人臉識別技術門禁系統在高校公寓管理中的應用

朱盛萍 寧江

摘 要：隨著ABC時代的到來，人臉識別技術得到了飛速發展，在生物鑒別技術、圖像處理技術輔助與支持下，人臉識別技術受到了廣泛關注。公寓管理是高校日常管理工作的重要組成部分，其管理水平高低能夠充分反映高校綜合實力，且與學生生命、財產安全存在密切聯系，傳統公寓管理主要以人工為主，存在很多不足之處，存在很多潛在隱患，而人臉識別技術具有保密性、安全性等優勢，是當前最為理想的身份識別方式，對此文章將針對高校公寓管理問題，設計人臉識別技術管理系統，旨在為高校公寓管理提供更多支持。

關鍵詞：人臉識別技術；門禁系統；高校；公寓管理

中圖分類號：TP391.4 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）18-0195-02

Abstract： With the arrival of the ABC era， face recognition technology has been rapidly developed. With the assistance and support of biometric identification technology and image processing technology， face recognition technology has been widely concerned. Apartment management is an important part of the daily management of colleges and universities. Its management level can fully reflect the comprehensive strength of colleges and universities， and is closely related to the safety of students' lives and properties. There are many shortcomings， many potential dangers， and face recognition technology has the advantages of confidentiality， security and other advantages， and it is the most ideal way of identity identification. This article will be aimed at college apartment management and other issues， and based on face recognition technology， a management system is designed to provide more support for college apartment management.

Keywords： face recognition technology； access control system； university； apartment management

公寓是大學生學習、生活和休息的主要場所，學生幾乎三分之一的時間都在此度過，加上高校學生易沖動、是個不穩定的群體，故保障學生群體安全與社會未來發展息息相關，在公寓管理中引入人臉識別系統，能夠保障學生安全。隨著計算機技術不斷發展，人臉識別較指紋識別優勢更為明顯，且可信度高。通過對人臉檢測，系統進行數字圖像處理，提取出關鍵特征值后構建模型，完成對學生身份的識別，將不符合進入資格的人拒之門外，為學生創建安全、和諧的公寓環境，使其能夠在公寓中度過美好的大學時光。

1 人臉識別技術概述

所謂人臉識別，是指一種便利、可靠的身份認證方式，其在實踐應用中，采集人臉數據信息，納入到數據庫當中，通過攝像頭捕捉到人臉信息后，予以圖像處理，完成特征值匹配，圖1為原理圖。在指紋、掌紋、虹膜等生物特征中，人臉識別優勢突出。指紋存在可采集率問題，而人臉卻沒有該方面顧慮[1]。通過對各類特征進行比較，人臉最大的特點是直接和友好，且此類識別技術不會對被識別者構成身體、安全等心理障礙，不僅如此，在此過程中還能夠識別出他人的面部表情等潛在信息。上個世紀90年代，人臉識別技術在各行業得到了廣泛推廣和應用，且成為人工智能不可或缺的一部分。

2 基于人臉識別技術高校公寓管理系統需求分析

開發公寓管理系統，主要是將公寓管理與學校網絡系統結合到一起，通過在同一操作管理平臺上開展各項工作，使得各項工作能夠相互協調，以保障高校各項活動能夠順利進行。針對具有操作權限的人員，可以對學生各類信息進行查詢、修改等處理，從不同維度的分析，做好具體管理[2]。從人臉管理需求角度看，要對學生人臉數據信息予以采集，借助算法對臉部器官予以數據采樣，提取出特征值，保存到數據庫中，為后續識別奠定堅實的基礎。從安全防護需求看，為了有效對人員進行準確甄別，要定期更新系統，為系統穩定、安全運行提供支持。隨著時間變化，人臉會在不同程度上發生變化，導致人臉識別出現錯誤，故定期對系統注冊用戶進行采集，確保系統穩定運行至關重要，同時設置安全模塊，能夠提高其安全性能，使其更好地發揮積極作用。

將人臉識別技術引入到公寓管理系統當中非常必要，由于學生技術較大，且流動性強，使用該系統能夠顯著提高公寓管理有效性，同時，學校在此投入的資金并不多，便可實現對系統的設計與實現，正式投入到實踐當中，后期維護成本不高，能夠為高校節省更多成本，提高系統運行有效性。最為關鍵的是，互聯網時代下，高校管理朝著系統化、現代化趨勢發展，設計一套公寓管理系統，能夠與高校其他工作聯系到一起，實現統籌管理目標，形成聯動管理效應，從而促進高校健康發展，更好地順應社會發展趨勢。

