人臉識別技術(shù)在高校智慧圖書館建設(shè)中的應(yīng)用研究

耿雅玲，袁申，徐向陽

（1.西安外國語大學(xué)圖書館，陜西西安 710128；2.陜西師范大學(xué)圖書館，陜西西安 710119；3.海軍某部，山東煙臺 264000）

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等技術(shù)突飛猛進地發(fā)展成熟，人臉識別技術(shù)，作為人工智能應(yīng)用于實體經(jīng)濟體系的具體實踐，越來越備受關(guān)注并得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。自2017年黨的十九大首次提出“人工智能”，2022年黨的二十大報告也再次強調(diào)人工智能這一科技重要發(fā)展力量，它不僅給用戶帶來了新鮮的體驗感受，還給實體經(jīng)濟的發(fā)展帶來了諸多便利[1]。

人臉識別，是一種以人臉圖像中的特征信息進行身份比對從而識別的生物識別技術(shù)。它的工作機制是：首先使用攝像頭或照相機對人像進行捕捉采集，然后利用計算機圖像處理技術(shù)對人像進行處理，最后再與人臉庫中儲存的人像特征信息進行比對識別。隨著人臉識別技術(shù)在日常生活與工作中的頻繁應(yīng)用，“刷臉”已成為當(dāng)今社會的熱門詞匯，如刷臉辦理政務(wù)、刷臉支付、刷臉進入候車室、實驗室、宿舍等。高校圖書館作為信息服務(wù)型機構(gòu)，也逐漸注意到人臉識別的應(yīng)用優(yōu)勢，并將人臉識別技術(shù)應(yīng)用到圖書館的日常管理和服務(wù)系統(tǒng)中，以促成傳統(tǒng)圖書館向智慧圖書館的成功轉(zhuǎn)型。

文章首先對人臉識別的優(yōu)勢進行了具體化調(diào)研和分析，然后提出將傳統(tǒng)刷卡門禁系統(tǒng)與人臉識別相融合、校園卡自助借還系統(tǒng)與人臉識別相融合，達到精準快速識別讀者身份的目的，以提高圖書館的日常安全管理和服務(wù)水平，確保館內(nèi)重要圖書資料的保存和借閱。進而，筆者對高校建設(shè)智慧圖書館時應(yīng)用這一技術(shù)的策略進行了分析和思考：只要能做到科學(xué)引進新技術(shù)、采買新設(shè)備，不僅可以減輕圖書館的財政壓力，也能給讀者提供更多的新服務(wù)，提升圖書館在全校職能部門中的價值體現(xiàn)。

1 人臉識別技術(shù)在智慧圖書館中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

目前，我國圖書館界關(guān)于探討人臉識別技術(shù)在圖書館中的應(yīng)用文獻較少，截至2023年2月28日，筆者在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中，以人臉識別技術(shù)與圖書館兩個關(guān)鍵詞進行高級檢索，共搜到相關(guān)論文78篇。從發(fā)表的期刊類別來看，其中發(fā)表于圖書館相關(guān)期刊25篇，發(fā)表于大學(xué)學(xué)報、電子、信息、科技或管理類期刊53篇；從發(fā)表時間來看，2022年共計發(fā)表7篇，2021年共計發(fā)表16篇，2020年共計發(fā)表13篇，2019年共計發(fā)表16篇，2018年共計發(fā)表16篇，2008—2017年共計發(fā)表11 篇；從所發(fā)表文章的研究方向來看，主要有人臉識別在圖書館的應(yīng)用與思考[2]、人工智能時代圖書館服務(wù)模式的變革研究[3]、人臉識別系統(tǒng)的隱私保護研究[4]和人臉識別系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[5]等。

通過分析文獻，早期的文章主要是對人臉識別技術(shù)的實現(xiàn)進行了一定的探究，并對其應(yīng)用前景進行了初步構(gòu)想。后期的文章主要基于人臉識別技術(shù)在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，研究其在智慧型圖書館中的應(yīng)用實踐。

2 人臉識別技術(shù)在智慧圖書館中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 生物識別技術(shù)的性能對比

