人臉信息識別門禁系統

謝洋

摘 要：針對大學生宿舍失竊事件多發、易發的情況，分析了宿舍門禁系統的缺陷和其中存在的不安全因素，并試驗制作出一種基于人臉信息識別原理的門禁系統。該系統具有視頻監控、自動獲取人臉圖像、快速處理圖像信息和識別對象身份等功能，可以進一步加強對樓道的自動監控，是一種很有效的安全措施。

關鍵詞：門禁系統；人臉識別；圖像處理；信息識別

中圖分類號：TP393.07 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.022

眾所周知，如今的大學校園宿舍經常會出現安全問題，比如財物失竊、火災等。人臉信息識別門禁系統就是從這一問題出發，結合一些先進的技術和理論知識完成這項設計的。

該系統的核心技術是人臉信息識別，這項技術在市場上也有相關的應用報道，例如電腦開機密碼、手機密碼等。其原理就是開發一款軟件，利用這款軟件記錄人的臉部特征，包括一些細微的特征，并且加以存儲。在使用過程中，當系統感知到與所儲存信息的相似信息后，系統就會起到作用，否則則視為無效信息。要想實現上述過程，就需要借助數字圖像處理軟件。圖像處理的任務是獲取客觀世界的景象，并將其轉化為數字圖像進行增強、編碼、恢復和壓縮等處理，將一幅圖像轉化為另一幅具有新意義的圖像。為了方便使用，處理數字圖像的過程分為以下幾步。

1 圖像獲取

利用攝像頭獲取自然界的圖像，并用電腦將其顯示為模擬圖像信號。這里，圖像的獲取又被稱為圖像采集。圖像采集工作是十分重要的，保證原始圖像的高質量會大大減輕后期處理工作的工作量。一般情況下，在設置相關數據時，會采用1個通道1個攝像頭的方法，這樣有利于后期圖像處理工作的順利進行。經過測試后發現，當攝像頭平面的法線與水平方向夾角設置為20°～30°時，所獲取的圖像相對而言更加清晰。

2 數字化

數字化的任務是將獲取到的圖像通過ADC（數字轉化器）轉化為原始數字信號，以便于數字存儲和計算機處理工作。一般情況下，自然界的圖像是以模擬形式出現的，只有將模擬圖像數字化，計算機才能靈活地處理圖像。

3 圖像增強

這個步驟的主要作用是改善視覺不佳的圖像，突出圖像中大家會感興趣的部分，例如，提高清晰度，使細節更加明顯，亮度、色彩等更加突出。圖像增強可以改變原來圖像全部或局部的亮度、色度分布等參數，在系統中體現出獲取到的人的面部信息。

4 圖像分割

圖像分割主要是將目標從背景中分割出來，它可以為圖像分析和圖像理解作準備。圖像分割是指把圖像分成互不重疊的區域，并提取出人們感興趣的目標的一種技術。實際圖像中的景物情況各異，需要根據實際情況選擇合適的方法，而分割結果目前還沒有統一的標準來判別。門禁系統是利用在獲取圖像中部進行分割的手段獲得一個近似的結果。

經過上述處理，利用攝像頭獲取的圖像能夠清晰地反映出人物的面部特征，以便進行信息比對。

5 圖像識別過程

圖像識別過程的原理是基于特征點的識別算法。在提取圖像的過程中，將人臉特征用一組特征幾何向量來表示，識別歸結于特征向量之間的匹配。在處理圖像的過程中，可以提取面部較為特殊的幾個特征處，比如鼻子、耳朵、眼睛和嘴巴等，利用它們構造幾個特征向量，并對其進行歸一化運算。將圖像信息轉化為數字信息有利于圖像識別。

人臉信息識別門禁系統的輔助部件是1臺用來存儲信息的電腦和獲取信息的攝像頭，利用電腦來存儲人經過數字圖像處理后的臉部特征信息，比如一棟宿舍樓的所有人的臉部信息，當人出現在預設范圍時，利用攝像頭獲取需要的信息，并處理圖像，然后將其傳輸到電腦中與已經存在的信息進行比對。該系統的執行者是門禁裝置，現在普遍使用的是拉伸門。當系統獲取信息后予以通過，門禁打開；不予通過，則門禁不動。

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〔編輯：白潔〕