刷臉核身
——人臉識別塑造智能通道新起點

□文/鞏玨 王萍

信息技術(shù)迅猛發(fā)展帶來了生活便利，運用生物特征識別新技術(shù)解決了傳統(tǒng)安全通道存在依賴肉眼個人主觀判斷出現(xiàn)誤差、證件造假、攜帶不便、易遺失損壞、密碼易忘記或被破解等問題。近來人臉識別在銀行、證券、社保、高考、機場、地鐵、電子商務等場景應用頻頻刷屏，熱度居高不下，人臉特征識別技術(shù)以其廣闊的應用前景，正逐步推向日常生活的各個領域，成為推進智慧城市建設的有利武器。

人臉識別應用背景意義

隨著經(jīng)濟迅速發(fā)展和城市化建設的步伐日益加快，面對日趨復雜的社會治安情況以及社會公共安全維護保障難度，人民群眾日益提高安全需求及社會管理要求，智慧城市正在走向以物聯(lián)網(wǎng)、實戰(zhàn)應用、云服務等為代表的新一輪發(fā)展。智能通道作為公共安全技術(shù)防范對于通道權(quán)限的管理和限制，已成為安全防范的重要手段和社會防控體系建設的重要組成部分，通過構(gòu)建一個集成化、多功能、綜合性防控網(wǎng)絡，進一步提升管理社會、維護穩(wěn)定、安全防控、保障安全的重要手段和依靠。

在智慧城市發(fā)展的熱潮下，運用生物特征識別新技術(shù)在智能建筑中通道出入控制、視頻控制、安防報警等方面得以廣泛應用，生物特征識別新技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)安全通道存在依賴肉眼個人主觀判斷出現(xiàn)誤差、證件造假、攜帶不便、易遺失損壞、密碼易忘記或被破解等問題。其中人臉識別就是將待識別的人臉特征與已得到的人臉特征模板進行比較，根據(jù)相似程度對人臉的身份信息進行判斷，近來在銀行、證券、社保、高考、機場、地鐵、電子商務等安全系統(tǒng)和商貿(mào)系統(tǒng)場景應用頻頻刷屏，熱度居高不下。人臉識別技術(shù)應用前景非常廣闊，在社會管理、預防和制止犯罪、解決糾紛、處理治安和刑事案件、為偵察破案提供線索證據(jù)等方面有著其它防范設施難以發(fā)揮的作用。人臉識別作為生物特征識別技術(shù)顛覆傳統(tǒng)通道管理的開發(fā)模式，正逐步推向日常生活的各個領域，成為推進智慧城市建設的有利武器。

人臉識別技術(shù)的主要用途

人臉自動識別系統(tǒng)作為一種重要的個人身份鑒別方法，一般來說人臉識別技術(shù)主要是有兩種用途：一是用來驗證“你是不是某某”，這是1：1的靜態(tài)人臉驗證，也就是說先告訴人臉識別系統(tǒng)“你是張三”，然后用來驗證站在設備面前的“你”到底是不是“張三”。二是讓系統(tǒng)自動識別出來“他是誰”，這種是動態(tài)識別，系統(tǒng)采集了一張照片之后，從數(shù)萬人的，或者是數(shù)百萬人的庫里面自動找出來他是誰，這種動態(tài)識別存在一定的技術(shù)難題（如：光照、表情姿態(tài)、遮擋、年齡變化、人臉相似、圖像質(zhì)量、樣本缺乏、數(shù)據(jù)海量等）。

人臉識別技術(shù)架構(gòu)

人臉識別技術(shù)是生物技術(shù)和計算機技術(shù)的復合應用，研究開始于20世紀6、70年代初，最早用于罪犯照片管理和刑偵破案，基于這種技術(shù)明顯地提高了工作效率，在安全系統(tǒng)和商貿(mào)系統(tǒng)中也得到很多的應用，成為當今智慧城市建設最重要的手段之一。所謂人臉識別技術(shù)，通常也叫做人像識別、面部識別，即依靠人的面部特征，對輸入的人臉照片或者視頻流進行判斷，前提是先判斷是否存在人臉。若是存在人臉，那么接著的給出人臉的位置、尺寸以及各個主要面部器官的位置信息。并根據(jù)這些信息，更深一步地提取每個人臉中所體現(xiàn)的身份特征，并將其與已存儲好的人臉特征的模版進行比對，從而識別檢測人的身份信息。

人臉識別技術(shù)包括了人工智能、自動學習、圖像處理、模式識別、數(shù)據(jù)分析、等多種專業(yè)技術(shù)，同時需結(jié)合數(shù)據(jù)中間值理論方可實現(xiàn)對人臉準準確識別，人臉識別技術(shù)架構(gòu)如圖所示，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：

1）信息采集建庫：不同的人臉圖像都能通過攝像鏡頭采集下來，定位獲取人臉圖片，并結(jié)合人員身份信息采集獲取關(guān)聯(lián)管理。

2）人臉攝取檢測：即動態(tài)的場景與復雜的背景中檢測出人臉的存在。人臉檢測的主要用途是在前端采集系統(tǒng)中尋找人臉區(qū)域，以用于人臉的比對和識別。

3）人臉特征提取：人臉特征提取通常也稱為人臉表征，人臉識別系統(tǒng)所使用的特征提取包括模板的特征提取、視覺特征提取、像素點特征提取、面部器官的特征提取、代數(shù)方法的特征以及彈性匹配法的特征提取等。人臉特征提取就是針對人臉特征進行提取后建模的過程。