隨著社會的進步和技術(shù)的發(fā)展，生物識別技術(shù)逐漸為大家所用，其在很多領(lǐng)域都得到了很好的應(yīng)用，特別是在身份檢測識別這一安全性問題中。生物識別技術(shù)是指利用計算機與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計學(xué)原理等高科技手段和理論知識的密切結(jié)合，通過對人體的人臉、虹膜、指紋、DNA 等生物特征和聲音語態(tài)、書寫筆跡、行走步態(tài)等行為特征來進行個人身份檢測識別的方式。在實際應(yīng)用中，基本上都會選擇不易被復(fù)制的生物特征作為進行身份檢測識別的主要依據(jù)，如人臉、虹膜、指紋、DNA，通過這些生物特征識別的方式更具有安全性、保密性和高效性。但生物特征提取往往需要專業(yè)的機器支撐，其中機器的成本問題是高校引進生物識別技術(shù)的重要考慮因素之一，同時，因高校人員復(fù)雜且數(shù)量龐大，特征采集的方便程度也是極為重點的一個考查因素。表1是對人們使用廣泛的四種生物識別技術(shù)性能的對比。

表1 四種生物識別技術(shù)性能對比

通過對人臉識別技術(shù)和其他三種識別技術(shù)的對比發(fā)現(xiàn)，虹膜識別技術(shù)和DNA 識別技術(shù)成本比較高，且存在采集相對不便利、識別速度慢和不好推廣、可實現(xiàn)性低等缺點；指紋識別技術(shù)存在易被復(fù)制的安全問題，且其他性能比較并不突出等缺點，綜上所述，人臉識別技術(shù)較前三種識別技術(shù)有較為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.2 人臉識別技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

與虹膜、指紋和DNA 識別技術(shù)相比，人臉識別技術(shù)有較為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，如機器成本低、可實現(xiàn)性高、識別速度快、好推廣等優(yōu)點。在以往圖書館的智能驗證系統(tǒng)中，還有校園卡刷卡認證較為常用，高校師生通過刷卡進行身份比對和識別。通常來說，校園卡采用的技術(shù)是RFID 技術(shù)，它的工作原理是當(dāng)校園卡靠近讀卡器感應(yīng)天線時，標(biāo)簽進入閱讀器，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的師生信息，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)的比對，從而反饋識別結(jié)果。表2 是對人臉識別技術(shù)和RFID 技術(shù)對應(yīng)的刷卡和刷臉兩種認證方式進行了多方面性能對比。

表2 兩種認證方式的比較

通過對刷卡和刷臉兩種認證方式的對比發(fā)現(xiàn)，刷卡認證存在易被復(fù)制、安全性低等缺點，且需要隨時攜帶校園卡。若出現(xiàn)校園卡丟失、被盜或被復(fù)刻，不法分子趁機進入圖書館，將給高校圖書館帶來巨大安全隱患。

綜上，人臉識別技術(shù)是高校圖書館走向智慧化轉(zhuǎn)型的必然需求，在圖書館的各項業(yè)務(wù)系統(tǒng)中有非常廣闊的應(yīng)用前景。

3 人臉識別技術(shù)在高校智慧圖書館建設(shè)中的實踐

3.1 圖書館人臉識別門禁系統(tǒng)

圖書館作為教師和學(xué)生課后線下重要的學(xué)習(xí)活動場地，為教師和學(xué)生提供了豐富的教學(xué)資源，各項圖書服務(wù)也日益完善，更好地保障和輔助了師生的教學(xué)活動，但圖書館的服務(wù)提升，也伴隨著日益增多的人員流動、人員進出管理的問題日趨突出，比如，以校園卡為媒介的傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)，只要有校園卡就可以隨意出入和借閱書籍，如果有師生將校園卡不慎丟失，將給師生的信息安全以及館內(nèi)人員安全帶來很大的安全隱患。而人臉識別技術(shù)因其一一對應(yīng)的安全性和隨時可用的便利性，在交通運輸、商場購物、手機應(yīng)用等領(lǐng)域被廣泛使用，且因現(xiàn)有技術(shù)較為成熟，可為高校圖書館門禁系統(tǒng)提供較好的參考，能有效地從根本上解決目前圖書館存在的人員出入管理問題。以西安外國語大學(xué)為例，其人臉識別門禁系統(tǒng)工作圖如圖1所示：