3 人臉識別技術在高校公寓管理中的應用

（1）系統設計。在設計學生公寓管理時，要注意如下幾項原則。一是模塊化，在決策系統上增加基礎功能，對各功能進行模塊化處理，既保證模塊獨立性，又能夠為各模塊之間搭建橋梁。二是標準化，系統設計要確定標準化接口、組件，為系統新功能的拓展和對接做好準備[3]。三是兼容性，設計的系統要確保能夠在多種操作系統下穩定運行。此外，還要注意開放性、拓展性等原則。在具體設計中，要確保登錄界面安全，還要側重提高系統的防病毒能力，以免學生個人隱私泄露。基于此，系統的設計可以設計為五個部分：a.數據存儲層，其中包括學生信息、人臉特征值等，并以數據信息作為基礎進行分類、組織，構建規模化數據庫體系。b.業務處理層，根據算法對人臉特征值進行匹配，如若成功，識別通過，反之，識別失敗[4]。c.業務展現層，數據采集、信息管理及錯誤警報等。d.接口層，該層次主要是編碼與解碼數據對應后的傳輸與交換，做到承上啟下作用，保證整個系統能夠穩定運行。e.應用層，主要是負責故障消除、預警分析等。根據上述系統結構，人臉識別技術在實踐中的應用，通過openCV中，提供檢測人臉函數予以實現。在系統運行中，要對人臉數據進行信息采集，經過反復訓練，提取出人臉特征值，系統便可快速識別出人臉。OpenCV實現原理，通過Haar特征實現是否為可進入身份。在運行中，打開用戶照片，并結合ASM方法，快速掃描出人臉庫，對特征值逐一標識，以確定出人臉。根據ASMLibrary庫，確定定位人臉大致輪廓，最后確認出人臉基本信息[5]。在系統中，用戶進行圖像識別時，最多有三次識別機會，如果首次識別失敗，后續會再進行兩次識別，三次均失敗，門禁系統將會關閉。根據具體情況，可結合特征值進行容錯處理，并對其進行相應的修復和矯正，確保在短時間內定位人臉。之所以進行上述設計，主要是個體特征有所差別，會出現不同程度的誤差，將其控制在范圍內。（2）系統實現。用戶在操作時，用戶根據登錄名和密碼便可進入管理系統，系統可根據用戶名判斷出用戶的身份和權限。考慮到公寓管理實際情況，主要設計了學生注冊、考勤記錄、組織機構等導航欄，用戶在登錄后能夠快速找到自己需要的功能，做到一目了然，界面友好。通過界面能夠直接看到學生的考勤情況，及時對未歸宿學生情況進行調查，確保學生安全。系統數據庫設計、建模及安全設置，要結合系統設計需求列出數據庫中的關系對象，以此來確定對象屬性、字段長度等細節，通過對表與表之間的關系構建關系數據庫，以此來提高查找速率，為程序運行做好充分的準備。為了確保系統穩定運行，在正式投入之前，要讓學生進行注冊，采集人臉信息，作為學生考聘主要依據[6]。每年，高校都會有一批學生畢業，在系統中設置新增、修改用戶信息模塊，能夠及時更新學生信息，同時可以設置某一時間段，將此作為考勤時間范圍，如學生在某時打卡并進入宿舍，在某時打卡出去，通過人臉識別來嚴格控制學生的考勤，或者當學生發型變換時，要及時與管理員聯系，進行針對性處理，確保系統能夠始終處于正常運行當中。（3）系統測試。軟件開發過程中的bug是不可避免的，故在正式上線之前，務必要對軟件進行嚴格的測試，提前發現問題，并對bug進行修復處理。本文出于系統運行穩定性的考慮，采取單元、集成及確認等測試方式，以此來檢查系統是否存在漏洞[7]。其中從單元測試看，將系統各功能模塊進行統一測試，檢測軟件功能是否能夠滿足最初的設計需求；集成測試是檢測功能模塊銜接性，數據是否能夠同步更新，以此來避免模塊之間出現矛盾和沖突。從多個角度測試軟件性能，確保軟件安全性、性能及強度都能夠達到最佳狀態。測試中，我們隨機選擇一張圖像，通過搜索算法確定圖像中存在人臉，對檢測人臉速度進行了測試，能夠發現系統具有較快的檢測效率，能夠進行實時性檢測，符合設計要求。同時，系統可以在強光、弱光等多種環境中檢測，并與微信等社交平臺相聯系，準確率高達80%[8]。系統進行1：1人臉識別，將其應用于門禁控制、身份驗證等方面，是一套具有實時性、安全性的人臉識別系統，準確率高，且具備較高的安全性。經過上述測試程序，各項功能基本符合系統設計預期目標，尚未發現其中存在的不足之處。但系統是否能夠經得住大數據的考驗，還需要大量的實踐驗證，尤其是在高校公寓管理工作中，面對大量的學生，數據采集繁瑣，處理難度較大，需要不斷地檢測與驗證，才能夠提高系統運行有效性。

4 結束語

根據上文所述，隨著我國高校擴招趨勢不斷擴張，高校學生人數與日俱增，學生公寓管理作為高校日常工作的一部分，其管理水平直接決定高校正常教學秩序，也是提高學生公寓安全性重要因素。以往，高校公寓管理單純依靠工作人員，存在很多不足之處，存在很多潛在危險。為此本文引入人臉識別技術，將其與門禁系統有機整合到一起，設計一套安全性、智能型門禁系統，通過對不同情況下人臉的有效識別，能夠實現對學生的全面管理，減少并消除危險，從而滿足高校學生公寓門禁管理需求，促進高校不斷發展。

參考文獻：

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