王會來，邵 軍，呂雪棟，李建光

（國投智能科技有限公司，北京100034）

1 研究背景

人臉識別是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進(jìn)而對檢測到的人臉進(jìn)行臉部識別的一系列相關(guān)技術(shù)，通常也叫作人像識別、面部識別。

將人臉識別技術(shù)應(yīng)用于智能樓宇，作為樓宇智能化的重要組成部分，是當(dāng)前樓宇建設(shè)與管理的方向，已經(jīng)具有完備的解決方案和廣泛的應(yīng)用場景；通過人臉識別技術(shù)創(chuàng)建便捷和安全的辦公、生活樓宇環(huán)境，為智能樓宇的集約化、平臺化、接口化和人性化管理提供技術(shù)支撐；與樓宇中各子系統(tǒng)深度打通，最終實現(xiàn)人臉識別技術(shù)與智能樓宇的更深層次連接，使樓宇的管理、服務(wù)、運維等方面得到質(zhì)的提升。

2 人臉識別系統(tǒng)研究

人臉識別系統(tǒng)是利用云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，與基于深度學(xué)習(xí)人臉?biāo)惴ǖ闹悄苋四槷a(chǎn)品有機(jī)連接起來，實現(xiàn)通道管理和門禁控制、員工考勤以及訪客身份認(rèn)證和登記等多種功能。不用像傳統(tǒng)身份識別系統(tǒng)需要主動配合，用戶在使用此系統(tǒng)時是友好的、非強(qiáng)迫的、非接觸式識別，給用戶帶來便捷和舒適的應(yīng)用體驗。同時人臉識別具有活體檢測性能，可有效防止圖片、視頻、3D模型等攻擊，是比其他識別系統(tǒng)安全的。

2.1 主要功能

人臉抓?。含F(xiàn)場抓取人臉圖像，檢測、提取人臉生物特征。

人臉比對：利用人臉識別技術(shù)，將攝像頭抓拍的現(xiàn)場人臉圖像和采集的照片進(jìn)行比對，同時可判斷人、證是否一致。

多人臉檢測：當(dāng)攝像頭檢測到多張人臉，可自動匹配到最相似的人臉進(jìn)行比對。

真人檢測：人員站在攝像頭前無需任何配合，設(shè)備即可分辨是否為真人操作，可對高清圖片、PS照片、三維模型、換臉等仿冒欺詐手段進(jìn)行告警。

人臉初始化：在連續(xù)抓拍的圖片中能準(zhǔn)確定位人臉位置，具有人臉圖像質(zhì)量評價、圖像檢測及標(biāo)準(zhǔn)化剪裁功能，當(dāng)質(zhì)量分值過低時系統(tǒng)拒絕錄入，保證數(shù)據(jù)的可靠性，提高驗證精度。

身份證信息讀?。荷矸葑C讀卡器可快速、準(zhǔn)確讀取身份證芯片里的照片、文字、指紋等信息。

身份證OCR識別：對身份證進(jìn)行拍照，自動提取身份證的文字信息，與身份證芯片信息進(jìn)行對比，判斷其真?zhèn)涡浴?/p>

人證比對：主要用于員工和訪客登記，通過人臉識別系統(tǒng)對身份證信息和采集人像進(jìn)行比對，并驗證身份證信息真?zhèn)危敵霰葘Y(jié)果；基于深度學(xué)習(xí)和人臉識別算法，要求身份驗證一體機(jī)識別速度快，準(zhǔn)確率高，最多1秒內(nèi)即可核驗完成人證是否一致。

白名單識別：將人員信息提前錄入系統(tǒng)，設(shè)備現(xiàn)場采集行人的人臉信息，將其與庫中的信息進(jìn)行比對，即1∶N的驗證，如果信息能正確匹配，則通過驗證，并可輸出比對結(jié)果。

黑名單識別：將人員信息提前錄入系統(tǒng)，設(shè)備現(xiàn)場采集行人的人臉信息，將其與庫中的信息進(jìn)行比對，即1∶N的驗證，如果信息能正確匹配，則不允許驗證通過，并記錄本次比對結(jié)果。

