基于人臉識別的智能樓宇控制系統(tǒng)研究

李育鋒

[摘? ? 要]當(dāng)前，建筑的智能化建設(shè)趨勢越來越明顯，生物特征識別技術(shù)在智能樓宇建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，采用支持人臉識別的系統(tǒng)成為樓宇智能化建設(shè)的一個重要方向。人臉識別作為生物特征識別技術(shù)中較為成熟的技術(shù)之一，近幾年應(yīng)用較為廣泛。其通過捕捉人臉信息，進(jìn)行特征庫的對比驗證，準(zhǔn)確獲知人員屬性、行為特征，完成特定人員身份驗證，使得樓宇智能化控制更高效、更具人性化特征。文章主要對人臉識別下的智能樓宇控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，在論述智能人臉識別技術(shù)的基礎(chǔ)上就其在智能樓宇中的應(yīng)用進(jìn)行探討，以指導(dǎo)人臉識別技術(shù)支持下的智能樓宇的科學(xué)化控制與科技化發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]智能樓宇;人臉識別;控制系統(tǒng);研究

[中圖分類號]TP391.41 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–00–02

Research on Intelligent Building Control System Based on Face Recognition

Li Yu-feng

[Abstract]At present， the construction of building intelligence is becoming more and more obvious. Biometrics technology plays an important role in the construction of intelligent buildings. The use of face recognition system has become an important direction of building intelligent construction. As one of the more mature techniques in biometric recognition， face recognition has been widely used in recent years. By capturing face information， comparing and verifying the feature library， it can accurately know the attributes and behavior characteristics of the personnel， and complete the authentication of the specific personnel， which makes the intelligent control of buildings more efficient and humanized. This paper mainly studies the intelligent building control system under face recognition， and discusses its application in intelligent building on the basis of discussing intelligent face recognition technology. In order to guide the scientific control and scientific development of intelligent building supported by face recognition technology.

[Keywords]intelligent building; face recognition; control system; research

1 人臉識別技術(shù)概述

人臉識別技術(shù)是當(dāng)前生物特征識別技術(shù)的一種，對比其他生物識別技術(shù)，其最大的優(yōu)勢在于非接觸性、非侵?jǐn)_性、采集快速性和強(qiáng)大的對外擴(kuò)展性，人臉識別系統(tǒng)也有既定的人臉信息識別分析流程，見圖1。人臉識別技術(shù)的發(fā)展經(jīng)過了機(jī)械識別階段、半自動化識別階段，再到非接觸式識別階段，其應(yīng)用更加成熟，性能發(fā)揮更穩(wěn)定，實現(xiàn)了公共安全、信息安全，商業(yè)企業(yè)等建筑領(lǐng)域的智能化應(yīng)用。其作為現(xiàn)代智能樓宇建設(shè)的重要內(nèi)容，輔助進(jìn)行高效精準(zhǔn)的人臉識別，創(chuàng)建便捷的安全的樓宇環(huán)境，也實現(xiàn)了樓宇的綜合性與集約化管理，實現(xiàn)樓宇各子系統(tǒng)深度打通，以人臉識別技術(shù)與智能樓宇的深層次連接，實現(xiàn)了智能樓宇的智能化管理、服務(wù)與運(yùn)維。

2 人臉識別系統(tǒng)的基本構(gòu)成

人臉識別系統(tǒng)主要由注冊和識別兩大功能模塊構(gòu)成。其中注冊模塊主要以靜態(tài)方式獲取人臉部圖像，建構(gòu)人臉識別庫。而識別模塊則借助前端人臉抓拍單元、臉譜人臉識別服務(wù)器、管理平臺設(shè)備等完成人臉基礎(chǔ)信息的獲取。其中前端人臉抓拍單元中設(shè)置有智能分析算法，可以自動捕獲進(jìn)出人員的人臉信息，支持抓拍與跟蹤拍攝，且將抓拍到的人臉信息上傳到人臉識別服務(wù)器。人臉識別服務(wù)器在接收到人臉信息后，進(jìn)行核心屬性的提取與分析，通過人臉建模，與黑名單數(shù)據(jù)庫中的人員信息進(jìn)行一一比對。而管理平臺則負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)備的管理、黑名單的管理及報警設(shè)置，其具備信息分析、存儲及管理諸多功能，由此實現(xiàn)了人臉檢索的一對一比對，最終借助與其他系統(tǒng)的聯(lián)動，達(dá)到樓宇智能控制的目的。其主要的聯(lián)動設(shè)備又速通門閘機(jī)、門禁一卡通、消費管理設(shè)備等。隨著人臉識別技術(shù)的成熟化發(fā)展，其支持人臉的精確檢測，可以確定圖像中人臉的確切位置和具體大小，實現(xiàn)圖像中人臉的準(zhǔn)確剝離。其支持人臉校準(zhǔn)，可以找出人臉的主要面部特征點，諸如鼻子、鼻孔、瞳仁等。最核心的是支持人臉建模，以特征點定位算法找出人臉部的各個特征點的位置，算法根據(jù)特征點的位置進(jìn)行人臉大小的歸一化處理。其不僅支持人體屬性的識別，也支持活體識別，能正確識別人的年齡范圍、性別、是否佩戴眼鏡、是否佩戴面具等。

