T_BAS 006-2023 民间文物图像识别系统参考体系结构.docx

ICS 35.240.01 CCS L70团体标准T/BAS 006-2023民间文物图像识别系统参考体系结构Cultural relics in public circulations - Reference structure for image recognition system2023-09-28 发布2023-09-28 实施北 京 标 准 化 协 会 发 布T/BAS 006-2023目次前言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 系统结构15 系统模块与功能2 数据源2 数据预处理3 图片/文本理解模块4 民间文物数据库模块4 用户应用界面4 服务管理界面46 系统技术要求4 服务器端技术要求4 客户端技术要求87 业务参考流程9 相同/相似民间文物检索业务参考流程9 民间文物鉴赏业务参考流程9 民间文物流通检测参考流程98 性能需求9 数据库性能需求9 系统响应时间需求99 数据安全要求9 数据完整性9 数据备份恢复9 个人信息保护10 网络架构10 可信验证10参 考 文 献11II前 言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由北京标准化协会提出并归口。本文件起草单位：易元数字（北京）科技集团有限公司、北京易元数科文物艺术品产业发展研究院、天津大学、中国文物交流中心。本文件主要起草人：蒋齐琛、周以重、张荣浩、祁煜琨、周圆、谭平、陈昀。T/BAS 006-2023民间文物图像识别系统参考体系结构1 范围本文件给出了民间文物图像识别系统的参考体系结构，提供了构建民间文物行业图像识别系统所需的架构体系，包括系统模块与功能、系统技术要求、业务参考流程等，以及为保证整个系统正常运行，在性能和安全性方面的说明。本文件适用于民间文物领域的图像识别系统的开发、管理和应用。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。GB/T 5271.28 信息技术 词汇 第28部分：人工智能 基本概念与专家系统3 术语和定义GB/T 5271.28界定的以及下列术语和定义适用于本文件。民间文物 cultural relics in public circulations未在文物收藏单位正式入藏并登记入账、保管的文物。民间文物图像识别 image recognition for cultural relics in public circulations基于民间文物图像特征信息，对该个体进行识别的过程。民间文物图像特征 image feature for cultural relics in public circulations指从民间文物图片中提取出的有区别的、可重复的特征信息。民间文物文本特征 text feature for cultural relics in public circulations指从民间文物文本描述中提取出有区别的、可重复的特征信息。平面民间文物 two-dimensional cultural relics in public circulations指二维形态的民间文物。注：如：书画、手稿等。立体民间文物 three-dimensional cultural relics in public circulations指三维形态的民间文物。注：如：瓷器，青铜器等。4 系统结构11民间文物图像识别系统如图1所示，主要模块包括数据源、数据预处理、图像/文本理解、民间文物数据库、用户应用界面、服务管理界面等。其中：数据源指本系统数据库中数据的来源；数据预处理模块指对数据信息进行初步过滤，例如去掉损坏图像，文本乱码等；图像/文本理解模块指对输入的图像信息或文本信息进行算法学习、民间文物图像特征与民间文 物文本特征提取等步骤，实现对输入信息的理解；民间文物数据库模块将从数据源获取到的信息进过加工整理，以结构化形式存储于数据库中， 在数据库中存储了民间文物常用属性，如作者、尺寸等信息，民间文物图像特征和民间文物文本特征，并根据不同权限设置对数据记录进行操作；用户应用界面规定了为用户提供的操作功能；服务管理界面规定了为系统管理员提供的操作功能；此外还从性能需求、安全需求等方面对系统结构做出规范，保证系统响应实时性、数据内容安全性。