人臉識(shí)別技術(shù)在博物館安防管理中的具體運(yùn)用

摘要：因旅游業(yè)的發(fā)展以及公眾文化意識(shí)的增強(qiáng)，博物館參觀人數(shù)逐漸增多，人員結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，這為安防管理工作的開(kāi)展帶來(lái)了挑戰(zhàn)，而傳統(tǒng)安防監(jiān)控系統(tǒng)已無(wú)法跟上時(shí)代發(fā)展步伐，人臉識(shí)別技術(shù)屬于新型智能化技術(shù)在博物館的應(yīng)用能夠滿足安防管理需要，利于智慧型博物館建構(gòu)。那么人臉識(shí)別技術(shù)在博物館安防管理中的具體應(yīng)用體現(xiàn)在哪些方面呢？本文結(jié)合實(shí)際展開(kāi)簡(jiǎn)要總結(jié)。

關(guān)鍵詞：人臉識(shí)別技術(shù);博物館安防管理;應(yīng)用

人臉識(shí)別即結(jié)合人的面部特征展開(kāi)身份識(shí)別的技術(shù)。人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)即不易察覺(jué)、不易仿冒、識(shí)別速度快，在公安照片對(duì)比系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)等均得到了大力應(yīng)用。

文物屬于一個(gè)國(guó)家、民族歷史的見(jiàn)證，博物館屬于珍貴歷史文物存放與陳列的主要場(chǎng)所，強(qiáng)化博物館安防管理在加強(qiáng)文物保護(hù)中有積極意義。通常情況下人臉識(shí)別技術(shù)使用的最佳拍攝間距是1.2—2.5米，不過(guò)因博物館為開(kāi)放場(chǎng)所，不便要求每一位參觀者均主動(dòng)進(jìn)行人臉識(shí)別與采集，外加人臉大小區(qū)別明顯，故而動(dòng)態(tài)性的非配合采集會(huì)導(dǎo)致人臉表情隨意性明顯，圖像質(zhì)量偏低，若參觀者以墨鏡、口罩與頭發(fā)等方式進(jìn)行了人臉遮擋，根本就無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行人臉識(shí)別。故而本文結(jié)合實(shí)際給出了一種視頻人臉預(yù)警與檢索系統(tǒng)，該系統(tǒng)在人臉識(shí)別、實(shí)時(shí)監(jiān)控與準(zhǔn)確分析等方面的功能都較強(qiáng)大，可快速發(fā)展可疑人物的辨識(shí)，為博物館安防管理提供參考，保障文物安全性。

一、人臉識(shí)別技術(shù)概述

人臉識(shí)別技術(shù)主要是針對(duì)人的面部特征，根據(jù)所輸入的人臉圖像或視頻，明確是否存在人臉，若人臉出現(xiàn)則進(jìn)一步給出各人臉的位置、大小與不同面部器官的位置信息，再依照這些信息對(duì)每個(gè)人臉?biāo)婕暗纳矸萏卣鬟M(jìn)行提取，將其和已知人臉展開(kāi)比對(duì)進(jìn)而識(shí)別人臉的身份。站在廣義視角分析人臉識(shí)別即人臉識(shí)別系統(tǒng)建構(gòu)的一系列技術(shù)（如人臉定位、身份查找等）;站在狹義視角分析人臉識(shí)別即經(jīng)人臉展開(kāi)身份確認(rèn)或身份信息查找的系統(tǒng)或技術(shù)。

二、博物館視頻人臉預(yù)警與檢索系統(tǒng)在博物館安防管理中的應(yīng)用

（一）人臉識(shí)別技術(shù)在博物館安防管理中的應(yīng)用

一旦博物館出現(xiàn)盜竊案，傳統(tǒng)安防監(jiān)控系統(tǒng)取證不得不對(duì)當(dāng)天錄像記錄進(jìn)行回放來(lái)找尋相關(guān)信息，這一事后追蹤舉措的使用存在被動(dòng)性，可能無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確掌握當(dāng)時(shí)情況，達(dá)到及時(shí)阻止的效果。博物館中展示與陳列的都是極具保存價(jià)值的珍貴文物，一旦丟失或遭受損毀帶來(lái)的損失相當(dāng)大，故而做好安防管理并通過(guò)有效手段來(lái)做好事前預(yù)警相當(dāng)關(guān)鍵。而盜賊要一次就將文物成功盜走并非易事，通常需進(jìn)行多次踩點(diǎn)，而人臉識(shí)別技術(shù)的使用能夠抓拍與采集進(jìn)入博物館每一位參觀者的面部信息，經(jīng)人臉識(shí)別快速判定出可疑人員并給出預(yù)警。那么人臉識(shí)別技術(shù)使用時(shí)化被動(dòng)為主動(dòng)的流程是怎樣的呢？即：參觀者進(jìn)入博物館，從安檢門(mén)經(jīng)過(guò)時(shí)則觸發(fā)人臉識(shí)別攝像機(jī)取像系統(tǒng)得到人臉信息。典型的如高清數(shù)字超寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)通常進(jìn)行3個(gè)方位設(shè)置，能夠采集各方位人臉圖像信息或一張半身照，經(jīng)一系列運(yùn)算后信息管理平臺(tái)則將收集到的信息保存至平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，若再次從安檢門(mén)經(jīng)過(guò)時(shí)攝像機(jī)又會(huì)將上次操作流程進(jìn)行重復(fù)，且經(jīng)圖像查重比對(duì)系統(tǒng)將人臉入館次數(shù)進(jìn)行篩選保存到二次庫(kù)且根據(jù)具體情況為相關(guān)人員給出警示，并把該人員的照片等相關(guān)信息調(diào)出。

