扈志峰

（武警指揮學院，天津300250）

1 引言

隨著社會的進步和信息技術的飛速發(fā)展，在校園管理體系中，校園一卡通已經不能滿足日常的管理工作需求。人臉識別技術的出現(xiàn)，讓校園管理工作更加簡單快捷，靈活方便。

2 人臉識別技術

人臉識別技術是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術[1]。一般通過不同的方式提取含有人臉的圖像或視頻流等特征信息，并自動將采集到的信息與數(shù)據(jù)庫中的信息比對，進行人臉識別，從而實現(xiàn)對目標身份的驗證或對人員進行跟蹤定位。

最常用的人臉識別方式是用人眼直接觀察，由于受外部環(huán)境、觀察者視力以及人眼對目標臉部信息處理較慢等因素的影響，人眼直接觀察具有一定的局限性。2014年3月，由香港中文大學信息工程系主任、中國科學院深圳先進技術研究院副院長湯曉鷗領軍的團隊發(fā)布研究成果，基于原創(chuàng)的人臉識別算法，準確率達到98.52%，首次超越人眼識別能力（97.53%），這為人臉識別技術在更多領域的大規(guī)模應用提供了依據(jù)。

與傳統(tǒng)的指紋識別、虹膜識別等生物識別方式相比，人臉識別具有非強制性、非接觸性等特點。在識別過程中，利用可見光便可完成對目標臉部信息的采集，可以在對方不經意間完成，使信息采集具有隱蔽性，并且作為一種非接觸的識別方法，需要人的配合度較小，可以同時對多張人臉信息進行采集對比，加快了識別效率。隨著紅外人臉識別與可見光結合、3D識別等技術的發(fā)展，人臉識別技術進入了快速發(fā)展時期。

3 人臉識別技術在校園管理體系中的應用

校園一卡通已經成為大部分院校進行日常管理的主要方式，學?？赏ㄟ^校園一卡通對持卡人進行身份識別和日常教學、生活等相關管理[2]。但是校園一卡通也存在著易丟失、人卡不一致等管理上的難題，人臉識別技術可以讓身份驗證、安全管理和日常消費更加人性化，更加方便快捷。

3.1 身份驗證更加準確

傳統(tǒng)模式下，院校教職員工的上班打卡、學生的上課簽到，一般都使用的是刷卡或者指紋驗證的方式，在管理過程中，難免會出現(xiàn)代刷代簽的現(xiàn)象，刷卡機無法識別驗證人員是否為本人，身份的驗證就無法做到準確到人。

人臉識別技術的加入，讓身份的驗證變得更加簡單。管理部門只需要在打卡、簽到的地方安裝攝像頭等圖像獲取裝置，人們也無需排隊，只要正常走過該區(qū)域，攝像頭就可完成打卡、簽到人員的面部信息捕捉，通過和數(shù)據(jù)庫中的信息比對，完成教職員工的打卡和學生的簽到活動，不但提高了打卡簽到的效率，也讓身份驗證變得簡單準確。

此外，應用人臉識別技術進行身份驗證還可以應用在重大活動或者考場管理當中，無論是持有請柬的客人還是拿著準考證的考生，都可以輕松地完成身份驗證，避免不請自來的人混入會場和替考者的出現(xiàn)，減少了會場管理人員和考場監(jiān)考人員的工作失誤。

3.2 安全管理更加嚴格

對于設置在學校出入口、宿舍、辦公區(qū)域、教學區(qū)域、圖書館等重點區(qū)域的門禁系統(tǒng)，都是認卡不認人，無論持卡人是否使用的是自己的校園一卡通，都可以持卡輕松出入這些區(qū)域。門衛(wèi)不可能記住校區(qū)內的每一名教職員工和學生，校園一卡通就是持卡者出入該區(qū)域的有效證件，這成為安全管理的一大弊端。

在上述重點區(qū)域，可以安裝攝像頭等圖像獲取裝置，當人員通過該區(qū)域時，攝像頭可以獲取出入人員的臉部特征，通過與數(shù)據(jù)庫中的信息比對，判斷該人員是否為可出入該區(qū)域的授權人員，如果是非授權人員，系統(tǒng)可以及時向工作人員或安全管理人員發(fā)出警報，對非授權人員進行攔截，同時，還可通過攝像頭拍照取證，獲取非法進入的法律依據(jù)。

