты шардов (по умолчанию 330xx, 81xx)	Стороннее программное обеспечение, на основе которого реализована база данных, хранящая извлеченные векторы признаков и события распознавания объектов. Системные данные, карточки, пользовательские аккаунты и настройки камер хранятся в PostgreSQL (часть прикладного модуля FindFace Multi).	Tarantool
etcd	2379	Стороннее программное обеспечение, реализующее распределенное хранилище ключей для компонента `findface-video-manager`. Используется в качестве координационной службы в распределенной системе, обеспечивая отказоустойчивость видеодетектора объектов.	etcd
NginX	80; SSL: 8002, 8003, 443, 80	Стороннее программное обеспечение, которое реализует веб-интерфейсы системы.	nginx
memcached	11211	Стороннее программное обеспечение, реализующее сервис кэширования данных в оперативной памяти на основе хеш-таблицы. Используется компонентом `findface-sf-api` для временного хранения извлеченных векторов признаков перед их записью в базу данных Tarantool.	memcached

Прикладной модуль FindFace Multi 

Прикладной модуль FindFace Multi включает в себя следующие компоненты:

Компонент	Используемые порты	Описание	Поставщик
findface-security	Настраивается	Компонент, обеспечивающий доступ конечного пользователя к функциям ядра FindFace. Обеспечивает взаимодействие между ядром FindFace и веб-интерфейсом, функционирование системы в целом, HTTP и веб-сокет, обновление содержимого базы векторов признаков, отправку уведомлений о событиях, объединение событий в эпизоды, работу вебхуков, счетчики, кластеризацию объектов, постановку в очередь видеофайлов на обработку. Включает в себя следующие внутренние сервисы: проверка лицензии, менеджер счетчиков, менеджер вебхуков, кластеризатор, менеджер эпизодов, менеджер очереди на обработку видеофайлов. Последние четыре сервиса можно включать и выключать через файл конфигурации `/etc/findface-security/config.py` .	Собственная разработка NtechLab NATS
findface-security-ui	Настраивается	Основной веб-интерфейс, использующийся для взаимодействия с FindFace Multi. Функционирует на основе фреймворка Django. Позволяет работать с событиями распознавания объектов, искать объекты в базах данных, управлять камерами, пользователями, карточками и списками наблюдения, собирать статистику в реальном времени и многое другое.
NATS	4222	Стороннее программное обеспечение, которое реализует брокер сообщений внутри `findface-security`.
etcd	2379	Стороннее программное обеспечение, реализующее блокировки в сервисе `findface-security`, например блокировки в механизме проверки лицензии, отчетах, обработке видео, кластеризации объектов и т. д.	etcd
Pgbouncer	5439	Стороннее программное обеспечение, обеспечивающее облегченный пул соединений для PostgreSQL. Необязательный компонент, используется для увеличения производительности базы данных при высокой нагрузке.	PgBouncer
PostgreSQL	5432	Стороннее программное обеспечение, реализующее основную базу данных системы. В базе данных хранятся карточки людей и автомобилей, а также данные для внутреннего использования, включая учетные записи пользователей и настройки камер. Векторы признаков объектов и события распознавания объектов хранятся в Tarantool (часть ядра FindFace).	PostgreSQL

Видеомагнитофон 

Видеомагнитофон является дополнительно устанавливаемой частью ядра FindFace. Видеомагнитофон включает в себя следующие компоненты:

Компонент	Используемые порты	Описание	Поставщик
findface-video-storage	18611	Сервис, реализующий управление видеофрагментами. Получает видеофрагменты от компонента `findface-video-worker`, помещает их в хранилище (`findface-upload`), записывает метаинформацию и сведения о местонахождении видеофрагментов в базу данных Видеомагнитофона (MongoDB). По запросу от `findface-security` выдает информацию об имеющихся видеофрагментах в форме ссылок на Websocket-потоки. Сервис `findface-video-streamer` использует данные ссылки, чтобы передать видео пользователю для просмотра и скачивания.	Собственная разработка NtechLab
findface-video-streamer-cpu	9000	По запросу от `findface-security-ui` данный сервис по Websocket извлекает требуемые видеофрагменты из хранилища `findface-video-storage` и `findface-video-worker` (только последний фрагмент, если он еще не записан в хранилище). Далее он склеивает видеофрагменты в единое видео и передает его пользователю для просмотра и скачивания.	Собственная разработка NtechLab
MongoDB	27017	Стороннее программное обеспечение, реализующее базу данных Видеомагнитофона. База данных хранит метаинформацию о видеофрагментах, включая сведения об их местонахождении. Сами видеофрагменты хранятся в компоненте `findface-upload`.	MongoDB

См.также

Развертывание на одиночном сервере или в кластере 

Вы можете развернуть FindFace Multi как на одиночном сервере, так и в многосерверной среде. При выборе последнего варианта доступны следующие схемы развертывания:

Центральный сервер FindFace Multi, взаимодействующий с несколькими дополнительными серверами для обработки видео (с одним установленным компонентом findface-video-worker).

См. раздел Дополнительное развертывание findface-video-worker на удаленных серверах.
Полностью распределенная архитектура FindFace Multi. Может понадобиться балансировка нагрузки.

См. раздел Стандартное развертывание в многосерверной среде.

Аппаратное ускорение на CPU и GPU 

Сервисы findface-extraction-api и findface-video-worker могут использовать как CPU-, так и GPU-ускорение. Нужный тип ускорения выбирается во время установки из консольного инсталлятора.

Если установка FindFace Multi выполняется из apt-репозитория, на CPU-сервере нужно развернуть пакеты findface-extraction-api и/или findface-video-worker-cpu, а на GPU-сервере пакеты findface-extraction-api-gpu и/или findface-video-worker-gpu.

Важно

Для выбора конфигурации оборудования см. Требования.

Важно

Если разрешение используемой камеры превышает 1280x720 пикселей, настоятельно рекомендуется использовать пакет с ускорением на GPU findface-video-worker-gpu.

Примечание

Liveness-детектор на CPU работает гораздо медленнее, чем на GPU.