門(mén)禁系統(tǒng)中人臉識(shí)別的應(yīng)用研究

劉思佳

摘要：當(dāng)代社會(huì)不斷發(fā)展，人們生活不但方便的同時(shí)也帶來(lái)了很多問(wèn)題，社會(huì)治安壓力越來(lái)越大，門(mén)禁系統(tǒng)的安全性得不到保證，這成為了日益突出的問(wèn)題。為解決小區(qū)的門(mén)禁管理系統(tǒng)的安全性問(wèn)題，本文提出將人臉識(shí)別技術(shù)運(yùn)用到門(mén)禁系統(tǒng)中，從而提高門(mén)禁系統(tǒng)的可靠性。本文將敘述一種使用人臉識(shí)別的門(mén)禁系統(tǒng)，為解決小區(qū)門(mén)禁管理的問(wèn)題，提高門(mén)禁系統(tǒng)可靠性提供一種解決方案。本文通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)先對(duì)采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別，最后進(jìn)行匹配來(lái)保證門(mén)禁系統(tǒng)的安全性。

關(guān)鍵詞：人臉識(shí)別；圖像處理；門(mén)禁

針對(duì)先進(jìn)門(mén)禁系統(tǒng)中存在的安全性低、操作困難等問(wèn)題，將人臉識(shí)別技術(shù)和門(mén)禁系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，從而一定程度上解決了現(xiàn)存問(wèn)題。首先用攝像機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行采取，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行人臉特征的提取，將提取出來(lái)的特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而進(jìn)一步判定人是否可以進(jìn)入。通過(guò)一系列的流程對(duì)原有門(mén)禁系統(tǒng)存在的安全性低、速度慢等缺點(diǎn)進(jìn)行了克服，不僅降低了成本而且提高了系統(tǒng)的安全性。

一、人臉識(shí)別系統(tǒng)

本文將人臉識(shí)別技術(shù)運(yùn)用到門(mén)禁系統(tǒng)中，從而根據(jù)提取的特征確定是否可以放行。下文將重點(diǎn)介紹人臉識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程。

（一）圖像的采集與檢測(cè)

在門(mén)禁系統(tǒng)中首先要對(duì)通過(guò)的人進(jìn)行拍照，即實(shí)現(xiàn)對(duì)人臉圖像的采集。而采集的主要工具就是攝像頭。而攝像頭的正確安裝與否決定人臉識(shí)別成功或失敗。

合適地安裝攝像頭，將有助于進(jìn)行圖像的預(yù)處理。影響攝像頭安裝的環(huán)境因素很多，在進(jìn)行圖像采集的時(shí)候亮度有一定的影響作用。亮度受環(huán)境因素的影響很大，如陰天晴天、有無(wú)遮擋物，不同條件下亮度是不同的?？紤]到用戶的體驗(yàn)，攝像頭安裝的高低也應(yīng)該有一定的標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)高或過(guò)低都有可能出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，從而影響到采集到的圖像的質(zhì)量。

在考慮多種影響因素的前提下，再對(duì)攝像頭進(jìn)行設(shè)置。如果攝像頭能夠更加的智能化，可以根據(jù)不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，使得攝像頭具備不同的模式，可以自動(dòng)切換，這樣就保證了采集到的圖像的有效性。

（二）圖像的預(yù)處理

初步采集的圖像，會(huì)因?yàn)椴煌蛩氐拇嬖谑沟脠D像本身存在很多問(wèn)題，如因?yàn)橹車h(huán)境或天氣的因素導(dǎo)致圖像的亮度不均勻，因?yàn)閿z像頭沒(méi)有防抖功能的存在使得圖片不清晰等，所以對(duì)于初步采集到的圖像要進(jìn)行預(yù)處理，從而在一定程度上對(duì)圖像的質(zhì)量進(jìn)行改善，方便后續(xù)工作的進(jìn)行。

（三）圖像的識(shí)別算法

經(jīng)過(guò)預(yù)處理這一流程，圖像中存在的大部分問(wèn)題都已經(jīng)得到了解決，對(duì)于噪聲、亮度以及畫(huà)質(zhì)等的問(wèn)題已經(jīng)基本濾去，對(duì)其影響已經(jīng)降到最低，但人臉識(shí)別技術(shù)作為一種新興技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)處理速度方面的要求很高，因此相對(duì)來(lái)說(shuō)把比較快捷的PCA算法作為圖像識(shí)別算法是一種很好的方法。K-L變換作為PCA的原理，對(duì)圖片各個(gè)維度的降低有著重大的作用，能夠提取原圖像的以為特征向量，作為依據(jù)支撐后續(xù)的圖像匹配。

二、系統(tǒng)功能

將人臉識(shí)別技術(shù)運(yùn)用到門(mén)禁系統(tǒng)中，使得門(mén)禁系統(tǒng)擁有了一下幾個(gè)功能：通過(guò)圖像的比對(duì)和匹配能夠防止其他社會(huì)人員隨意進(jìn)入小區(qū)，保障了小區(qū)的基本安全，同時(shí)對(duì)于一些推銷人員等外來(lái)人員起到了一定的約束，使得小區(qū)的廣告亂貼等現(xiàn)象得到了有效的緩解，同時(shí)為居民營(yíng)造了一個(gè)良好、和諧、舒適的環(huán)境；對(duì)于小區(qū)內(nèi)居民的管理，一方面對(duì)于小區(qū)居民出入的記錄實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)化的管理，管理的同時(shí)使得居民在沒(méi)在小區(qū)的狀態(tài)也清晰可見(jiàn)，真正為社會(huì)治安提供了方便。當(dāng)然對(duì)于外來(lái)人員，基于人臉識(shí)別的門(mén)禁系統(tǒng)本身是無(wú)法允許人員自動(dòng)進(jìn)入的，但可以通過(guò)系統(tǒng)提出申請(qǐng)，可以由居民或者社區(qū)管理員核實(shí)身份后，如果申請(qǐng)通過(guò)則可以進(jìn)入。

三、結(jié)論

門(mén)禁系統(tǒng)中加入人臉識(shí)別，使得社區(qū)環(huán)境更加安全、舒適、和諧，從而規(guī)范了社區(qū)的管理，使得社會(huì)治安變得更加高效。雖然使用人臉識(shí)別的門(mén)禁系統(tǒng)有的前所未有的好處但存在的問(wèn)題也一個(gè)個(gè)出現(xiàn)。精確度和速度之間的矛盾無(wú)法得到解決。如果想最大程度的提高圖片的精確度那么只能在圖片的采集和預(yù)處理變得更加細(xì)致，增加對(duì)于圖像的細(xì)節(jié)處理，這樣就會(huì)很大程度上降低門(mén)禁系統(tǒng)的處理效率。相反，如果追求門(mén)禁系統(tǒng)的速度，則圖片的預(yù)處理及采集過(guò)程中則需要簡(jiǎn)化流程，從而提高門(mén)禁系統(tǒng)的識(shí)別速度。因?yàn)樵撻T(mén)禁系統(tǒng)仍停留在二維灰度圖像的特征提取的階段上，未來(lái)圖片識(shí)別的維度也會(huì)逐漸改變，變得更多維，其準(zhǔn)確性相對(duì)于現(xiàn)有人臉識(shí)別系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)提升不少，所以本文所介紹的人臉識(shí)別方法的準(zhǔn)確率與速度仍均有待提高。

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