人臉識(shí)別技術(shù)在智慧校園的應(yīng)用

李嵐

摘要：現(xiàn)階段，隨著科技技術(shù)的發(fā)展，人臉識(shí)別技術(shù)已廣泛應(yīng)用在交通、公安、金融等各行業(yè)，并逐步在智慧校園中得到推廣應(yīng)用?；诖?，本文對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)在智慧校園的應(yīng)用進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：人工智能;人臉識(shí)別;智慧校園。

一、智慧校園考勤管理

1.1? 系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)

結(jié)合高校的智慧校園考勤系統(tǒng)，不難發(fā)現(xiàn)其將系統(tǒng)分為若干個(gè)功能模塊，每個(gè)模塊功能與作用都不相同。根據(jù)其分類，分為考勤系統(tǒng)和考勤客戶端，其中考勤系統(tǒng)又分為幾個(gè)不同的模塊。而本次論文研究的人臉識(shí)別系統(tǒng)，就位于這些小模塊中，每一個(gè)小模塊的作用不言而喻，缺一不可。每個(gè)模塊的管理方式都類似，運(yùn)行程序大致相似，但是內(nèi)容和主要控制地方不同，依據(jù)學(xué)校的不同需要來(lái)分別控制不同地方。

1.2? 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理，顧名思義，是對(duì)于一些基本的數(shù)據(jù)的分類和整理，針對(duì)數(shù)據(jù)的填寫做出收集，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，優(yōu)化數(shù)據(jù)的修改，便捷數(shù)據(jù)的刪除等功能。更好的服務(wù)于學(xué)校的老師、學(xué)生、以及工作管理人員的個(gè)人生活和工作，也會(huì)更加保障和維護(hù)各類人員的信息。這個(gè)模塊可以將學(xué)校的考勤記錄成功導(dǎo)入管理的系統(tǒng)，也為考勤系統(tǒng)的運(yùn)行提供了有效的信息數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前各類高校的智慧校園系統(tǒng)大都尚未搭建完成，所以都仍在探究階段，大部分院校還是在自身的教務(wù)系統(tǒng)中選課，所以應(yīng)加大這方面的研究。

1.3? 考勤信息管理

信息管理的重要性毋庸置疑，它就像人類的大腦，儲(chǔ)存著重要的記憶且不斷運(yùn)行，而考勤系統(tǒng)的信息管理模塊，它主要包括了考勤數(shù)據(jù)的查找、統(tǒng)計(jì)考勤數(shù)據(jù)等功能。這些功能為學(xué)校的工作提供了便利，更加快了學(xué)校工作的效率，學(xué)校也可以依據(jù)結(jié)果做出更加科學(xué)的方案，參照已有高校的手動(dòng)記錄考勤信息檔案，其中考勤信息有漏記或記錯(cuò)，會(huì)耽誤一周的例會(huì)工作，也大大減緩了工作效率。信息記錄包括學(xué)生的考勤、教師上班考勤、學(xué)生與教師請(qǐng)假考勤等，這些信息有助于建設(shè)更有規(guī)律的學(xué)習(xí)生活環(huán)境。

二、人臉識(shí)別技術(shù)

2.1? 基于面部幾何特征的方法

在人臉識(shí)別技術(shù)中，面部幾何特征識(shí)別人臉一般都是靠著對(duì)人臉部的器官基本特征和形狀以及各器官之間的幾何聯(lián)系來(lái)進(jìn)行的，基于人體面部幾何特征的方法相比于其他幾點(diǎn)方法要簡(jiǎn)單，且在操作上也符合人類行為模式和習(xí)慣，可以進(jìn)行快速的識(shí)別。但是在基于人體面部幾何特征的人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用中還存在著較大的弊端，因?yàn)槠錈o(wú)法詳細(xì)地識(shí)別出人臉部的特征細(xì)節(jié)，當(dāng)稍強(qiáng)光照射的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)識(shí)別不了的情況，這樣的情況也較多地出現(xiàn)于被遮擋等主管因素中，導(dǎo)致了人臉識(shí)別的識(shí)別度變差，識(shí)別能力降低，會(huì)出現(xiàn)非常大的誤差，導(dǎo)致識(shí)別失敗，甚至?xí)嬖谟凶约鹤R(shí)別到了別人的數(shù)據(jù)或者別人識(shí)別到了自己的數(shù)據(jù)的情況。

