人臉識別技術在高校智慧圖書館建設中的應用研究

耿雅玲，袁申，徐向陽

（1.西安外國語大學圖書館，陜西西安 710128；2.陜西師范大學圖書館，陜西西安 710119；3.海軍某部，山東煙臺 264000）

0 引言

隨著互聯網、大數據、云計算和人工智能等技術突飛猛進地發展成熟，人臉識別技術，作為人工智能應用于實體經濟體系的具體實踐，越來越備受關注并得到了迅速發展和廣泛應用。自2017年黨的十九大首次提出“人工智能”，2022年黨的二十大報告也再次強調人工智能這一科技重要發展力量，它不僅給用戶帶來了新鮮的體驗感受，還給實體經濟的發展帶來了諸多便利[1]。

人臉識別，是一種以人臉圖像中的特征信息進行身份比對從而識別的生物識別技術。它的工作機制是：首先使用攝像頭或照相機對人像進行捕捉采集，然后利用計算機圖像處理技術對人像進行處理，最后再與人臉庫中儲存的人像特征信息進行比對識別。隨著人臉識別技術在日常生活與工作中的頻繁應用，“刷臉”已成為當今社會的熱門詞匯，如刷臉辦理政務、刷臉支付、刷臉進入候車室、實驗室、宿舍等。高校圖書館作為信息服務型機構，也逐漸注意到人臉識別的應用優勢，并將人臉識別技術應用到圖書館的日常管理和服務系統中，以促成傳統圖書館向智慧圖書館的成功轉型。

文章首先對人臉識別的優勢進行了具體化調研和分析，然后提出將傳統刷卡門禁系統與人臉識別相融合、校園卡自助借還系統與人臉識別相融合，達到精準快速識別讀者身份的目的，以提高圖書館的日常安全管理和服務水平，確保館內重要圖書資料的保存和借閱。進而，筆者對高校建設智慧圖書館時應用這一技術的策略進行了分析和思考：只要能做到科學引進新技術、采買新設備，不僅可以減輕圖書館的財政壓力，也能給讀者提供更多的新服務，提升圖書館在全校職能部門中的價值體現。

1 人臉識別技術在智慧圖書館中的應用現狀分析

目前，我國圖書館界關于探討人臉識別技術在圖書館中的應用文獻較少，截至2023年2月28日，筆者在中國知網數據庫中，以人臉識別技術與圖書館兩個關鍵詞進行高級檢索，共搜到相關論文78篇。從發表的期刊類別來看，其中發表于圖書館相關期刊25篇，發表于大學學報、電子、信息、科技或管理類期刊53篇；從發表時間來看，2022年共計發表7篇，2021年共計發表16篇，2020年共計發表13篇，2019年共計發表16篇，2018年共計發表16篇，2008—2017年共計發表11 篇；從所發表文章的研究方向來看，主要有人臉識別在圖書館的應用與思考[2]、人工智能時代圖書館服務模式的變革研究[3]、人臉識別系統的隱私保護研究[4]和人臉識別系統的設計與開發[5]等。

通過分析文獻，早期的文章主要是對人臉識別技術的實現進行了一定的探究，并對其應用前景進行了初步構想。后期的文章主要基于人臉識別技術在各行各業廣泛應用，研究其在智慧型圖書館中的應用實踐。

2 人臉識別技術在智慧圖書館中的應用優勢

2.1 生物識別技術的性能對比

隨著社會的進步和技術的發展，生物識別技術逐漸為大家所用，其在很多領域都得到了很好的應用，特別是在身份檢測識別這一安全性問題中。生物識別技術是指利用計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統計學原理等高科技手段和理論知識的密切結合，通過對人體的人臉、虹膜、指紋、DNA 等生物特征和聲音語態、書寫筆跡、行走步態等行為特征來進行個人身份檢測識別的方式。在實際應用中，基本上都會選擇不易被復制的生物特征作為進行身份檢測識別的主要依據，如人臉、虹膜、指紋、DNA，通過這些生物特征識別的方式更具有安全性、保密性和高效性。但生物特征提取往往需要專業的機器支撐，其中機器的成本問題是高校引進生物識別技術的重要考慮因素之一，同時，因高校人員復雜且數量龐大，特征采集的方便程度也是極為重點的一個考查因素。表1是對人們使用廣泛的四種生物識別技術性能的對比。

