孔勇　顧鳴鶴　奚松波

摘 要：人臉識別技術(shù)對于安防系統(tǒng)的功能設(shè)計具有重要意義，以人的面部特征為辨識要素，提高系統(tǒng)監(jiān)控安防效果。文章就人臉識別技術(shù)特點，對其在安防系統(tǒng)中的應(yīng)用要點進行了簡單分析。

關(guān)鍵詞：人臉識別；安防系統(tǒng)；應(yīng)用要點

中圖分類號：TP391.4 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）03-0143-02

Abstract： Face recognition technology is of great significance for the functional design of the security system. It takes the human face features as the identification elements to improve the security effect of the system monitoring. In this paper， in view of the characteristics of face recognition technology， its application in the security system is briefly analyzed.

Keywords： face recognition； security system； application essentials

將人臉識別技術(shù)應(yīng)用到安防系統(tǒng)中，對進一步提高安防效果具有重要意義，同時實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化發(fā)展，拓展系統(tǒng)基礎(chǔ)功能。人臉識別技術(shù)越來越成熟，被越來越廣泛的應(yīng)用到多個領(lǐng)域中，均取得了良好效果。想要在安防系統(tǒng)中充分發(fā)揮出人臉識別技術(shù)的優(yōu)勢，就需要確定技術(shù)要點，確定其應(yīng)用方向和要點，保證兩者相結(jié)合后達到1+1>2的效果。

1 人臉識別技術(shù)特點

人臉識別技術(shù)本質(zhì)上就是對輸入的人臉圖像以及視頻進行判斷，確定該人臉是否存在，如果確認存在，則需要對每個人位置、大小和各個器官進行判斷，完成人臉特征的提取，作為判斷每個人身份的依據(jù)，與數(shù)據(jù)庫中的人臉特征信息進行對比，完成人臉身份的識別。目前所應(yīng)用的人臉識別技術(shù)主要從三個方面來進行：第一，人臉檢測。適用于多種場景和環(huán)境的人臉檢測，且確定其所處位置與大小。第二，面部特征定位。完成人臉器官和形狀等信息檢測，并利用相應(yīng)防范方式進行表達，其中比較常用的有幾何特征、代數(shù)特征、固定特征模板、云紋圖等[1]。第三，人臉比對。對人臉面部特征進行定位，將所檢測得到的人臉特征與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息進行比對，完成人臉特征信息的判斷。

2 安防系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 監(jiān)控場景無法確認

視頻監(jiān)控是安防系統(tǒng)常見的一種表現(xiàn)形式，在不斷發(fā)展下，現(xiàn)在安防系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化與智能化發(fā)展，所應(yīng)用的設(shè)備在不斷更新，功能越發(fā)完善，受到了廣大監(jiān)控行業(yè)的歡迎。但是就安防系統(tǒng)應(yīng)用效果來看，并不能對監(jiān)控場景中的實物進行確認，在整個監(jiān)控場景中人物為主體對象，是判斷監(jiān)控場景的核心，通過對人物的監(jiān)控來觸發(fā)警報，并通過外鏈傳感器的方法，對場景內(nèi)的實物進行判斷，但是并不能對視頻中人物的活動變化進行有效識別[2]。

2.2 監(jiān)控對象無法確定

監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)需要以外界的條件作為輔助，監(jiān)控效果受光照強度、距離遠近、位置高低、實物大小等因素影響較大，任何一項元素不達標，均會導致監(jiān)控圖像質(zhì)量偏低，進而影響對監(jiān)控內(nèi)對象的確定，這樣就失去了監(jiān)控的意義。如果無法確認監(jiān)控對象特征信息，則整個安防系統(tǒng)直接淪為擺設(shè)，所具備的技術(shù)功能無法發(fā)揮出來。

2.3 監(jiān)控對象無法識別

安防系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到出入境、公安布控以及公共安全等多個領(lǐng)域，所期待的功能作用是對監(jiān)控視頻中人員對象的真實身份進行識別確認。但是目前很多安防系統(tǒng)的功能并不能達到這一要求，無法完成監(jiān)控內(nèi)人員身份的識別，更加無法判斷確認其實施的各類動作?；谝曨l監(jiān)控系統(tǒng)角度分析，連續(xù)視頻序列根本要求就是對監(jiān)控對象的真實身份提供辨識的有效信息，而想要實現(xiàn)這一要求，還需要在現(xiàn)有技術(shù)上進行更為深入的研究和技術(shù)開發(fā)[3]。