2.2? 基于模板匹配方法

基于模板匹配的方法就是利用計(jì)算模板、圖像灰度的自相關(guān)性判斷功能來(lái)進(jìn)行的，一般會(huì)將該模板的匹配方法儲(chǔ)存到靜態(tài)匹配和彈性匹配兩種形式之中。在靜態(tài)匹配方法應(yīng)用中，一般會(huì)先建立一個(gè)庫(kù)或者該人臉的模板，然后將被識(shí)別對(duì)象的圖像進(jìn)行相同的轉(zhuǎn)換，并將該模板的尺度與灰度進(jìn)行統(tǒng)一處理，將處理后的模板作為參照，到庫(kù)中去尋找相似的圖像。這種方法并不具備精準(zhǔn)性，因?yàn)閹?kù)無(wú)法實(shí)時(shí)儲(chǔ)存和變動(dòng)，也就相應(yīng)地缺乏靈活性，一旦出現(xiàn)了新的模板就無(wú)法受用，基于該情況提出了彈性匹配方法。彈性匹配是指將人臉的特征進(jìn)行檢驗(yàn)，將每一個(gè)特征的參數(shù)模型進(jìn)行記錄，并給予其可變化范圍，通常較為精確，但是該匹配方法的計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)。

2.3? 基于代數(shù)特征方法

基于代數(shù)特征方法進(jìn)行人臉識(shí)別會(huì)用到兩種分析模式。第一種為主成分分析模式，就是將人臉的圖像進(jìn)行抽象化，作為一個(gè)隨機(jī)的變量，然后利用堆疊方式轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)模型，減去均值向量后在進(jìn)行相應(yīng)的變換就可以得到人臉的特征數(shù)據(jù)模型，構(gòu)建一個(gè)向量空間，按照一定的公式投影即可。主成分分析法較為簡(jiǎn)單，且精度較高，所以現(xiàn)在的人臉識(shí)別技術(shù)一般都是采用該方法，但是其對(duì)圖像的亮度與人臉的變化較為僵硬，所以需要與第二種方法配合使用得以完善。第二種方法則是線性判別分析，就是指在多維的空間中投影成為一位特征，得到的特征向量就是人臉的特征體現(xiàn)，可以用于在識(shí)別樣本較多的情況，與主成分分析法配合使用更加高效。

2.4? 多數(shù)據(jù)融合與三維人臉識(shí)別

因?yàn)槿缃竦娜四樧R(shí)別技術(shù)已經(jīng)較為成熟，也出現(xiàn)了上述所說(shuō)的諸多識(shí)別方法，而每一種方法都有其獨(dú)特的運(yùn)行方式和使用環(huán)境特點(diǎn)，所以如何展開(kāi)一項(xiàng)集成式的人臉數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù)也是當(dāng)今該行業(yè)的發(fā)展熱門方向。三維人臉識(shí)別是比較符合真實(shí)情況中的人臉圖像的，而且三維的識(shí)別圖像也比二維的識(shí)別圖像更加真實(shí)準(zhǔn)確地將人臉的立體性表現(xiàn)出來(lái)，為人們提供更加真實(shí)的圖像，這也是目前人臉識(shí)別技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

