王平，茍亮，朱帕爾·努爾蘭，楊霞，陳銀江

（1.國網(wǎng)新疆電力有限公司信息通信公司，新疆烏魯木齊，830000；2.北京中電普華信息技術有限公司，北京,100085）

0 引言

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下，電力企業(yè)為了向用電用戶提供更加高質量的服務，逐漸將傳統(tǒng)辦電業(yè)務方式轉變?yōu)楦又悄芑蛿?shù)字化的業(yè)務運行模式，并實現(xiàn)了對集中控制性辦電業(yè)務場景的構建。通過各類現(xiàn)代化的終端設備，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)人工服務窗口的替換，并將以往人工服務人員轉移到了服務運行中心中，實現(xiàn)對中心各項業(yè)務內容的管理調配和對各類現(xiàn)代化信息設備的控制[1]。電力企業(yè)逐漸實現(xiàn)對用電用戶的遠程業(yè)務受理，無論是對于提升辦電業(yè)務效率，還是在提高辦電業(yè)務服務質量上都有了極大的提升。但當前大部分營業(yè)廳中的自助終端設備操作困難，針對老年人、特殊人群等自助完成整個業(yè)務辦理流程的難度較大，導致人均操作時間增加，業(yè)務辦理效率降低等問題，無法滿足智能化營業(yè)廳建設的初衷[2]。

為此，本文借助人臉識別技術提升辦電業(yè)務的工作效率。人臉識別技術是實現(xiàn)人臉識別系統(tǒng)構建的相關技術，通過該項技術的應用可實現(xiàn)對人臉視覺特征的準確識別，并根據(jù)被識別用戶的身份信息，為其制定針對性的操作內容。為能夠進一步實現(xiàn)電力營業(yè)廳的自助水平和智能化水平，降低各類終端設備的操作難度，本文引入人臉識別技術，對其在辦電業(yè)務場景中的研究。

1 人臉識別技術在辦電業(yè)務場景中的應用研究

1.1 生成辦電業(yè)務客戶標識編碼

為了在辦電業(yè)務場景中為多個業(yè)務服務器分配至少一個屬于其所屬業(yè)務的標識生成器，針對辦電業(yè)務客戶標識生成編碼。首先，將業(yè)務標識生成器引入到辦電業(yè)務場景當中，通過該器件實現(xiàn)對業(yè)務標識請求信息的獲取，信息當中包含了對應業(yè)務服務器的標識以及業(yè)務對象的標識[3]。其次，針對獲取到的請求信息進行響應，通過生成器實現(xiàn)對所屬業(yè)務對象標識的生成，并記錄當前目標辦電業(yè)務的標識最大值。在表示服務器當中，利用哈希算法，對預設的閾值進行計算。在對閾值進行計算時，應當確保數(shù)值大于或等于業(yè)務服務器的實際數(shù)量。最后，針對業(yè)務標識生成區(qū)域當中的起始值進行計算，其公式為：

公式（1）中，SID1表示為業(yè)務標識生成區(qū)域當中的起始值；MaxID表示為業(yè)務標識當中的最大數(shù)值；M表示為取模計算數(shù)值；S表示為生成標識編碼使得預設步長。根據(jù)上述公式，完成對起始值的計算后，再對業(yè)務標識生成區(qū)域當中的終止值進行計算，其公式為：

公式（2）中，EID1表示為業(yè)務標識生成區(qū)域當中的終止值。按照上述公式（1）和公式（2）確定區(qū)域范圍內的起始值和終止值后，將其作為基礎完成標識編碼生成工作。在生成標識編碼時必須確保辦電業(yè)務服務器標識能夠提供服務器所在的機房和IP地址等信息。整個標識編碼的生成過程均在生成器中完成，針對任意一個業(yè)務服務上的某一業(yè)務對象，利用生成器根據(jù)業(yè)務服務器的請求為其生成唯一一個ID區(qū)間，同時，在這一區(qū)間當中需要確保每一個ID都具有唯一性，以此方便業(yè)務服務器能夠為每一項辦電業(yè)務創(chuàng)辦相應的服務對象。當ID區(qū)間當中所有的ID全部用完后，重復上述流程，重新生成一個全新的ID區(qū)間，并完成后續(xù)編碼生成任務。將從辦電業(yè)務場景中獲取到的人臉圖像與區(qū)域標識對應的編碼共同傳輸?shù)较鄳獦I(yè)務服務器上，并通過傳輸接口對人臉信息進行獲取[4]。在完成上述操作后，根據(jù)下述內容對人臉特征進行識別，并在正確識別后，返回客戶表示標識編碼。若在這一過程中無法實現(xiàn)對客戶人臉的識別則相應業(yè)務服務器則按照上述流程生成新的用戶標識編碼。