圖1 人臉識別門禁系統(tǒng)工作圖

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，自2017年開始，海南大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、海南大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國計量大學(xué)、天津大學(xué)、西安外國語大學(xué)等高校的圖書館都已在保留原有傳統(tǒng)的校園卡門禁系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了刷臉進出館方式，師生普遍對刷臉進出館使用次數(shù)更高，相對于刷卡進館方式，人臉識別門禁的接受度更快，且能提高讀者的進館效率，這對圖書館后續(xù)向智慧圖書館轉(zhuǎn)型具有重要意義。

3.2 圖書館自助借還系統(tǒng)

在高校圖書館智慧化的進程中，人臉識別技術(shù)不僅在門禁系統(tǒng)中得到了很好的應(yīng)用，也應(yīng)用在了自助借還系統(tǒng)。傳統(tǒng)的借還書系統(tǒng)是以校園卡為識別媒介，即使用的是RFID 技術(shù)進行身份識別。這種技術(shù)的弊端上文已經(jīng)做了相關(guān)分析，此處不再贅述。圖書館智慧化變革在經(jīng)歷了校園卡掃描借還，到校園卡自助借還，再到刷臉自助借還，思路上是從對物的識別轉(zhuǎn)移到對人的識別，這無疑增加了識別的準確度、高效性，也給高校圖書館的圖書管理工作帶來了一定的積極作用，不僅提高了圖書借還的管理水平，還減輕了圖書館員的工作壓力，杜絕了因丟卡而帶來的一系列安全隱患。以西安外國語大學(xué)為例，其圖書館自助借還系統(tǒng)工作圖如圖2所示：

在對高校的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，自2017 年開始，浙江理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、海南大學(xué)、西安外國語大學(xué)等高校圖書館均已引進了人臉借還與刷卡借還并存的借還系統(tǒng)。值得一提的是，西安外國語大學(xué)在對校園系統(tǒng)智慧化建設(shè)時專門建立了本校師生人臉庫，自助借還系統(tǒng)只需與其進行對接，便可進行人臉的提取和存儲，再由系統(tǒng)對其進行比對識別。系統(tǒng)主要功能為圖書借閱、圖書歸還和圖書續(xù)借。

4 人臉識別技術(shù)在高校圖書館智慧化進程中的策略思考

4.1 引用新技術(shù)，加快圖書館升級改造

高校圖書館引入人臉識別技術(shù)建成了人臉識別門禁系統(tǒng)和人臉自助借還系統(tǒng)，初步完成了圖書館向智慧化邁進的升級改造工程，而讀者也因為這一新鮮的科技體驗感，更加有興趣和意愿到圖書館進行相關(guān)學(xué)習(xí)科研工作。將人臉識別技術(shù)應(yīng)用到門禁系統(tǒng)中，讀者出入館內(nèi)將會更快速、便捷，有效節(jié)省了讀者的時間，進一步提高讀者效率；將人臉識別技術(shù)應(yīng)用到自助借還系統(tǒng)中，讀者借還書籍無須使用校園卡便可進行借閱、續(xù)借和歸還書籍，在簡化流程的同時也節(jié)省了讀者和館員的學(xué)習(xí)工作時間，進一步提高了在館人員的工作效率。但是，還需要思考人臉識別技術(shù)的識別速度、識別準確率以及系統(tǒng)穩(wěn)定性是否已到最優(yōu)點，有待進一步的數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析研究。

除此之外，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，高校圖書館在一次次的升級改造中開發(fā)了越來越多的圖書流通方式，特別是越來越多的服務(wù)在移動終端得以展開實現(xiàn)，移動圖書館也隨之而生，不僅可以在館內(nèi)用手機進行借書和預(yù)約借書，還能在不在館的情況下進行館藏查詢、圖書續(xù)借和圖書轉(zhuǎn)借。我們需要進一步考慮在現(xiàn)有的流通方式中人臉借書的性價比是否最低。