3 人臉識別在智能樓宇中的具體應(yīng)用

3.1 在出入管理中的應(yīng)用

借助人臉識別技術(shù)與視頻門禁系統(tǒng)的聯(lián)動，可以對進(jìn)出樓宇的人員出入進(jìn)行管理。將人臉識別視頻門禁系統(tǒng)裝配在智能樓宇的各個出入口，借助后臺系統(tǒng)可以實現(xiàn)對全部視頻門禁系統(tǒng)的統(tǒng)一化管控。當(dāng)系統(tǒng)捕捉到人臉信息后，其自動將捕捉到的人臉信息與系統(tǒng)中已注冊的人臉信息進(jìn)行對比，比對通過的人員可以直接通過刷臉進(jìn)出通道，而外來訪客則因為識別失敗被拒絕放行。而外來訪客也可以提前預(yù)約登記，將個人照片上傳到預(yù)約平臺系統(tǒng)中，在后臺管理員批準(zhǔn)后也支持刷臉進(jìn)入樓宇。人員在通行的過程中，系統(tǒng)可以自動識別人員的具體信息，抓拍人臉圖像，了解其身份信息，準(zhǔn)確記錄其出入時間、位置等。將人臉識別技術(shù)應(yīng)用于智能樓宇的出入口管理，節(jié)省了人員身份的核驗時間，也使得對外來人員的管理更有序。

3.2 在樓宇安防中的應(yīng)用

智能樓宇也十分注重安全建設(shè)，而人臉識別技術(shù)在樓宇的智能安防中發(fā)揮實效。其支持關(guān)鍵區(qū)域的巡查、人員軌跡的跟蹤鎖定及自動報警，實現(xiàn)了樓宇高效化的精準(zhǔn)安全檢查與巡視。在樓宇內(nèi)布放智能攝像機(jī)，通過對重點區(qū)域人員進(jìn)行識別與統(tǒng)計、分析與記錄比對，可以捕捉到可疑人員，了解其可疑行徑。人臉識別系統(tǒng)會對樓宇的每層樓進(jìn)出人員進(jìn)行視頻研判，支持人群性別的統(tǒng)計、數(shù)量的統(tǒng)計、周期內(nèi)流量的統(tǒng)計等，且當(dāng)前的人臉識別技術(shù)聯(lián)同自動巡檢機(jī)器人，彌補(bǔ)了固定攝像頭無法單點移動、方位變換的不足，樓宇的安防效果更突出。

3.3 在特殊人群關(guān)照中的應(yīng)用

人臉識別技術(shù)在智能樓宇中的應(yīng)用價值也體現(xiàn)在特殊人群關(guān)照中。當(dāng)前樓宇中不乏一些孤寡老人、殘障人士，需要特別關(guān)照，而智能樓宇建設(shè)則需要充分加強(qiáng)人文關(guān)懷，做好這些特殊群體的人文關(guān)懷和幫助。人臉識別系統(tǒng)可以準(zhǔn)確捕捉到特殊人群，自動提醒工作人員特殊關(guān)照。例如，如果人臉識別系統(tǒng)檢測到某特殊人群（孤寡老人、殘障人士等）長時間沒有出入的影像記錄，則系統(tǒng)會顯示并提醒管理人員前去查看，以防其發(fā)生意外，及時救助。人臉識別系統(tǒng)融入了人員行為分析算法，可以分析出樓宇人員的突發(fā)情況，并在第一時間內(nèi)預(yù)警提示，例如人員暈倒，在檢測到異常情況后系統(tǒng)會自動報警，提醒保安和管理人員及時處理，防止事件的惡性發(fā)展，而這種對特殊人群的人性化關(guān)照是借助非接觸式人臉識別技術(shù)完成的，其使得樓宇管理不僅智能化，且充滿人情味。