1.2 基于人臉識別技術的用戶人臉圖像與區(qū)域標識

根據(jù)上述論述完成對辦電業(yè)務客戶標識編碼的生成后，引入人臉識別技術，對用戶的人臉圖像以及區(qū)域進行標識。人臉識別技術在本文辦電業(yè)務場景構建當中的主要功能是實現(xiàn)對辦電業(yè)務用戶人臉的檢測，對辦電業(yè)務用戶面部特征提取以及對不同辦電業(yè)務人群對其進行識別。在實際引入人臉識別技術的過程中，首先，通過二值化分析方法對用戶人臉圖像特征區(qū)域進行確定，并采用標記形式得到圖像當中相互連通的區(qū)域數(shù)量。在標記時，若每一個區(qū)域均有對應的標號，則為標記的像素賦予已有標號，否則為其賦予一個全新的標號，最后，將所有的標號匯總，并計算得出其總數(shù)[5]。分別從用戶人臉圖像的上下左右，四個邊界利用人臉識別技術進行掃描，當遇到第一個不是背景的像素時，則將該點作為邊界點，并獲取到該點的坐標信息，得到其區(qū)域位置。連通區(qū)域的方向可通過如下公式計算：

公式（2）中，θ表示為用戶人臉圖像中連通區(qū)域與邊線構成的夾角；W表示為用戶人臉圖像寬度；H表示為用戶人臉圖像高度。根據(jù)上述公式，確定圖像的區(qū)域方向。在實際應用上述流程完成對用戶人臉圖像與區(qū)域標識時，由于人臉具有一定的非對稱性。因此，針對非對稱性的圖像進行分類標識能夠進一步提高識別技術的識別精度。將上述流程基礎上，引入大量訓練樣本，并通過簡單的分類規(guī)則對其進行合理劃分。再將訓練單級分配器連接到識別模塊當中，并利用每一個單級分類器在訓練過程中具備的高檢驗率，將所有單級強分類器進行串聯(lián)，從而進一步提高檢驗率，達到更高精度的識別和分類標識效果。在識別過程中，當所有待識別的窗口都先進入到一級強分類器當中，再進入到二級強分類器當中，最后進入到三級強分類器當中，最后將得到的結果輸出。按照上述順序，完成對待識別內容的輸入和輸出后，將判斷為負面樣本的窗口全部過濾，并再次經過多級分類器的連接，只將正樣本保留。按照上述流程，在實現(xiàn)增加樣本分類平均速度，降低人臉識別技術的計算量的同時，達到提高整體識別精度的目的。同時，由于人臉屬于非剛體物體，因此若想實現(xiàn)對用戶人臉圖像的高精度標識，需要利用更高的維度實現(xiàn)對用戶人臉特征的描述。在這一過程中，會造成計算量非常復雜，并且由于用戶人臉圖像大部分處于高維空間當中，分布十分分散，因此對于識別分類而言具有十分不利的影響。針對這一問題，可利用KL變化主分量分析的方式對用戶人臉圖像進行降維處理。在實際應用時，采用以信息壓縮作為主要目的的方式，實現(xiàn)對用戶人臉圖像的最優(yōu)正交變換，并將原本維度較高的人臉圖像數(shù)據(jù)壓縮在一個維度較低的子空間當中，并將原始數(shù)據(jù)之間存在的關聯(lián)性進行刪除，以此確保數(shù)據(jù)能夠在低維度子空間當中形成更加緊湊的分布，從而為人臉識別技術的實施提供方便條件。在進行正交變換的過程中，將每一個分量利用ui表示，將完成正交變化的分量利用ujT表示，則當ui-ujT=1時，則說明此時二者分量相同，完成正交變換；ui-ujT=0時，則說明此時二者分量不同，需要進一步完成正交變換。同時，在正交變換的過程中，可將某一矢量在高維度空間當中利用坐標標識，并通過變換的方式利用正交基組成的坐標對其進行描述。按照上述內容，將用戶人臉圖像映射到低維度的子空間當中，從而映射到一個特定的點上，解決原本需要利用高維度對用戶人臉圖像進行標識的問題。根據(jù)人臉五官對圖像特征進行推導，若某一連通區(qū)域為特征區(qū)域則其可以近似為一個長方形，依次將該長方形作為人臉圖像區(qū)域對其進行標識。