注1： 系统内部模块。注2： 系统外部模块。图 1 民间文物图像识别系统参考体系结构5 系统模块与功能 数据源数据源表明了数据库中的数据来源，一般为行业平台开放数据。应包括但不限于：民间文物交易数据、国内外文物领域相关权威术语、现有文物属性标引词库数据等结构化或非结构化数据。 数据预处理数据预处理包含图像数据预处理与文本数据预处理两部分内容。5.2.1 图像数据预处理图像数据预处理包含平面民间文物图像和立体民间文物图像预处理模块。5.2.1.1 平面民间文物图像预处理模块输入要求应包含但不限于以下内容。a) 图像格式包括但不限于 JPG，GIF，JPEG，PNG，BMP。b) 图像数据完整，可正常读取。c) 图像光照适当，无过度曝光或过暗。d) 图像像素不低于 100KB。e) 平面文物图像无杂乱背景。f) 平面文物在整张图中占比合适：不小于 80%。g) 平面文物图像应尽量少涉及无关内容：如书画装裱、名画相框。h) 平面文物的拍摄角度端正。模块功能应包含但不限于表1所列功能：表 1模块功能内容图像完整性判断对于损坏图像数据给出提示信息5.2.1.2 立体民间文物图像预处理模块输入要求应包含但不限于以下功能。a) 图像格式包括但不限于 JPG，GIF，JPEG，PNG，BMP。b) 图像数据完整，可正常读取。c) 图像光照适当，无过度曝光或过暗。d) 图像像素不低于 100KB。e) 立体文物色系区别于背景色系：同色系应给出提示信息。f) 立体文物在整张图中占比合适：不小于 80%。g) 立体文物图片应尽量少涉及无关内容：如支架等修饰性物品。 模块功能应包含但不限于表2所列功能：表 2模块功能内容图像完整性判断对于损坏图片数据给出提示信息5.2.2 文本数据预处理模块输入要求应包含但不限于以下内容： 文本信息不含乱码。模块功能应包含但不限于表3所列功能：表 3模块功能内容文本质量判断对于文本乱码给出提示信息 图片/文本理解模块该模块提供图像/文本理解服务。系统核心目的是基于每个文物艺术品的图像/文本特征来识别和检索图像，应包含但不限于表4所列子模块：表 4子模块内容文物图像特征模块通过深度学习等算法提取民间文物图像特征文物文本特征模块通过深度学习等算法提取民间文物文本特征 民间文物数据库模块民间文物数据库将数据源信息以结构化形式存储到数据库并进行操作。本模块应提供以下功能， 包括但不限于。a) 数据结构适用于 95%以上的民间文物。b) 对民间文物常用属性、民间文物图像特征、民间文物文本特征的结构性存储。c) 对不同表单的相同属性进行关联。d) 基本的增删查改操作。e) 对异常操作进行提示。f) 对数据操作进行日志记录。 用户应用界面客户应用程序界面接收客户上传的民间文物信息，并根据客户的指示进行响应，应包含但不限于以下功能。a) 客户登入/登出。b) 客户方民间文物信息的上传。c) 对民间文物数据库操作的可视化。d) 异常操作的提示警报。 服务管理界面服务管理界面为系统管理员提供平台来完成包括数据更新和数据库维护在内的任务，应包含但不限于以下功能。a) 管理员的身份验证。b) 管理员登入/登出。c) 对民间文物数据库操作的可视化。d) 异常操作的提示报警。6 系统技术要求 服务器端技术要求6.1.1 体系结构设计和配置要求根据图像识别系统总体结构，系统服务器端的主要功能如图2所示，包含数据导入、图像/文本理解、数据查询、日志记录等功能。其中，图像/文本理解和数据查询是服务器的两个核心功能。图 2 图像识别系统服务器主要功能图像/文本理解模块可通过多种技术手段实现，例如深度学习等方式。图像识别系统部署主服务器来承载一些常规功能，例如数据导入和数据查询类别。由于图像/ 文本理解模块对计算处理能力的要求受到限制，因此图像/文本理解服务器的处理功能是单独部署的， 建议使用具有GPU加速功能的服务器配置。6.1.2 模块协作过程要求服务器端每个系统模块的协作过程下图所示。