3.4 在人員打卡簽到中的應(yīng)用

在人員考勤場景中將人臉識別系統(tǒng)與考勤系統(tǒng)聯(lián)系起來，支持人員的打卡簽到管理。員工在上下班時通過人臉識別考勤機(jī)的識別區(qū)域時，其會自動識別員工姓名，并儲存其當(dāng)日的考勤記錄。這種智能化的考勤管理解決了傳統(tǒng)會議簽到無法實現(xiàn)短時內(nèi)大流量簽到的困擾，讓早高峰、晚高峰的簽到也更快速。在具體的場景使用中，人臉識別技術(shù)將人臉圖像與人員庫內(nèi)的人像特征模板進(jìn)行對比，快速識別并打卡記錄，其也支持遠(yuǎn)距離簽到和多人同時簽到，能有效適應(yīng)多種復(fù)雜場景，使簽到效率更高。

3.5 在物品存取管理中的應(yīng)用

當(dāng)前樓宇管理中也常常會遇到物品存放管理的問題，借助人臉識別技術(shù)使得物品存取更方便。在智慧樓宇中人臉識別系統(tǒng)會對物品存取柜開放驗證接口，用戶可以自主操作完成物品的寄存，只要掃描用戶信息、物品信息就可以有效驗證，完成物品的存取。其主要匹配的信息是存放人員登錄的姓名、手機(jī)號等，甚至支持刷臉付費。正是因為人臉識別技術(shù)與物品存取系統(tǒng)的智能化組合，不僅縮短了存取時間，也防止出現(xiàn)冒領(lǐng)他人物品的不良行為，使得樓宇的物品存取管理更高效。

4 人臉識別技術(shù)應(yīng)用的信息安全關(guān)注

人臉識別技術(shù)提取的人臉信息具有生物學(xué)的唯一性，在帶來諸多便利的同時，也引發(fā)人們對信息安全的擔(dān)憂。人臉識別涉及的個人隱私信息，若使用不當(dāng)或者安全防護(hù)不到位，可能會給不法分子可乘之機(jī)，引發(fā)個人信息泄露等問題。因此必須加大對人臉識別技術(shù)的信息安全建設(shè)關(guān)注。

在智能化建設(shè)階段，應(yīng)依據(jù)國家信息安全的相關(guān)要求及信息安全等級保護(hù)有關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)，對信息系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，通過組織開展信息安全等級保護(hù)測評工作，落實等級保護(hù)制度的各項要求，掌握信息系統(tǒng)存在的各種安全隱患及風(fēng)險，指導(dǎo)開展信息安全建設(shè)工作，使信息系統(tǒng)安全管理水平明顯提高，安全防范能力明顯增強(qiáng)，安全隱患和安全事故明顯減少，有效保障信息化建設(shè)健康發(fā)展，維護(hù)國家安全、社會秩序和公共利益。另一方面使用者必須加大安全防范意識，自覺保護(hù)好個人隱私，且加強(qiáng)自律，規(guī)范使用人臉識別智能系統(tǒng)，構(gòu)建良好的社會氛圍。

5 結(jié)語

綜合來說，人臉識別技術(shù)作為一種有效的且應(yīng)用成熟的生物特征識別技術(shù)，其可以做到信息的迅速采集與科學(xué)識別，能在對比分析中發(fā)現(xiàn)異常情況，積極預(yù)警提示。其在智能樓宇建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，支持樓宇管理的多場景應(yīng)用。隨著智能樓宇建設(shè)進(jìn)程的加快，人臉識別技術(shù)的應(yīng)用拓展也取得理想成果，其與智能樓宇建設(shè)融合，配合大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能化處理技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等，在智能樓宇建設(shè)和智慧城市建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。其未來發(fā)展前景將更加光明，對應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛，屆時人們將享受到更多的智能化應(yīng)用成果。

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