2.4 監(jiān)控檢索效果差

對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)來講，其需要將監(jiān)控視頻上傳到監(jiān)控中心，然后再對大量的視頻圖像進行分析、識別、確認，但是目前大部分的安防系統(tǒng)視頻檢索效果比較差，視頻識別系數(shù)難度高，并不能基于人臉圖像特征信息完成身份的智能化檢索?，F(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)大部分均是采用的線性順序存儲策略，技術(shù)上決定視頻智能化檢索效率比較低，無法達到預(yù)期的檢索效果[4]。另外，還可以采用大范圍視頻回放的方法來對視頻進行檢索，以此來判斷確認視頻內(nèi)是否存在監(jiān)控對象。

3 人臉識別與視頻監(jiān)控系統(tǒng)

3.1 應(yīng)用分類

將人臉識別技術(shù)應(yīng)用到安防系統(tǒng)中，主要可以分為身份驗證和身份識別兩種模式。第一，身份驗證。即將當事人身份與正在發(fā)生的行為聯(lián)系在一起，確定行為是否合法，完成不同人臉特征之間的識別判斷，確定某個人為合法人員?，F(xiàn)在人臉識別技術(shù)已經(jīng)被有效的應(yīng)用到門禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、教育考試系統(tǒng)以及密碼系統(tǒng)等，起到可靠的身份驗證作用，完成目標人物行為權(quán)限的驗證，且對目標人物信息進行記錄[5]。第二，身份識別。對系統(tǒng)輸入的面部圖像和目標數(shù)據(jù)庫內(nèi)存在的面部圖像進行比對，完成目標面部圖像身份信息的確認?？蓱?yīng)用于海關(guān)、機場、公安等場合和部門，對待查人員身份進行有效識別，能夠有效識別確認通緝犯、在逃犯和恐怖分子等人員信息。

3.2 應(yīng)用可行性

人臉識別技術(shù)可以說是生物識別領(lǐng)域中的高端技術(shù)，近年來其在多個領(lǐng)域中發(fā)揮了出色的功能性，一直以來都是研究的要點。將人臉識別技術(shù)與視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合在一起，來對以往安防監(jiān)控系統(tǒng)存在的缺陷進行補充和完善。從技術(shù)層面分析，人臉識別技術(shù)和監(jiān)控安防系統(tǒng)所運用的原理相同，前者主要是通過人臉特征線信息進行識別，后者則是針對視頻流信息進行判斷，兩者相互融合可以達到更好的功能效果。將人臉識別技術(shù)嵌入到安防監(jiān)控系統(tǒng)中，來就視頻中人臉生物特征進行有效提取，通過與數(shù)據(jù)庫內(nèi)人臉信息的對比，來進一步提高安防系統(tǒng)的安全性，達到更好的安防效果。

3.3 應(yīng)用技術(shù)

3.3.1 Adaboost人臉檢測算法

Adaboost人臉檢測算法分類能力非常強，可以對人員生物特征信息進行檢測。其為一種學習算法，需要以大量的人力特征作為支持，才能夠?qū)⒕哂械墓δ芡耆l(fā)揮出來。并且基于級聯(lián)分類器檢測，能夠有效縮短檢測所需時間，同時完成相應(yīng)計算處理內(nèi)容，利用更少的時間來檢測更多特征信息。

3.3.2 Direcshow視頻圖像獲取技術(shù)

Direcshow視頻圖像獲取技術(shù)為一種流媒體處理開發(fā)包，是視頻控制中應(yīng)用較多的方法之一。在獲取Direcshow視頻圖像時，視頻圖像獲取本身就是Windows系統(tǒng)的重要部分，可以實現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)下的視頻采集，獲得功能良好的視頻圖像技術(shù)，對完善視頻監(jiān)控功能具有重要意義，可用于安防系統(tǒng)設(shè)計[6]。

4 人臉識別技術(shù)在安防系統(tǒng)中應(yīng)用要點

4.1 安防系統(tǒng)構(gòu)成

將人臉識別技術(shù)應(yīng)用到安防系統(tǒng)中，可以將整個系統(tǒng)劃分為以下幾個模塊：第一，圖像采集模塊。能夠?qū)⒛繕藚^(qū)域轉(zhuǎn)換成動態(tài)視頻圖像或靜態(tài)圖片信息。第二，面部探測與捕捉模塊，可以對監(jiān)控視頻中是否存在面部進行判斷，同時還可以確定面部在視頻圖像中出現(xiàn)的位置，對其進行準確捕捉且將其生成標準的面部圖片。第三，面部圖像處理模塊，利用面部特征處理單元來對生成的標準面部圖片進行加工處理，然后生成相應(yīng)的面部特征信息。第四，比對軟件和面部特征信息服務(wù)器，用于對生成的面部特征信息和數(shù)據(jù)庫內(nèi)面部特征信息的對比，判斷視頻圖像中面部對象的行為合法性。并且還可以查詢確定目標圖像是否為司法部門所要尋找的嫌疑犯，且對對象身份信息和社會背景信息等進行核實確認。