图 3 系统模块间的协作流程在数据导入阶段，服务器系统管理员按照设定的格式将初始图像/文本数据保存在指定目录中， 并运行数据导入模块的脚本程序，将民间文物的图像/文本数据导入系统数据库。在数据查询阶段，用户从客户端民间文物图像/文本信息中指定目标，然后从客户端发起查询请 求，数据查询模块将图像/文本查询请求中的数据再次发送给图像/文本理解模块，图像/文本理解模 块将请求图像/文本内容识别结果和图像/文本编码结果反馈给查询模块，查询模块向数据库查询请求，最后获得检索结果输出给客户端。6.1.3 图像/文本理解模块要求图像/文本理解模块的请求可由数据查询模块或数据导入模块发起，处理结果可分别发送回请求 发起者。图像/文本理解程序在图像理解模块中执行图像/文本特征分析、类别划分和特征生成。数据导入阶段的图像/文本直接从局域网读取，数据查询阶段的图像/文本从局域网中的主服务器读取。主要过程如下图所示。图 4 图像/文本理解模块的主要流程6.1.4 数据导入模块要求在数据导入中，服务器系统管理员可将准备好的民间文物数据批量导入数据库。 数据导入模块的操作过程下图所示。图 5 数据导入模块操作流程6.1.5 数据查询模块要求在数据查询过程中，用户使用客户端上传要识别的艺术品的图像/文本信息，来搜索相似的民间 文物和介绍信息。该模块还需要图像/文本理解模块来实现上传内容的理解以及图像/文本的识别。这里的数据查询模块的运行过程是指图像/文本理解模块流程图中的查询模块。 客户端技术要求客户端界面包括拍照页面、本地上传页面、输入URL地址等页面，用于查询、标识、检索和显示、 信息输入等功能。6.2.1 查询功能要求查询功能是为用户提供查询操作的主要功能。应满足但不限于以下内容。a) 本地图片、照片上传。b) 输入网页链接上传。c) 图片类文件大小限制。d) 异常操作提示。6.2.2 结果显示要求a) 正确显示图像/文本识别结果。b) 识别结果过滤，查看不同结果集。c) 异常情况的友好提示。7 业务参考流程 相同/相似民间文物检索业务参考流程该流程应包含但不限于以下内容。a) 用户上传相关民间文物图像，输入相关文本信息。b) 图像/文本检索系统对上传内容提取特征，获取特征向量值。c) 该特征向量值与数据库中所有同属性特征向量值逐一计算相似度。d) 输出最相似的数张图片与相应信息。 民间文物鉴赏业务参考流程该流程应包含但不限于以下内容。a) 用户上传民间文物图片。b) 图像识别系统对其包含的特征属性进行识别判断，得到相应属性结果。c) 属性结果以文本信息形式反馈给用户。 民间文物流通检测参考流程在文物艺术品的流通过程中，通过图像识别方法自动获取出图片的“语义”信息并分析其一致程度，可完成对文物艺术品流通检测的相关功能，且显著提高比对的效率和准确度。8 性能需求 数据库性能需求数据库可支持千万级数据量的常规操作。 系统响应时间需求民间文物图像识别系统业务流程响应时间应不多于2秒。9 数据安全要求民间文物图像识别系统数据安全方面应符合 GB/T 22239-2019 7 第二级安全要求。 数据完整性民间文物图像识别系统中产生的数据应进行完整的归档存储。应符合GB/T 22239-2019 7.1.4.7 的要求。 数据备份恢复民间文物图像识别系统中产生的数据需具备容灾安全性。应符合GB/T 22239-2019 7.1.4.8的要求。 个人信息保护民间文物图像识别系统应仅收集用于图片识别的相关功能的信息。应符合GB/T 22239-2019 7.1.4.10的要求。 网络架构民间文物图像识别系统的网络架构，应符合GB/T 22239-2019 7.1.12.1的要求。 可信验证民间文物图像识别系统的数据传输应确保可信性，需符合GB/T 22239-2019 7.1.12.3的要求。参 考 文 献1GB/T386662020 信息技术 大数据 工业应用参考架构2GB/T37036.32019 信息技术 移动设备生物特征识别3GB/T38671-2020信息安全技术 远程人脸识别系统技术要求4GB/T38542-2020信息安全技术 基于生物特征识别的易懂智能终端身份鉴别技术框架5GB/T40210-2021增材制造云服务平台参考体系