人工智能時(shí)代面部識(shí)別技術(shù)在圖書館的應(yīng)用探討

摘 要：人工智能的發(fā)展使圖書館的服務(wù)和管理走向智能化的變革，而作為人工智能領(lǐng)域的面部識(shí)別技術(shù)在圖書館的應(yīng)用，能進(jìn)一步提升圖書館的智能化管理進(jìn)程。文章概述了面部識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用流程，以及在圖書館使用的可行性分析，探討了面部識(shí)別技術(shù)與圖書館其他智能管理系統(tǒng)結(jié)合運(yùn)用的策略方式，從多維度介紹了圖書館在面部識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，為提升圖書館智能化管理水平提供可借鑒意見。

關(guān)鍵詞：智能;識(shí)別技術(shù);管理;場(chǎng)景

中國(guó)人工智能經(jīng)過幾十年的發(fā)展，取得了飛躍式的進(jìn)展。其中語(yǔ)音識(shí)別、視覺識(shí)別技術(shù)領(lǐng)先于世界，人工智能，混合智能，群體智能有了跨越式的發(fā)展，逐步進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的有機(jī)器自主學(xué)習(xí)，智能監(jiān)控、生物特征識(shí)別、無人駕駛技術(shù)等，而面部識(shí)別作為人工智能領(lǐng)域重要的分支，也隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和深度學(xué)習(xí)算法的逐漸成熟，使用面部識(shí)別技術(shù)的典型分支應(yīng)用的范圍越來越廣泛，成為許多行業(yè)的必備技術(shù)。圖書館也順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，為提升讀者的用戶體驗(yàn)和智能化管理水平，也引入了面部識(shí)別技術(shù)。

1 面部識(shí)別綜述

1.1 什么是面部識(shí)別技術(shù)

面部識(shí)別是基于人的面部特征進(jìn)行身份認(rèn)證的生物信息識(shí)別技術(shù)。通過攝像機(jī)拍攝采集含有面部的圖像或視頻流，分析和比對(duì)人的外貌特征信息，進(jìn)行身份鑒別。面部識(shí)別是人工智能領(lǐng)域一個(gè)典型的細(xì)分技術(shù)應(yīng)用，也叫做人臉識(shí)別，俗稱“刷臉”?！八⒛槨笔菑V為流傳的網(wǎng)絡(luò)用語(yǔ)，像人們常常所說的“刷臉考勤”、“刷臉支付”，其本質(zhì)就是面部識(shí)別。

1.2 面部識(shí)別的流程

1.2.1 面部識(shí)別的流程如圖1所示大致可分為面部檢測(cè)、特征提取、面部識(shí)別

面部檢測(cè)是檢測(cè)可能存在面部識(shí)別區(qū)域，根據(jù)區(qū)域幾何特征來判斷是否存在所要檢測(cè)區(qū)域及區(qū)域所在的位置，檢測(cè)參數(shù)有年齡，胡須，表情，性別，眼鏡，人種等等。

1.2.2 特征提取

是提取圖像中的面部五官關(guān)鍵點(diǎn)，輸出關(guān)鍵點(diǎn)位置信息。

1.2.3 面部識(shí)別

掃描人的面部特征，把面部關(guān)鍵點(diǎn)信息與現(xiàn)有的身份信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)。這樣通過1：N圖像匹配，從數(shù)據(jù)庫(kù)中識(shí)別用戶身份或相似的臉，并獲得相關(guān)結(jié)論。

1.3 面部識(shí)別特點(diǎn)

1.3.1非接觸性技術(shù)

通過遠(yuǎn)距離的辦法來獲取個(gè)體生物信息，對(duì)同一個(gè)人不同姿態(tài)的面部進(jìn)行面部識(shí)別，以非接觸的方式，更容易被用戶所接受。具有可視化、符合人的思維習(xí)慣等特點(diǎn)，通過隔空采集面部圖像進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，無需身體部位接觸檢測(cè)設(shè)備，不被個(gè)體覺察，不令人反感，便于實(shí)施。

1.3.2 識(shí)別精度高

面部檢測(cè)識(shí)別的精度取決于算法，面部識(shí)別準(zhǔn)確率一般都在97%-99%之間，識(shí)別的準(zhǔn)確度高。

1.3.3 識(shí)別速度快、效率高

面部識(shí)別產(chǎn)品的性能取決于識(shí)別速度。一般情況下，速度越快，效率越高，用戶休驗(yàn)越好，識(shí)別速度達(dá)到小于1秒/人秒級(jí)響應(yīng)，為最佳性能。