1.3 基于不同特征人群的業(yè)務辦理場景邏輯選擇

通過上述論述利用人臉識別技術完成對用戶人臉圖像的識別和區(qū)域標識后，再對不同特征人群的特征進行識別或直接通過用戶自主選擇的方式，選擇對應的業(yè)務辦理場景邏輯。例如，若業(yè)務辦理用戶為老年人，則可通過更加簡潔的操作界面為老年人辦理業(yè)務提供每一步的指引，或通過后臺系統(tǒng)直接向業(yè)務辦理人員發(fā)送當場請求，由業(yè)務辦理人員為老年人提供詳細的指導和說明。同時，在辦電業(yè)務終端根據(jù)邏輯判斷是否需要對已完成的操作內容進行流程保存或是否需要查詢相應的客戶信息等。在實際業(yè)務辦理場景當中，還可通過紅外感應裝置對已經檢測到的站在終端設備前的用戶，并對當前業(yè)務辦理場景的服務狀態(tài)進行識別，若此時場景處于空閑狀態(tài)，則對負責區(qū)域內的人臉圖像進行識別，若識別到人臉，則進入到運行狀態(tài)，按照上述步驟選擇對應場景邏輯完成對辦電業(yè)務的服務。同時，在上述場景構建的基礎上，根據(jù)辦電業(yè)務實際水平以及用戶的需要，針對繳費問題，可在業(yè)務場景當中，開通人臉識別繳費功能。針對每一個月前來營業(yè)大廳的不同用戶群體，針對其相應的辦理業(yè)務內容進行呈現(xiàn)，并通過對應的業(yè)務辦理場景邏輯，實現(xiàn)對用戶針對性的辦電業(yè)務服務。不同用戶群體主要可以劃分為：普通用戶、老年用戶、低文化水平用戶、特殊人群用戶等，根據(jù)不同的用戶群體，可在進行繳費的過程中適當降低操作難度，從而進一步提高智能自主終端設備的應用范圍。

2 應用分析

在完成上述對人臉識別技術在辦公業(yè)務場景中應用的理論分析后，為了檢驗上述思路在實際應用環(huán)境當中是否能夠有效辦電業(yè)務的辦理效率，選擇將應用人臉識別技術后的辦電業(yè)務的耗時與未引入人臉識別技術的辦電業(yè)務耗時進行對比。為了方便論述，將引入人臉識別技術的場景作為實驗場景，將未引入人臉識別技術的場景作為對照場景。同時，為了確保實驗的普遍性，分別選擇在老年人群體、低水平文化人群和特殊人群當中，分別選擇5名志愿者參與到辦電業(yè)務辦理流程當中，并分別通過上述兩種方法在兩種場景下完成業(yè)務辦理，記錄每一位志愿者辦理業(yè)務的時間，將對應人群的業(yè)務辦理耗時記錄，并按照如下公式計算得出平均業(yè)務辦理耗時：

根據(jù)上述公式（4）計算得出各個群體的平均業(yè)務辦理耗時，并記錄如表1所示。

表1 兩種場景下業(yè)務辦理結果記錄表

通過表1中記錄的結果數(shù)據(jù)可知，在實驗場景當中，不同業(yè)務辦理人群在完成各項辦電業(yè)務時，其耗時均未超過3.20min，而在對照場景當中，老年人群體的平均辦理業(yè)務耗時超過了15.00min，特殊人群平均辦理業(yè)務耗時更是超過了23.50min，嚴重不符合辦電業(yè)務場景對其業(yè)務辦理效率的要求。因此，通過上述實驗進一步分析得出，實驗場景下不同人群中平均業(yè)務辦理耗時明顯小于對照場景平均辦理業(yè)務耗時，說明在引入人臉識別技術后，可有效提高業(yè)務辦理的效率。在實際應用中，按照本文上述思路實現(xiàn)對辦電業(yè)務場景的構建能夠為辦電業(yè)務服務提供更加高質量保障，同時也能夠將更多的業(yè)務辦理節(jié)約的時間用于實現(xiàn)對服務質量的提升環(huán)節(jié)，為用戶提供更加高品質的辦電業(yè)務服務感受。

3 結束語

本文在基于人臉識別技術的基礎上，提出了一種全新的辦電業(yè)務應用技術，并通過實際應用證明了該技術的業(yè)務辦理效率能夠有效得到提升。在今后研究中，還將針對各項電力服務業(yè)務，引入人臉識別技術，實現(xiàn)二者結合，從而為辦電用戶提供更加高質量的保障，并進一步降低終端使用的門檻，提升智能終端設備在辦電業(yè)務用戶中的信任度和可接受程度。