4.2 系統(tǒng)工作流程

融合了人臉識別技術(shù)的以后的安防系統(tǒng)，需要由面部捕捉模塊來對監(jiān)控視頻圖像中的與人頭外形相似的圖片進行查找，一旦確認為人頭，由面部捕捉模塊來對其面部生物特征進行確認，確定面部存在后，生成相應(yīng)的標準面部圖片。然后由圖像處理模塊對標準圖片進行篩選，得到其中質(zhì)量最佳的圖片來進行加工處理，完成面部特征信息的生成，完成圖片的數(shù)字解釋。一般面部特征數(shù)據(jù)信息量分為幾十或幾千個字節(jié)不等，系統(tǒng)比對后根據(jù)匹配程度得到一個分值，分值越高則匹配度越高。安防系統(tǒng)的比對模塊以生成的面部特征數(shù)據(jù)為依據(jù)，與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的面部特征數(shù)據(jù)進行比對，根據(jù)不同的領(lǐng)域來確定兩者的比對結(jié)果。無論比對結(jié)果如何，系統(tǒng)均會給出工作人員相應(yīng)的提示，然后采取對應(yīng)措施處理即可。

4.3 系統(tǒng)應(yīng)用方向

4.3.1 人物比對

通過分布式系統(tǒng)架構(gòu)來對人物信息進行比對，先是通過攝像頭對視頻信息進行采集，并將結(jié)果傳輸給服務(wù)器，然后通過人臉識別技術(shù)對監(jiān)控視頻中的黑名單庫人臉信息進行比對。假如比對結(jié)果一致，信息條件符合，則系統(tǒng)會向管理人員發(fā)出預(yù)警，通知執(zhí)勤警員出警處理，將違法分子抓捕歸案。因此此類安防系統(tǒng)可以被應(yīng)用到公安、機場、銀行、車站、地鐵等場合。

4.3.2 門禁系統(tǒng)

現(xiàn)在人們生活質(zhì)量的提高，個人的安全意識也在不斷提高，各種門禁系統(tǒng)應(yīng)運而生，以此來進一步提高人們居住環(huán)境的安全性。人臉識別門禁系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用，關(guān)鍵就是利用門口設(shè)置的專業(yè)和設(shè)備，對進入到小區(qū)的人員進行臉部識別，將采集到的人員臉部特征信息與門禁控制器內(nèi)存儲信息進行比對和分析，裝置進行快速的自動識別。并且利用局域網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)將臉部信息傳輸給控制中心，一旦對比失敗發(fā)現(xiàn)異?？梢钥焖兕A(yù)警響應(yīng)，且啟動來訪關(guān)系信息系統(tǒng)。同時，門禁系統(tǒng)設(shè)置一個呼叫按鈕，便于對來訪人員工作方式進行靈活設(shè)定，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和應(yīng)用效果，提高系統(tǒng)應(yīng)用綜合效果。

5 結(jié)束語

安防系統(tǒng)對于提高社會環(huán)境的安全性具有重要作用，但是以往系統(tǒng)設(shè)計中還存在較大的不足，在此基礎(chǔ)上來將人臉識別技術(shù)應(yīng)用到其中，兩者進行有效結(jié)合，對原來的安防系統(tǒng)功能進行完善和補充。通過對監(jiān)控視頻中人臉特征信息進行采集、識別和對比，確定監(jiān)控對象的合法性，進一步提高系統(tǒng)應(yīng)用安全效果。

參考文獻：

[1]楊仁山.人臉識別技術(shù)在視頻安防系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（03）：72-73.

[2]徐建娜.人臉識別技術(shù)在博物館安防系統(tǒng)中的應(yīng)用解析[J].科技資訊，2017，15（23）：19+22.

[3]劉達.人臉識別技術(shù)在視頻安防系統(tǒng)中的應(yīng)用[A].旭日華夏（北京）國際科學技術(shù)研究院.首屆國際信息化建設(shè)學術(shù)研討會論文集（一）

[C].旭日華夏（北京）國際科學技術(shù)研究院：旭日華夏（北京）國際科學技術(shù)研究院，2016：1.