2 面部識(shí)別發(fā)展歷程及圖書館使用面部識(shí)別的可行性分析

面部識(shí)別相關(guān)研究始于20世紀(jì)60年代，80年代后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展得到提高，而真正進(jìn)入初級(jí)的應(yīng)用階段則在90年代后期，并且以美國(guó)、德國(guó)和日本的技術(shù)實(shí)現(xiàn)為主。2013年以來，隨著AI、大數(shù)據(jù)、機(jī)器識(shí)別等智能科技研究的深入和應(yīng)用，面部識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)入智能時(shí)代;2015年以來中國(guó)倡導(dǎo)的“互聯(lián)網(wǎng)+”為面部識(shí)別注入了新活力。

我國(guó)面部識(shí)別技術(shù)起步較晚，但發(fā)展迅速，特別是在2017年，得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)，如：中國(guó)四大國(guó)有銀行多家ATM取款機(jī)上線刷臉取款功能;首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)的刷臉登機(jī);支付寶的刷臉支付;京東蘇寧使用刷臉取貨支付;面部識(shí)別門禁產(chǎn)品技術(shù)也比較成熟，如企業(yè)、學(xué)校、住宅出入口安全管理等等。面部識(shí)別技術(shù)正式取代指紋等其他識(shí)別技術(shù)，面部識(shí)別技術(shù)開始真正進(jìn)入主流的應(yīng)用體系。最近幾年，國(guó)內(nèi)多家圖書館也陸續(xù)啟用面部識(shí)別技術(shù)，如浙江大學(xué)圖書館、廈門圖書館、上海交通大學(xué)圖書館、西安電子科技大學(xué)圖書館、華南師范大學(xué)附屬天河實(shí)驗(yàn)學(xué)校圖書館、中國(guó)計(jì)量大學(xué)圖書館等等都在引入使用面部識(shí)別技術(shù)。面部作為一種唯一的身份標(biāo)識(shí)，在身份鑒別、考勤和門禁等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

3 面部識(shí)別技術(shù)和圖書館其他智能管理系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用的探討

隨著面部識(shí)別技術(shù)的成熟，在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用場(chǎng)景越來越多，但在圖書館的實(shí)際運(yùn)用中，面部識(shí)別技術(shù)很難作為一項(xiàng)單獨(dú)的技術(shù)來使用，需和圖書館其他智能管理軟件相結(jié)合使用，才能實(shí)現(xiàn)圖書館的智能化管理。以下是面部識(shí)別技術(shù)和其他智能管理軟件在圖書館結(jié)合使用的部分場(chǎng)景舉例：

3.1 面部識(shí)別技術(shù)與門禁系統(tǒng)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)刷臉進(jìn)館

面部識(shí)別技術(shù)與校園一卡通綁定，將有效地解決身份鑒別問題。在圖書館進(jìn)出口通道安裝面部識(shí)別攝像機(jī)，讀者進(jìn)入圖書館先進(jìn)行面部登記，識(shí)別成功后就可以進(jìn)入圖書館。面部識(shí)別門禁系統(tǒng)的基本工作原理，當(dāng)讀者走進(jìn)圖書館閘門通道時(shí)，攝像機(jī)采集定位人的面部特征，把采集的信息上傳到門禁控制器的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，與后臺(tái)已知讀者身份信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)比對(duì)的特征達(dá)到一致時(shí)，則閘門自動(dòng)開啟。同時(shí)，記錄下人像，讀者進(jìn)入時(shí)間等信息。

3.2 面部識(shí)技術(shù)與射頻識(shí)別技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)“去卡化”借書