數(shù)據(jù)自動上傳：系統(tǒng)支持驗證人的身份信息和驗證結(jié)果實時上傳到管理后臺，同時支持對接不同平臺。

自動補(bǔ)光燈說明：自動補(bǔ)光燈功能開啟后，補(bǔ)光燈會依據(jù)現(xiàn)場光線自動調(diào)整，強(qiáng)光下會關(guān)閉。

離線記錄存儲最大支持50000條及以上記錄。

2.2 系統(tǒng)組成

人臉識別系統(tǒng)主要由人臉采集和識別兩部分組成。采集部分通過靜態(tài)方式獲取人臉圖像，檢測、提取人臉生物特征，并上傳人臉識別庫；識別部分由前端人臉抓拍機(jī)器、人臉識別系統(tǒng)服務(wù)器、系統(tǒng)管理后臺等部分組成。如圖1所示。

圖1 人臉識別系統(tǒng)組成及人臉識別過程示意圖

前端人臉抓拍機(jī)器：該機(jī)器通過內(nèi)置智能分析算法，實現(xiàn)對進(jìn)出人員的人臉進(jìn)行自動捕獲、跟蹤、抓拍的功能，提取人臉特征上傳至人臉識別系統(tǒng)服務(wù)器。

人臉識別系統(tǒng)服務(wù)器：該服務(wù)器對抓拍機(jī)器傳送過來的人臉進(jìn)行屬性提?。粚τ谧ヅ牡娜四?，人臉識別服務(wù)器將進(jìn)行建模，同時實時與黑白名單數(shù)據(jù)庫的人員進(jìn)行比對。

管理后臺：實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備管理、黑白名單管理及報警設(shè)置，分析、存儲集群管理，人臉檢索、1對1比對等功能，與其他智能化系統(tǒng)的聯(lián)動控制，如通道閘機(jī)、門禁、訪客系統(tǒng)、消費機(jī)等。

2.3 系統(tǒng)集成

人臉識別系統(tǒng)與樓宇內(nèi)其他智能或傳統(tǒng)設(shè)備集成，可以有效提升樓宇的管理水平，如人臉識別技術(shù)應(yīng)用于樓宇出入口控制、消費系統(tǒng)及訪客的管理，可服務(wù)于出入口管控、入侵報警、考勤、消費服務(wù)及訪客管理等，為樓宇管理人員提供有效的管理手段，并為樓宇內(nèi)辦公人員提供智能、便捷、自助化的工作環(huán)境。如圖2所示。

圖2 人臉識別系統(tǒng)與其他系統(tǒng)集成示意圖

與門禁系統(tǒng)集成：與門禁系統(tǒng)集成，實現(xiàn)通道閘機(jī)、門禁控制以及員工考勤等功能。

與訪客系統(tǒng)集成：采集來訪人員人臉信息，可實現(xiàn)訪客的身份校驗、通行等智能化管理。

與考勤系統(tǒng)集成：與考勤系統(tǒng)集成，可自動生成員工考勤記錄與會議簽到記錄。

與消費系統(tǒng)集成：人臉識別系統(tǒng)集成消費系統(tǒng)，可實現(xiàn)“刷臉”消費，提高消費效率。

與視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成：人臉識別的視頻信息接入數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控、存儲、查詢功能；可根據(jù)報警功能需要，允許人臉識別服務(wù)器對相應(yīng)部位攝像機(jī)進(jìn)行人臉抓拍識別。

3 人臉識別系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 樓宇與房間出入管理

將人臉識別設(shè)備裝配在樓宇的各個出入口處或各個房間出入口，人臉識別系統(tǒng)管理后臺與通道閘機(jī)和門禁管理系統(tǒng)集成，提前采集員工人臉信息，人員通行時人臉識別系統(tǒng)進(jìn)行人臉采集、比對，比對通過后，可自動驅(qū)動通道閘機(jī)或門禁系統(tǒng)開啟，人員可直接進(jìn)出；同時系統(tǒng)自動記錄人員出入時間、出入位置、出入時抓拍的人臉圖像等信息，提高了樓宇進(jìn)出效率，提升了樓宇安全。