表1 四種生物識別技術性能對比

通過對人臉識別技術和其他三種識別技術的對比發現，虹膜識別技術和DNA 識別技術成本比較高，且存在采集相對不便利、識別速度慢和不好推廣、可實現性低等缺點；指紋識別技術存在易被復制的安全問題，且其他性能比較并不突出等缺點，綜上所述，人臉識別技術較前三種識別技術有較為明顯的應用優勢。

2.2 人臉識別技術的應用優勢

與虹膜、指紋和DNA 識別技術相比，人臉識別技術有較為明顯的應用優勢，如機器成本低、可實現性高、識別速度快、好推廣等優點。在以往圖書館的智能驗證系統中，還有校園卡刷卡認證較為常用，高校師生通過刷卡進行身份比對和識別。通常來說，校園卡采用的技術是RFID 技術，它的工作原理是當校園卡靠近讀卡器感應天線時，標簽進入閱讀器，接收閱讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的師生信息，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據的比對，從而反饋識別結果。表2 是對人臉識別技術和RFID 技術對應的刷卡和刷臉兩種認證方式進行了多方面性能對比。

表2 兩種認證方式的比較

通過對刷卡和刷臉兩種認證方式的對比發現，刷卡認證存在易被復制、安全性低等缺點，且需要隨時攜帶校園卡。若出現校園卡丟失、被盜或被復刻，不法分子趁機進入圖書館，將給高校圖書館帶來巨大安全隱患。

綜上，人臉識別技術是高校圖書館走向智慧化轉型的必然需求，在圖書館的各項業務系統中有非常廣闊的應用前景。

3 人臉識別技術在高校智慧圖書館建設中的實踐

3.1 圖書館人臉識別門禁系統

圖書館作為教師和學生課后線下重要的學習活動場地，為教師和學生提供了豐富的教學資源，各項圖書服務也日益完善，更好地保障和輔助了師生的教學活動，但圖書館的服務提升，也伴隨著日益增多的人員流動、人員進出管理的問題日趨突出，比如，以校園卡為媒介的傳統門禁系統，只要有校園卡就可以隨意出入和借閱書籍，如果有師生將校園卡不慎丟失，將給師生的信息安全以及館內人員安全帶來很大的安全隱患。而人臉識別技術因其一一對應的安全性和隨時可用的便利性，在交通運輸、商場購物、手機應用等領域被廣泛使用，且因現有技術較為成熟，可為高校圖書館門禁系統提供較好的參考，能有效地從根本上解決目前圖書館存在的人員出入管理問題。以西安外國語大學為例，其人臉識別門禁系統工作圖如圖1所示：

圖1 人臉識別門禁系統工作圖

調查發現，自2017年開始，海南大學、哈爾濱工業大學、華中科技大學、海南大學、上海交通大學、中國計量大學、天津大學、西安外國語大學等高校的圖書館都已在保留原有傳統的校園卡門禁系統的基礎上增設了刷臉進出館方式，師生普遍對刷臉進出館使用次數更高，相對于刷卡進館方式，人臉識別門禁的接受度更快，且能提高讀者的進館效率，這對圖書館后續向智慧圖書館轉型具有重要意義。

3.2 圖書館自助借還系統

在高校圖書館智慧化的進程中，人臉識別技術不僅在門禁系統中得到了很好的應用，也應用在了自助借還系統。傳統的借還書系統是以校園卡為識別媒介，即使用的是RFID 技術進行身份識別。這種技術的弊端上文已經做了相關分析，此處不再贅述。圖書館智慧化變革在經歷了校園卡掃描借還，到校園卡自助借還，再到刷臉自助借還，思路上是從對物的識別轉移到對人的識別，這無疑增加了識別的準確度、高效性，也給高校圖書館的圖書管理工作帶來了一定的積極作用，不僅提高了圖書借還的管理水平，還減輕了圖書館員的工作壓力，杜絕了因丟卡而帶來的一系列安全隱患。以西安外國語大學為例，其圖書館自助借還系統工作圖如圖2所示：

在對高校的調研中發現，自2017 年開始，浙江理工大學、哈爾濱工業大學、華中科技大學、海南大學、西安外國語大學等高校圖書館均已引進了人臉借還與刷卡借還并存的借還系統。值得一提的是，西安外國語大學在對校園系統智慧化建設時專門建立了本校師生人臉庫，自助借還系統只需與其進行對接，便可進行人臉的提取和存儲，再由系統對其進行比對識別。系統主要功能為圖書借閱、圖書歸還和圖書續借。