三、人臉識(shí)別技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用

3.1? 安全防控類應(yīng)用

（1）智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。隨著學(xué)校規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，校園犯罪也逐年增多，但因犯罪的突發(fā)性和不確定性，導(dǎo)致學(xué)校監(jiān)管復(fù)雜性和難度也在加強(qiáng)，目前校園監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)里每天都產(chǎn)生和存儲(chǔ)著海量的視頻數(shù)據(jù)，但是對(duì)人臉的識(shí)別工作還停留在人工排查、人工比對(duì)的階段，若利用人臉識(shí)別技術(shù)，可針對(duì)校園內(nèi)已有的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中的人群進(jìn)行識(shí)別，自動(dòng)預(yù)警，為“平安校園”提供智能安防服務(wù)。（2）車輛管理、宿舍管理、門禁管理。由于人臉識(shí)別技術(shù)是一種主動(dòng)式采集，不需要任何行為即可采集到人員進(jìn)出校園、宿舍樓、教室、實(shí)訓(xùn)室、圖書館、體育館等場(chǎng)所時(shí)的圖像信息，從而實(shí)現(xiàn)師生、訪客進(jìn)出自動(dòng)登記;通過(guò)引入人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)進(jìn)出宿舍、教室、實(shí)訓(xùn)室的人員統(tǒng)一登記、管理，每次進(jìn)出相應(yīng)場(chǎng)所時(shí)需要經(jīng)過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別、身份確認(rèn)以及授權(quán)，實(shí)現(xiàn)門禁管理的目的。

3.2? 基礎(chǔ)業(yè)務(wù)應(yīng)用

（1）注冊(cè)管理類。新生、新員工在報(bào)到時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)相機(jī)采集師生多角度多表情的照片，并錄入基本身份信息，補(bǔ)充校園基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，為其他業(yè)務(wù)平臺(tái)提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。（2）業(yè)務(wù)辦理類。通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)，可以快速識(shí)別用戶身份，因此，當(dāng)師生利用智慧校園的統(tǒng)一門戶進(jìn)行登錄時(shí)，只需要借助人臉識(shí)別系統(tǒng)的采集平臺(tái)（攝像頭或者手機(jī)端）刷臉即可登錄門戶查看、瀏覽門戶。而在辦理各類申請(qǐng)、或者須經(jīng)本人審核確認(rèn)的各類業(yè)務(wù)時(shí)，通過(guò)二次刷臉授權(quán)并通過(guò)相關(guān)業(yè)務(wù)。對(duì)于其他未納入統(tǒng)一門戶的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，也可以通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行身份識(shí)別驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)無(wú)卡登陸。（3）使用登記管理類。在校園中的所有圖書、設(shè)備、教室、場(chǎng)地等，都可以采用人臉識(shí)別系統(tǒng)快速采集、識(shí)別并記錄使用人信息，通過(guò)匹配授權(quán)信息，獲得相應(yīng)的使用權(quán)限以及使用記錄。

3.3? 消費(fèi)支付應(yīng)用

（1）常規(guī)小額支付。師生在校園中的食堂、商店、用水等場(chǎng)所，當(dāng)前主要采用的消費(fèi)模式為“校園一卡通”的方式，在如早餐、中餐、晚餐這三餐高峰時(shí)間段期間，人流密集，交易量大，刷卡或者手機(jī)支付均無(wú)法滿足師生對(duì)移動(dòng)支付便捷性的需求。因此可以對(duì)小額消費(fèi)采用人臉識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)卡消費(fèi)，提高支付效率和支付的便捷性。（2）大額度支付。師生在支付學(xué)費(fèi)、話費(fèi)、購(gòu)買大額度物品時(shí)，大額消費(fèi)業(yè)務(wù)則通過(guò)人臉識(shí)別以及密碼等其他授權(quán)方式進(jìn)行交叉驗(yàn)證，防范支付風(fēng)險(xiǎn)。

四、結(jié)語(yǔ)

人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，為智慧校園的建設(shè)帶來(lái)了極大的便利，也方便了師生們的生活，隨著學(xué)習(xí)與生活情境的不斷更新，人臉識(shí)別技術(shù)在高校的應(yīng)用逐漸成為現(xiàn)實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]?? 劉樹飛.人臉識(shí)別技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用探析[J].通訊世界，2019，26（09）：44-45.