3.2 訪客管理

將人臉識別系統(tǒng)管理后臺與訪客系統(tǒng)、通道閘機(jī)和門禁管理系統(tǒng)集成，訪客可通過預(yù)約登記或者現(xiàn)場登記的方式，將相關(guān)證件和人臉信息采集進(jìn)人臉識別系統(tǒng)，這樣訪客可通過刷臉進(jìn)出。系統(tǒng)自動記錄訪客出入時間、出入位置、出入時抓拍的人臉圖像等信息，同時可按照規(guī)則取消訪客出入權(quán)限。人臉識別應(yīng)用在樓宇訪客管理場景中，加強(qiáng)了訪客管理，提升了樓宇的形象。

3.3 考勤與簽到管理

由于進(jìn)行人臉比對和信息記錄，相對傳統(tǒng)員工考勤和簽到，利用人臉識別系統(tǒng)進(jìn)行考勤和簽到管理具有安全、準(zhǔn)確、快速等天然優(yōu)勢，將人臉識別系統(tǒng)管理后臺與考勤管理系統(tǒng)打通，按照考勤管理規(guī)則，將人臉識別結(jié)果數(shù)據(jù)信息傳送至考勤系統(tǒng)，可快速、自動實現(xiàn)考勤記錄。

當(dāng)前會議簽到主要采用參會人員現(xiàn)場排隊用筆紙簽到的方式，無法實現(xiàn)快速、多人同時簽到，并且不能避免代簽的問題。將人臉識別系統(tǒng)與會議簽到結(jié)合，可根據(jù)會議場景和場地，自動實現(xiàn)會場人員信息的采集與記錄，可實現(xiàn)自動會議簽到、多人同時簽到、自動出具簽到報表等功能。

3.4 消費管理

目前流行的支付方式主要有刷卡和掃碼支付，在消費高峰期造成的支付效率較低，同時如忘記隨身攜帶支付卡片或者攜帶手機(jī)，造成不能支付的尷尬。人臉支付很好地解決此問題，首先是可以實現(xiàn)去卡化，用戶消費不再需要隨身攜帶卡或者手機(jī)；其次更安全，卡或者掃碼消費都有被盜刷的可能存在，人臉具備唯一性，具備嚴(yán)格的比對條件，相對更安全有效；人臉消費的應(yīng)用可實現(xiàn)內(nèi)部人員在樓宇中不帶卡、不帶現(xiàn)金、不帶手機(jī)的情況下，能在各個消費點進(jìn)行吃飯、購物、繳費等消費支付?！八⒛槨敝Ц兜膽?yīng)用也節(jié)約了消費支付時間。

3.5 安防管理

人臉識別應(yīng)用于安防管理，提升了安防管理的智能化、精準(zhǔn)化水平，通過部署在樓宇內(nèi)關(guān)鍵區(qū)域的人臉識別設(shè)備，可自動對采集的信息進(jìn)行識別、統(tǒng)計、分析、記錄和比對，可實現(xiàn)人員軌跡跟蹤、關(guān)鍵區(qū)域管理、自動報警和無人巡更等管理功能。

4 結(jié)束語

基于人臉識別技術(shù)與智能樓宇結(jié)合的優(yōu)勢，本文研究了人臉識別系統(tǒng)的主要功能和集成，論證了人臉識別技術(shù)在智慧樓宇中出入管理、考勤管理、訪客管理和消費管理等場景的應(yīng)用。未來隨著人臉識別技術(shù)的成熟與設(shè)備成本的降低，人臉識別技術(shù)與智能樓宇將結(jié)合得更加緊密，應(yīng)用至更多場景，為樓宇精細(xì)化、人性化管理提供技術(shù)支撐。