對于重點實驗室、涉密場所的出入，可以采用持卡或者指紋識別同人臉識別技術相結合的方式，這使得非法進入的可能性極大降低，有效防范了安全隱患甚至違法犯罪活動。

3.3 日常消費更加便捷

在日常生活中，人們可以通過支付寶和微信進行“刷臉”消費，通過識別臉部信息與個人支付寶和微信賬戶中的銀行卡信息等相關聯(lián)，不需要隨身攜帶手機等，直接刷臉完成支付。作為校園組成的一部分，食堂、超市的消費是通過教職員工、學生的校園一卡通完成的，校園一卡通和持卡人的校園電子帳戶進行綁定，從而完成消費過程。這種管理模式也存在著一定的漏洞，例如，存在校園一卡通丟失后被盜刷等現(xiàn)象。

將人臉識別技術和電子賬戶相結合，就可以讓支付方法變得更為方便，在付款窗口設置人臉識別裝置，對前來付款的人進行人臉識別，通過數(shù)據(jù)庫的信息比對，確認消費者的身份，然后連接消費者對應的電子賬戶進行扣款，完成消費，其過程與使用支付寶和微信進行“刷臉”消費一樣便捷，同時，還避免了盜刷消費現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4 人臉識別技術應用發(fā)展面臨的問題

4.1 數(shù)據(jù)處理難度大

由于人類個體具有唯一性，每個人的面部特征通常也是獨一無二的，人臉數(shù)據(jù)庫在采集個人面部特征時，一般采集個人的靜態(tài)圖像、動態(tài)視頻、不同狀態(tài)、不同表情等方面的數(shù)據(jù)信息，但是在人臉數(shù)據(jù)庫中每個人的面部特征信息永遠是不完整的，受化妝處理、情緒變化、運動狀態(tài)、年齡增長等因素的影響。出現(xiàn)在攝像頭前的人物面部特征很有可能是數(shù)據(jù)庫前期沒有采集到的，使面部信息存在顯著差異，對人臉識別準確率造成影響。因此，在人臉識別技術核實個人面部信息的同時，也是對不同狀態(tài)下的個人面部特征信息的再收集，不斷完善人臉數(shù)據(jù)庫。日積月累，隨著可識別人臉的特征類型逐步增加，人臉數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)會不斷增長，人臉識別計算的復雜度也在成倍增長，這對服務器的存儲、計算和處理能力是一個巨大的挑戰(zhàn)。

4.2 客觀環(huán)境影響大

人臉識別的結果很容易受到各種不同客觀環(huán)境因素的影響，其中，光線對人臉識別的影響最重要。受攝像頭自身因素的限制，光線的變化會造成人臉識別出現(xiàn)一定程度的偏差，影響人臉識別的結果。提高人臉識別技術對外界光線環(huán)境的適應性是解決這一問題的主要手段。紅外線人臉識別技術能夠在一定程度上有效處理人臉識別技術中的感光問題，依靠紅外線圖像識別技術，能夠實現(xiàn)在不同光照條件下，做到較為清晰的人臉成像，不受光線的影響，可以達到較高的識別率。

4.3 遮擋造成識別差

在人臉識別的過程中，被識別人有意或無意的遮擋，會造成識別度降低、準確性變差。面部特征信息完整是人臉識別技術快速準確識別的基本前提，而在攝像頭前，帽子、長發(fā)、墨鏡、口罩等遮擋物的出現(xiàn)，讓被識別人面部特征信息變少，造成人臉識別的數(shù)據(jù)量減少，降低了人臉識別的準確度。

4.4 相似度降低準確性

通常，每個人的面部特征是獨一無二的，但是在雙胞胎、多胞胎面前，或者在數(shù)據(jù)庫過于龐大時，難免會出現(xiàn)相似度高的人臉，這使得在人臉識別過程中面臨著更大的挑戰(zhàn)，人臉識別并不能保證其準確性。為了提高識別的準確性，數(shù)據(jù)庫必須提取更多的面部特征信息進行比對，才能準確地實現(xiàn)分辨。3D識別技術可以很好地解決這個難題，3D 人臉識別技術是基于人臉3D 立體模型進行識別，充分利用立體空間信息，有效解決2D 難以識別相似度較高的難題，識別精度較高。

人臉識別技術憑借其識別的高準確性、非接觸性、操作簡單等特點，在越來越多的領域得到了廣泛的應用，發(fā)展迅速。在院校管理體系中，人臉識別技術可實現(xiàn)對身份的快速識別，從而大大提高學校的安全管理水平，使教職員工和學生能夠在安全便捷的校園環(huán)境中進行學習和生活。雖然人臉識別技術還存在著一定的問題，需要有關人員對其進行不斷地完善和改進，進而提升人臉識別技術在校園管理體系中的應用水平，實現(xiàn)校園管理工作穩(wěn)定、安全地推進。