（二）基于人臉識(shí)別技術(shù)的視頻人臉預(yù)警與檢索系統(tǒng)在博物館安防管理的應(yīng)用

該系統(tǒng)在具體應(yīng)用時(shí)能夠?qū)M(jìn)入博物館的人員展開(kāi)人臉采集操作，提取并對(duì)比人臉特征，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)30天內(nèi)第二次參觀者的相關(guān)人臉特征進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，在參觀人員第三次進(jìn)館后系統(tǒng)則會(huì)將三次參觀者的人臉特征給予顯示，并且對(duì)預(yù)警人員前兩次進(jìn)館的對(duì)應(yīng)信息展開(kāi)自動(dòng)檢索與記錄，和公安機(jī)關(guān)與部門(mén)黑名單人員作價(jià)值特征比較，完成對(duì)部分犯罪嫌疑人或踩點(diǎn)者的自動(dòng)檢索與篩選，并經(jīng)系統(tǒng)平臺(tái)完成預(yù)警提醒相關(guān)安全人員對(duì)其加強(qiáng)管理。

此處所提及的系統(tǒng)具體組成包括四方面，分別為數(shù)據(jù)資源層、基礎(chǔ)設(shè)施層、服務(wù)渠道層與應(yīng)用層，同時(shí)具備人臉采集、存儲(chǔ)、查重對(duì)比、預(yù)警、視頻檢索、信息發(fā)布與集成管理等各項(xiàng)子系統(tǒng)，而子系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)所發(fā)揮的作用為：

1.視頻人臉采集子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)依靠多項(xiàng)技術(shù)（如人臉檢測(cè)技術(shù)、圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)、姿態(tài)評(píng)估技術(shù)）來(lái)對(duì)人臉數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行分析，得到最適宜的人臉圖像數(shù)據(jù)。

2.人臉存儲(chǔ)子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)在具體應(yīng)用時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)形式來(lái)保存所收集的人臉圖像與對(duì)應(yīng)模板，故而該系統(tǒng)的基本構(gòu)成為：30天人臉庫(kù)（即30天里人臉聚類(lèi)庫(kù)信息匯集）、當(dāng)日聚類(lèi)庫(kù)、黑名單庫(kù)與二次人臉庫(kù)（30天內(nèi)系統(tǒng)所查詢到的二次出現(xiàn)的人臉圖像與對(duì)應(yīng)特征模板）等;而當(dāng)日聚類(lèi)庫(kù)實(shí)質(zhì)即對(duì)博物館當(dāng)天不同攝像機(jī)所采集的人臉信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并人臉聚類(lèi)后形成當(dāng)天進(jìn)入博物館的人員人臉圖像與對(duì)應(yīng)特征模板;黑名單庫(kù)即銀行、公安機(jī)關(guān)等公開(kāi)的黑名單人員人臉特征信息。

3.人臉查重比對(duì)子系統(tǒng)

人臉查重比對(duì)子系統(tǒng)即在具體應(yīng)用里借助人臉識(shí)別技術(shù)來(lái)完成當(dāng)天的人臉聚與人臉信息的二次查重，30天人臉信息庫(kù)為人臉二次查重的比對(duì)源，系統(tǒng)自動(dòng)將當(dāng)日人臉信息數(shù)據(jù)庫(kù)和30天人臉信息庫(kù)的各類(lèi)特征模塊展開(kāi)比對(duì)，在條件相符的情況下則被自動(dòng)認(rèn)定成人臉的二次出現(xiàn)。

4.人臉預(yù)警子系統(tǒng)

人臉預(yù)警子系統(tǒng)即在具體應(yīng)用過(guò)程里借助人臉識(shí)別技術(shù)展開(kāi)身份驗(yàn)證，以黑名單庫(kù)與二次人臉庫(kù)作為比對(duì)源，若與系統(tǒng)預(yù)警閡值相比，相似度更高，子系統(tǒng)則會(huì)有對(duì)應(yīng)的預(yù)警提示并將預(yù)警人員圖像與相關(guān)信息給予顯示。