一般的，讀者進(jìn)入圖書館借書，都需要帶身份證、借書證、一卡通或其他能證明身份的證件來借書，而圖書館引入面部識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)以后，讀者進(jìn)館就不需要帶任何證件，避免了丟證件找證件或補(bǔ)證件的麻煩。只要讀者到圖書館，就可以通過攝像頭提取人的面部特征與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的讀者信息相比較進(jìn)行識(shí)別，使讀者獲得借書的資格和權(quán)限。而射頻識(shí)別技術(shù)也稱RFID，是一種利用射頻信號(hào)通過空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸的信息傳遞，并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。由于RFID讀取速度快、強(qiáng)大的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)能力和遠(yuǎn)距離讀取數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，可以快速地識(shí)別多本圖書，在圖書館自助借還方面發(fā)揮重要的作用。射頻技術(shù)和面部識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，能較好提升用戶的體驗(yàn)。讀者到圖書館借書可以不用任何證件便能快速一次性借還多本圖書，使借書還書更加快速和方便，自助完成借書和還書動(dòng)作。面部識(shí)別保證了身份信息的唯一性和準(zhǔn)確性，而RFID識(shí)別速度快、識(shí)別數(shù)量多，兩者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了借書的智能化。其借書流程如圖2.所示，把所要借的裝有RFID電子標(biāo)簽的書放自助借還機(jī)器的閱讀平臺(tái)掃描區(qū)域，然后啟動(dòng)面部識(shí)別系統(tǒng)，把面部正對(duì)著攝像頭進(jìn)行面部識(shí)別，識(shí)別成功后，點(diǎn)擊“借書”，系統(tǒng)立即掃描，屏幕顯示讀者的姓名，書名，冊(cè)數(shù)、借書時(shí)間等信息，確認(rèn)無誤后點(diǎn)擊“確認(rèn)”，屏幕顯示借書成功。當(dāng)要還書的時(shí)候，不需要進(jìn)行面部識(shí)別，因?yàn)樵诮钑臅r(shí)候已經(jīng)把讀者借書的有關(guān)信息都存入智能管理系統(tǒng)里，因此在還書的時(shí)候，只要把書放在掃描器上，電腦會(huì)自動(dòng)顯示哪個(gè)人借了哪些書，點(diǎn)擊“還書”即可完成還書動(dòng)作。

圖2 面部識(shí)別技術(shù)和RFID技術(shù)相結(jié)合的借書流程

3.3 面部識(shí)別技術(shù)與智能檢索系統(tǒng)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)智能查詢

圖書館引入面部識(shí)別技術(shù)，除了門禁系統(tǒng)綁定了面部識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)，同時(shí)圖書館的其他管理軟件也需要升級(jí)，如在智能檢索系統(tǒng)增加接口安裝面部識(shí)別的程序和攝像頭，這樣當(dāng)讀者要查詢信息時(shí)，就可以在圖書館設(shè)在書庫(kù)的OPAC終端機(jī)來查詢，啟動(dòng)面部識(shí)別裝置后即可進(jìn)行信息檢索，既可以檢索到圖書館書庫(kù)的信息，也可以查詢讀者個(gè)人的借書情況。

3.4 面部識(shí)別在圖書館的其他應(yīng)用場(chǎng)景

為提升圖書館管理安全性和及時(shí)性，面部識(shí)別門禁產(chǎn)品還可以運(yùn)用于圖書館其他區(qū)域，如機(jī)房、采編重地、重要古籍善本室等。面部識(shí)別的身份識(shí)別功能還可以用于圖書館工作人員考勤、簽到，提高考勤效率，避免傳統(tǒng)考勤方式的漏洞;也可用于移動(dòng)終端APP下載訪問圖書館各類資源時(shí)的身份驗(yàn)證;甚至可通過手機(jī)APP預(yù)約研討室、座位等，使圖書館的管理更加人性化、智能化。

4 結(jié)語(yǔ)

面部識(shí)別技術(shù)在圖書館的應(yīng)用是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求。圖書館作為信息技術(shù)應(yīng)用前沿的行業(yè)，要把握時(shí)機(jī)，把引入面部識(shí)別技術(shù)作為提升圖書館智能化管理水平的契機(jī)，使圖書館各項(xiàng)服務(wù)功能的業(yè)務(wù)有了跨層級(jí)、跨部門的提升。面部識(shí)別的實(shí)名認(rèn)證結(jié)果會(huì)越來越多的和各項(xiàng)智能管理技術(shù)應(yīng)用結(jié)合起來，并通過互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)得以信息共享，這種“身份識(shí)別+物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展趨勢(shì)在未來將越來越廣泛。在智能化管理上，面部識(shí)別可將識(shí)別過的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)和回溯，通過大數(shù)據(jù)分析來了解讀者的行為軌跡和興趣愛好，為信息推送服務(wù)和資源建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持和依據(jù)，不斷提高圖書館管理的智能化水平。

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作者簡(jiǎn)介

王碧春（1968-），女，漢族，館員，研究方向：智慧圖書館、信息化建設(shè)等。