4 人臉識別技術在高校圖書館智慧化進程中的策略思考

4.1 引用新技術，加快圖書館升級改造

高校圖書館引入人臉識別技術建成了人臉識別門禁系統和人臉自助借還系統，初步完成了圖書館向智慧化邁進的升級改造工程，而讀者也因為這一新鮮的科技體驗感，更加有興趣和意愿到圖書館進行相關學習科研工作。將人臉識別技術應用到門禁系統中，讀者出入館內將會更快速、便捷，有效節省了讀者的時間，進一步提高讀者效率；將人臉識別技術應用到自助借還系統中，讀者借還書籍無須使用校園卡便可進行借閱、續借和歸還書籍，在簡化流程的同時也節省了讀者和館員的學習工作時間，進一步提高了在館人員的工作效率。但是，還需要思考人臉識別技術的識別速度、識別準確率以及系統穩定性是否已到最優點，有待進一步的數據監測和分析研究。

除此之外，隨著信息技術的快速發展，高校圖書館在一次次的升級改造中開發了越來越多的圖書流通方式，特別是越來越多的服務在移動終端得以展開實現，移動圖書館也隨之而生，不僅可以在館內用手機進行借書和預約借書，還能在不在館的情況下進行館藏查詢、圖書續借和圖書轉借。我們需要進一步考慮在現有的流通方式中人臉借書的性價比是否最低。

4.2 延伸新服務，保障各業務有效融合

人臉識別技術與高校圖書館現有設備的有效融合，給圖書館提供了一個新服務的思路。首先將校級人臉庫與圖書館各業務系統進行對接，節省了師生以及各系統在采集人臉時所需的時間成本和金錢成本。再者，校園卡刷卡識別門禁與人臉識別技術相結合和刷卡借還書與人臉識別技術相結合都在一定程度上提高了讀者的學習工作效率，也對圖書館業務水平的提高起到了一定的積極作用。這種“傳統服務+新技術”將會大大助力圖書館向智慧化邁進。

值得引起注意的是，在延伸新服務促進各業務融合的同時，師生隱私數據的保護工作是否做到完備，從目前調研的結果來看，各大高校主要是通過與廠商簽訂保密協議來確保信息不外漏，促使其使用加密技術對用戶數據進行傳輸和存儲，從而達到保護讀者隱私的目的。

4.3 推廣智慧化，提高各部門服務水平

在高校圖書館智慧化的進程中，推廣新的智能服務是非常重要的建設內容之一。隨著智能技術的快速發展和圖書館引進新技術促進各業務良好融合，圖書館的智慧化推廣迫在眉睫。目前主要的推廣方式有三種：展示牌推廣(一般放置于圖書館進門處、教學樓前或食堂門前)、培訓推廣（以班級為單位進行培訓預約）和新媒體推廣（一般是通過網站或微信公眾號發布）。推廣內容主要分為兩類：固定內容推廣和智慧化內容推廣。固定內容推廣主要是對包括本館概況、規章制度、資源等進行介紹，讓讀者對圖書館有所了解，逐漸熟悉，并心之向往；智慧化內容推廣主要是通過對師生個人的閱讀習慣、使用設備頻率等進行數據采集分析，從而對讀者的閱讀喜好以及設備的接受度有所掌握，以人為本，進一步提高圖書館各部門的服務水平。

在推廣智慧化的同時，還需注意到高校圖書館經濟與環境的可持續發展。因為在高校引進多種新技術建設智慧型圖書館的同時，也造成了圖書館對設備采購、維修保障和后期處置成本的增加以及設備制造、運輸和處置的過程中對環境的污染。因此，需得在采購中進行廣泛的調研，并在使用過程中持續跟進用戶使用數據，科學引進新技術、采買新設備，不僅可以減輕圖書館的財政壓力，也能給讀者提供更多的新服務，提升圖書館在全校職能部門中的價值體現。

5 結束語

人臉識別技術的優勢使得其在各行各業得到了廣泛應用，高校圖書館也因此對其進行了積極探索與實踐應用。本文首先對生物識別技術進行了多項對比，得出人臉識別的具體優勢，再比對RFID技術得出人臉識別技術的應用優越性，可見人臉識別技術的實現將會助力于高校圖書館智慧化建設。然后，筆者提出將傳統刷卡門禁系統與人臉識別技術相融合、校園卡自助借還與人臉識別技術相融合，達到精準快速識別讀者身份的目的，以提高圖書館的日常安全管理和服務水準，確保館內重要圖書資料的保存和借閱。目前，該技術已經相對成熟，相信在后續高校圖書館的智慧化轉型中，其將會發揮更大的作用，進而促進圖書館事業健康持續的發展。