4.2 延伸新服務(wù)，保障各業(yè)務(wù)有效融合

人臉識別技術(shù)與高校圖書館現(xiàn)有設(shè)備的有效融合，給圖書館提供了一個新服務(wù)的思路。首先將校級人臉庫與圖書館各業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行對接，節(jié)省了師生以及各系統(tǒng)在采集人臉時所需的時間成本和金錢成本。再者，校園卡刷卡識別門禁與人臉識別技術(shù)相結(jié)合和刷卡借還書與人臉識別技術(shù)相結(jié)合都在一定程度上提高了讀者的學(xué)習(xí)工作效率，也對圖書館業(yè)務(wù)水平的提高起到了一定的積極作用。這種“傳統(tǒng)服務(wù)+新技術(shù)”將會大大助力圖書館向智慧化邁進。

值得引起注意的是，在延伸新服務(wù)促進各業(yè)務(wù)融合的同時，師生隱私數(shù)據(jù)的保護工作是否做到完備，從目前調(diào)研的結(jié)果來看，各大高校主要是通過與廠商簽訂保密協(xié)議來確保信息不外漏，促使其使用加密技術(shù)對用戶數(shù)據(jù)進行傳輸和存儲，從而達到保護讀者隱私的目的。

4.3 推廣智慧化，提高各部門服務(wù)水平

在高校圖書館智慧化的進程中，推廣新的智能服務(wù)是非常重要的建設(shè)內(nèi)容之一。隨著智能技術(shù)的快速發(fā)展和圖書館引進新技術(shù)促進各業(yè)務(wù)良好融合，圖書館的智慧化推廣迫在眉睫。目前主要的推廣方式有三種：展示牌推廣(一般放置于圖書館進門處、教學(xué)樓前或食堂門前)、培訓(xùn)推廣（以班級為單位進行培訓(xùn)預(yù)約）和新媒體推廣（一般是通過網(wǎng)站或微信公眾號發(fā)布）。推廣內(nèi)容主要分為兩類：固定內(nèi)容推廣和智慧化內(nèi)容推廣。固定內(nèi)容推廣主要是對包括本館概況、規(guī)章制度、資源等進行介紹，讓讀者對圖書館有所了解，逐漸熟悉，并心之向往；智慧化內(nèi)容推廣主要是通過對師生個人的閱讀習(xí)慣、使用設(shè)備頻率等進行數(shù)據(jù)采集分析，從而對讀者的閱讀喜好以及設(shè)備的接受度有所掌握，以人為本，進一步提高圖書館各部門的服務(wù)水平。

在推廣智慧化的同時，還需注意到高校圖書館經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因為在高校引進多種新技術(shù)建設(shè)智慧型圖書館的同時，也造成了圖書館對設(shè)備采購、維修保障和后期處置成本的增加以及設(shè)備制造、運輸和處置的過程中對環(huán)境的污染。因此，需得在采購中進行廣泛的調(diào)研，并在使用過程中持續(xù)跟進用戶使用數(shù)據(jù)，科學(xué)引進新技術(shù)、采買新設(shè)備，不僅可以減輕圖書館的財政壓力，也能給讀者提供更多的新服務(wù)，提升圖書館在全校職能部門中的價值體現(xiàn)。

5 結(jié)束語

人臉識別技術(shù)的優(yōu)勢使得其在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，高校圖書館也因此對其進行了積極探索與實踐應(yīng)用。本文首先對生物識別技術(shù)進行了多項對比，得出人臉識別的具體優(yōu)勢，再比對RFID技術(shù)得出人臉識別技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)越性，可見人臉識別技術(shù)的實現(xiàn)將會助力于高校圖書館智慧化建設(shè)。然后，筆者提出將傳統(tǒng)刷卡門禁系統(tǒng)與人臉識別技術(shù)相融合、校園卡自助借還與人臉識別技術(shù)相融合，達到精準快速識別讀者身份的目的，以提高圖書館的日常安全管理和服務(wù)水準，確保館內(nèi)重要圖書資料的保存和借閱。目前，該技術(shù)已經(jīng)相對成熟，相信在后續(xù)高校圖書館的智慧化轉(zhuǎn)型中，其將會發(fā)揮更大的作用，進而促進圖書館事業(yè)健康持續(xù)的發(fā)展。