人臉識(shí)別技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室管理中的應(yīng)用分析

劉青林 楊益 重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院

引言：對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理來(lái)說(shuō)，主要采用的是人工管理模式，不僅需要對(duì)實(shí)驗(yàn)室的出入人員進(jìn)行登記，同時(shí)也需要核實(shí)他們的身份，不僅增加了管理人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)也無(wú)法對(duì)登記信息以及核實(shí)信息的準(zhǔn)確性進(jìn)行有效保障。而對(duì)于人臉識(shí)別技術(shù)來(lái)說(shuō)，能夠?qū)@些問(wèn)題進(jìn)行有效解決，在人臉圖像采集、檢測(cè)、對(duì)比、匹配以及認(rèn)證等的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化管理，因此需要增強(qiáng)對(duì)這種技術(shù)的重視，并對(duì)其進(jìn)行靈活運(yùn)用。

1 人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用原理

人臉識(shí)別技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中涉及到了很多設(shè)備，主要體現(xiàn)在門(mén)禁控制器、視頻攝像機(jī)、報(bào)警設(shè)備、電子門(mén)鎖、后臺(tái)主機(jī)以及RFID卡等等。其中，門(mén)禁控制器會(huì)通過(guò)低頻通信接口對(duì)RFID信息進(jìn)行搜索，在對(duì)信息進(jìn)行接收之后，會(huì)通過(guò)后臺(tái)對(duì)人像信息進(jìn)行查詢，再和視頻采集信息進(jìn)行認(rèn)證，如果認(rèn)證結(jié)果不一致，或者是出現(xiàn)了異常的情況，那么就會(huì)發(fā)出警報(bào)。并且，門(mén)禁控制器也會(huì)通過(guò)相應(yīng)程序和后臺(tái)主機(jī)進(jìn)行通信，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的報(bào)警設(shè)備以及電子門(mén)鎖等進(jìn)行控制，進(jìn)而發(fā)揮報(bào)警以及門(mén)禁等功能[1]。

2 人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用流程

當(dāng)主機(jī)對(duì)RFID信息進(jìn)行接收之后，會(huì)利用視頻攝像機(jī)采集圖像，再將圖像信息傳給后臺(tái)主機(jī)，讓后臺(tái)主機(jī)對(duì)人臉圖像進(jìn)行認(rèn)證，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)。在進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，主要是通過(guò)人臉檢測(cè)技術(shù)對(duì)視頻中的人臉圖像進(jìn)行檢測(cè)，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)人臉，那么會(huì)對(duì)人臉圖像進(jìn)行再次采集，如果發(fā)現(xiàn)了人臉圖像，那么會(huì)通過(guò)形狀匹配策略，實(shí)現(xiàn)人臉圖像和基于RFID信息認(rèn)證的人臉圖像的匹配，再結(jié)合認(rèn)證與匹配結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的報(bào)警裝置以及門(mén)鎖控制裝置等進(jìn)行有效驅(qū)動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，體現(xiàn)在下述兩個(gè)方面：

2.1 人臉檢測(cè)

第一，系統(tǒng)在接收到RFID信息之后，會(huì)對(duì)攝像頭進(jìn)行啟動(dòng)，通過(guò)攝像頭對(duì)人臉圖像進(jìn)行抓拍。在此基礎(chǔ)上生成靜態(tài)圖片；第二，通過(guò)對(duì)膚色、固定標(biāo)記、發(fā)色、物體顏色以及背景結(jié)構(gòu)等已知信息進(jìn)行有效利用，能夠從背景當(dāng)中對(duì)頭部進(jìn)行有效分離；第三，根據(jù)人體五官分布情況，能夠?qū)θ四樀拇笾路秶M(jìn)行明確；第四，可以通過(guò)灰度調(diào)整對(duì)光線變化問(wèn)題進(jìn)行解決；第五，在經(jīng)過(guò)上述步驟之后，會(huì)對(duì)人體圖像進(jìn)行獲得，并且可以將其和人臉圖像庫(kù)中的圖像進(jìn)行對(duì)比認(rèn)證。

2.2 人臉認(rèn)證

第一，通過(guò)對(duì)形狀匹配算法以及匹配策略等進(jìn)行有效運(yùn)用，可以對(duì)人臉特征點(diǎn)進(jìn)行有效獲得，主要體現(xiàn)在臉部、眉毛、嘴巴、鼻子以及眼睛等部位；第二，需要對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行合理選擇，這些基準(zhǔn)點(diǎn)主要包括下巴中點(diǎn)、右嘴角、上嘴唇中點(diǎn)、右眼角、鼻尖以及右眉角等部位，最后再計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)和其余特征點(diǎn)的夾角，進(jìn)而對(duì)角度直方圖進(jìn)行獲得；第三，在獲得直方圖的基礎(chǔ)上，可以建立一個(gè)坐標(biāo)系，并對(duì)這個(gè)坐標(biāo)系進(jìn)行合理劃分，將其劃分成若干區(qū)域，可以將人臉特征點(diǎn)落入到各個(gè)區(qū)域的個(gè)數(shù)設(shè)置成Ri(m)，其計(jì)算公式為：

Ri(m)={YjPi：Yjbin(m)}。

其中，i指的是各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)；m指的是劃分區(qū)域，P為坐標(biāo)系中心點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算，會(huì)得到一個(gè)區(qū)域矩陣，也就是說(shuō)劃分了幾個(gè)區(qū)域，就會(huì)得到幾個(gè)維度的矩陣，在人臉認(rèn)證過(guò)程中，可以將兩張人臉圖像轉(zhuǎn)化成兩個(gè)矩陣，對(duì)矩陣進(jìn)行分析計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果是一個(gè)0到1之間的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值和1越接近，那么兩張人臉圖像就越匹配[2]。

3 人臉識(shí)別技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室管理中應(yīng)用的思考

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室管理來(lái)說(shuō)，在對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，會(huì)受到相關(guān)程序、系統(tǒng)軟件以及周圍環(huán)境等的影響，其中環(huán)境主要體現(xiàn)在光線、光照、光源以及距離等方面，所以在后續(xù)的人臉識(shí)別技術(shù)研究過(guò)程中，筆者建議可以從識(shí)別程序、識(shí)別軟件以及環(huán)境影響因素等方面入手，進(jìn)而增強(qiáng)人臉識(shí)別效果，全面發(fā)揮其對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理的重要作用。

結(jié)論：總而言之，要想增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理效果、降低管理人員的工作強(qiáng)度，就必須對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)行充分運(yùn)用。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室管理人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)該對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用原理以及流程等進(jìn)行明確，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行合理運(yùn)用。對(duì)于人臉識(shí)別技術(shù)研究人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)該從識(shí)別程序、系統(tǒng)軟件以及環(huán)境影響等方面對(duì)其進(jìn)行深入研究，對(duì)其的不足之處進(jìn)行有效彌補(bǔ)，進(jìn)而全面發(fā)揮其對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要作用。