4）人臉識別：即人臉匹配和身份信息的識別。所謂的人臉匹配就是把待識別的人臉特征與數(shù)據(jù)庫中存儲的特征模板進行搜索匹配，根據(jù)比對的結(jié)果對人臉的身份信息進行判斷，并顯示圖像相關(guān)人員的個人身份信息。

人臉識別通道工作架構(gòu)

人臉識別技術(shù)通道拓撲結(jié)構(gòu)

智能通道硬件組成如圖所示。人臉識別技術(shù)通道能夠通過人臉圖像信息進行判斷，有效地控制通道開關(guān)和報警后的安保措施。

識別終端安裝高清網(wǎng)絡攝像機和專業(yè)人臉抓拍機。普通高清網(wǎng)絡攝像機主要實現(xiàn)圖像采集、編碼等功能。專業(yè)人臉抓拍機不僅實現(xiàn)普通高清網(wǎng)絡攝像機的所有功能，其內(nèi)置智能分析算法，能實現(xiàn)對視頻中人臉進行自動捕獲、跟蹤、抓拍等功能。同時專業(yè)人臉抓拍機擁有人臉區(qū)域自動曝光優(yōu)化、人臉小圖優(yōu)化處理等功能，更適合于人臉卡口場景下獲取最優(yōu)人臉圖片。

通道控制器傳輸?shù)挠嘘P(guān)通行人員進出日志或者其他重要的通道狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，由通道管理服務器負責準確、可靠地接收。通道管理服務器對接收到的通道狀態(tài)信息數(shù)據(jù)進行實時解析，將判斷信號發(fā)送至控制系統(tǒng)，驅(qū)動通道及安防報警執(zhí)行裝置，同時將有關(guān)工作信息存入數(shù)據(jù)庫服務中，以備日后查詢。

人臉識別服務器利用人臉識別算法，對人臉檢測服務器傳輸?shù)娜四樞D進行建模和結(jié)構(gòu)化，獲取人臉特征數(shù)據(jù)后為人臉實時比對識別、人臉后檢索等功能提供算法支持。

后臺管理程序?qū)崟r監(jiān)控各個通道出入口的人員進出情況，對捕獲的人臉圖像進行實時處理。后臺管理程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)的設備管理、識別場景規(guī)則設置、報警聯(lián)動等配置和管理，并結(jié)合客戶端實現(xiàn)對圖像的預覽檢索、各種報警信息的查看等操作，同時顯示人臉圖像或文檔信息等有關(guān)判別結(jié)果。

數(shù)據(jù)庫服務器負責存儲和檢索通道進出日志、相關(guān)人臉圖像等通道安防報警系統(tǒng)中大量的數(shù)據(jù)信息，要求性能穩(wěn)定、可靠。數(shù)據(jù)庫專門用于存儲人臉系統(tǒng)的人臉數(shù)據(jù)，主要包括抓拍庫人臉特征向量、注冊庫人臉小圖、注冊庫人臉特征向量、黑名單人臉小圖、黑名單人臉特征向量；另外抓拍庫圖片（人臉小圖和抓拍大圖）存儲在人臉識別服務器中，當識別服務器存儲容量不足時，可外擴IPSAN設備進行存儲。

通道控制器對應控制終端的通道，控制器、服務器和后臺程序相互連接于局域網(wǎng)中，并與數(shù)據(jù)庫服務器相連接，構(gòu)成整個智能通道系統(tǒng)的硬件部分。

人臉識別技術(shù)通道工作過程

人臉識別技術(shù)通道包括人臉圖像庫、人臉特征庫和文本信息庫。根據(jù)需求，將人臉數(shù)據(jù)庫分成若干個子庫。人臉識別技術(shù)通道功能的實現(xiàn)過程如下：

(1)錄入啟動。該模塊的功能在判斷有人臉圖像輸入時，啟動設備錄入來訪者圖像信息，作為待識別的測試樣本；否則設備處于待機狀態(tài)。

(2)預處理。該模塊的功能是將錄入的人臉圖像信息轉(zhuǎn)換為能夠繼續(xù)處理的數(shù)字信息。去噪、預濾波以及歸一化等程序處理可由數(shù)字信號處理器來完成，輸出為可直接進一步處理的數(shù)字信息。

(3)樣本模式匹配。該模塊的功能是將經(jīng)預處理后的人臉圖像進行奇異值特征提取，與相對應的子庫中的人臉圖像進行匹配處理等。

結(jié)束語：人臉識別走進千家萬戶打造智能化生活

監(jiān)控的網(wǎng)絡化、高清化為人臉識別提供了硬件基礎，而云計算、云儲存的發(fā)展為人臉數(shù)據(jù)提供技術(shù)支撐，隨著人工智能技術(shù)的不斷進步，人臉識別技術(shù)也日臻成熟，民眾對人臉識別需求也日趨成熟和明確，人臉識別不僅在平安城市、公安、交通、金融、電信等方面應用更加廣泛，同時人臉識別民用產(chǎn)品也將源源不斷地推出，從智能家居到智慧小區(qū)、智慧城市，人臉識別在慢慢滲透進入我們的生活，讓我們民眾的生活更加智能化，給我們民眾生活帶來新的飛躍。