（三）博物館視頻人臉預(yù)警與檢索系統(tǒng)研發(fā)特點(diǎn)

第一，人臉識(shí)別主要是經(jīng)給定的人臉圖像與計(jì)算機(jī)內(nèi)部保存的M個(gè)人臉圖像展開(kāi)一一比對(duì)，結(jié)合所給定的對(duì)應(yīng)圖像相似度展開(kāi)排序，并將相關(guān)輸入人臉身份信息等進(jìn)行顯示，即1：M布控模式（M為固定值）。30天人臉識(shí)別系統(tǒng)能夠?qū)σ曨l信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集，采取的是N：M動(dòng)態(tài)檢測(cè)識(shí)別模式，該模式的使用讓系統(tǒng)識(shí)別性能大大提升。

第二，本系統(tǒng)主要采取的是遠(yuǎn)距離人臉信息數(shù)據(jù)采集方式，能夠?qū)?米范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，同時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)與場(chǎng)景內(nèi)光照環(huán)境改造相互聯(lián)合的模式使得因光照而導(dǎo)致采集質(zhì)量偏低的問(wèn)題得到解決，如此即可在自然狀態(tài)下經(jīng)可見(jiàn)光完成對(duì)應(yīng)人臉圖像信息的獲得。

第三，若要要求進(jìn)入博物館參觀的每一位人員均配合信息采集是不可能做到的，那么就需注重非配合被動(dòng)采集方式的使用，使人臉?biāo)叫D(zhuǎn)問(wèn)題得到解決，也就是在具體應(yīng)用中從多角度完成信息采集，依靠多攝像機(jī)同步采集形式來(lái)采集人的正臉信息，確保所采集的圖像信息更有效。

第四，為解決進(jìn)入博物館的參觀者以墨鏡、口罩與頭發(fā)等方式將人臉遮擋，系統(tǒng)主要用到了多機(jī)位采集模式讓人臉俯仰而導(dǎo)致信息采集不到位的情況得到彌補(bǔ)，即在博物館內(nèi)通過(guò)將攝像機(jī)高掛與低置聯(lián)合的形式進(jìn)行機(jī)位設(shè)置，并通過(guò)安裝于X光安檢機(jī)的隱性攝像機(jī)進(jìn)行人臉正面采集，即便是人臉低頭或戴帽也可達(dá)到人臉信息采集的目的。

（四）系統(tǒng)測(cè)試

此次測(cè)試所選50名人員身高在1.6—1.9米間，測(cè)試期間50名對(duì)象穿插于進(jìn)入博物館參觀的人群里，對(duì)其行進(jìn)速度、姿態(tài)與安檢行為進(jìn)行測(cè)試（排除跑跳、下蹲等異常行為），測(cè)試前進(jìn)行50條樣本數(shù)據(jù)布控（黑名單與二次庫(kù)分別為25條），測(cè)試時(shí)間是9：00—16：00，得出表1中的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)相較于單攝像頭，多角度人臉采集使得人臉以及有效建模率大大提升，這樣就使采集圖像質(zhì)量更有保證，實(shí)現(xiàn)博物館文物安全性的維護(hù)。

通過(guò)下面表2里的數(shù)據(jù)結(jié)果能夠看出視頻人臉預(yù)警與檢索系統(tǒng)在博物館的使用誤報(bào)率非常低，識(shí)別準(zhǔn)確率較高，這也充分說(shuō)明人臉識(shí)別技術(shù)在博物館安防管理中非常適用，可保障文物安全性。

現(xiàn)今人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)博物館安防管理工作中的時(shí)間較短，各方面研究仍處于探索階段。在2016年前針對(duì)這方面的研究主要偏向于人臉識(shí)別技術(shù)原理以及應(yīng)用前景等相關(guān)內(nèi)容的分析，不過(guò)在2018年后針對(duì)這方面的研究主要是致力于人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用和普及，而本文中人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的研究成果希望能為相關(guān)研究人員提供參考。

（作者簡(jiǎn)介：蘇源，單位：甘肅省平?jīng)鍪胁┪镳^）

參考文獻(xiàn)

1.賴祥《智能視頻監(jiān)控中人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展》[J]，《通訊世界》，2019（06）：P46-47。

2.劉依林、周淦釧、周恒銳《人臉識(shí)別技術(shù)在治安管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析》[J]，《無(wú)線互聯(lián)科技》，2019（11）：P133-134。

3.鄭華昌《人臉識(shí)別技術(shù)在智慧城市公共服務(wù)中的應(yīng)用研究》[J]，《現(xiàn)代信息科技》，2019（05）：P172-173，P176。