基于人臉識別的演唱會售票系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

陳宇航 張翔

摘要：隨著社會的不斷發(fā)展，以演唱會為代表的娛樂項目越來越受歡迎，但在售票過程中非法倒賣的現(xiàn)象十分猖獗。為了解決此問題，文章設計并實現(xiàn)了一款基于人臉識別的演唱會售票系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了注冊、登錄、支付、選座等多種功能，通過人臉識別技術嚴格驗證購票者的身份，確保購票過程的安全性和效率，有效遏制了非法倒賣門票的行為，極大地提升了購票體驗。該系統(tǒng)功能全面，適應性強，具有廣闊的發(fā)展前景，將為演唱會售票市場帶來全新的變革。

關鍵詞：人臉識別；演唱會；售票系統(tǒng)；安全性

中圖分類號：TN711文獻標志碼：A

0 引言

隨著科學技術的飛速進步和人民生活需求的不斷提高，各行各業(yè)都在積極探索將新技術融入日常工作，以提高工作效率。隨著現(xiàn)代生活水平的提升，人們對于文化娛樂活動的需求也在逐步增加。演唱會等音樂類活動因其獨特的魅力，受到越來越多人的喜愛。然而，在演唱會的售票環(huán)節(jié)，“黃牛”倒賣門票的現(xiàn)象愈發(fā)嚴重，導致票價飆升，這不僅嚴重影響了觀眾的觀影熱情和體驗，還損害了演唱會的正常市場秩序。

追根溯源，這一現(xiàn)象的產生主要歸因于傳統(tǒng)的售票方式（紙質或電子形式）缺乏對購票者身份的核驗和記錄機制。黃牛能夠購買大量門票并轉售，而真正熱愛音樂、期待觀賞演唱會的觀眾卻難以購票。為了解決此問題，基于人臉識別的演唱會售票系統(tǒng)應運而生。

1 人臉識別技術在售票系統(tǒng)中的應用與價值

1.1 人臉識別簡述

人臉識別是指給定一個場景的靜態(tài)圖像或動態(tài)視頻，利用已存儲的若干已知身份人臉圖像的數據庫，驗證和鑒別場景中單個或多個人的身份^[1]。

1.2 人臉識別的應用領域

作為生物特征識別的一個重要方面，人臉識別在檔案管理系統(tǒng)、安全驗證系統(tǒng)、信用卡驗證、公安系統(tǒng)的罪犯身份識別、銀行和海關的監(jiān)控、人機交互等領域具有廣闊的應用前景^[2]。在萬物互聯(lián)的時代，將人臉識別應用于不同領域能大幅提高信息的安全性，減少信息校對的工作量^[3]。

1.3 系統(tǒng)設計意義

為了防止演唱會售票環(huán)節(jié)中出現(xiàn)大量的“黃?！?，將人臉識別技術應用于售票環(huán)節(jié)具有重要意義?；谌四樧R別的演唱會售票系統(tǒng)能夠核實購票人的個人身份信息，消費者在經過身份信息的核驗后才能購票，并限制其購票數量，從而保障購票過程的安全性。這一設計不僅有效解決了非法購票和票務轉售的問題，還為用戶提供了更加方便快捷的購票體驗。用戶只需進行一次人臉注冊，在后續(xù)的購票過程中只需核驗人臉信息，無需排隊等待和交換實體票，大幅提升了購票效率。

2 基于人臉識別的演唱會購票系統(tǒng)需求分析

2.1 功能需求

2.1.1 用戶信息管理

用戶注冊：用戶可以通過系統(tǒng)進行注冊，在注冊過程中須提交基本信息，包括姓名、手機號碼及身份證號碼等。

用戶登錄：已注冊的用戶可以通過用戶名和密碼或者手機號碼和驗證碼等方式進行登錄。

人臉注冊：用戶可以進行人臉注冊，上傳人臉圖像以便進行后續(xù)的識別和驗證。

人臉驗證：在購票或進行其他關鍵操作時，用戶可以通過人臉驗證來確認身份。

2.1.2 演唱會信息管理

演唱會列表：系統(tǒng)可以提供演唱會列表功能，展示包括演唱會名稱、時間、地點等在內的詳細信息。

演唱會詳情：用戶可以查看指定演唱會的詳細信息，包括參與的藝人、票價、座位圖等。

2.1.3 售票功能

座位選擇：用戶可以在系統(tǒng)中選擇座位，實時查看座位的價格和可用性，以便選擇最合適的座位進行購票。

售票流程：用戶可以將所選座位添加到購物車中，隨后進行支付以完成購票。

電子票生成：用戶購票成功后，系統(tǒng)會自動生成電子票，并將其發(fā)送給用戶。

2.1.4 訂單管理

訂單列表：用戶可以查看自己的訂單列表，其中包括訂單號、演唱會信息以及座位信息。

訂單詳情：對于特定的訂單，用戶還可以查看其詳細信息，包括訂單號、相關演唱會和座位等。

取消訂單：若用戶需要取消尚未使用的訂單，則可以通過系統(tǒng)實現(xiàn)這一操作。

2.1.5 支付管理

支付接口：系統(tǒng)需要與多個支付平臺進行對接，確保提供穩(wěn)定的支付接口。支持用戶使用各種支付方式完成訂單支付。

2.1.6 安全性和隱私保護

用戶信息保護：系統(tǒng)需要對用戶的個人信息進行保護，確保用戶數據的安全性和隱私保密性。

人臉圖像保護：系統(tǒng)需要對用戶的人臉圖像進行保護，確保圖像數據不被濫用或泄露。

2.2 對安全性的要求

由于演唱會門票具有經濟價值，涉及用戶的個人信息和財務信息，系統(tǒng)必須提供高級別的安全保障，以保護用戶的隱私和資金安全。為實現(xiàn)這一目標，系統(tǒng)應采用先進的加密算法，強化數據保護措施，防止信息泄露和遭受惡意攻擊。具體而言包含以下幾個方面。

2.2.1 用戶數據安全

為了保障用戶的個人信息和賬戶信息在未經授權的情況下被訪問和泄露，演唱會售票系統(tǒng)應采取嚴密的加密措施來保護用戶數據的安全性。這包括在數據存儲和傳輸過程中實施強效的加密技術，確保用戶數據的安全性得到充分的保障。

2.2.2 人臉數據保護

用戶的人臉數據作為高度敏感的個人信息，必須得到嚴格的保護。因此，系統(tǒng)應采用先進的存儲和傳輸技術，確保人臉數據在存儲和傳輸過程中的安全性和完整性，防止被非法獲取、篡改或濫用。同時，系統(tǒng)在使用用戶人臉數據前，應明確告知用戶數據的使用目的，并在獲得用戶同意后進行合法、合規(guī)的采集和處理。

2.3 設備及分布

基于人臉識別的演唱會售票系統(tǒng)的設備及分布包括以下幾個方面。

2.3.1 人臉識別設備——攝像頭

售票系統(tǒng)為了確保用戶身份驗證的準確性和高效性，需要使用高質量、高分辨率的攝像頭設備來獲取用戶清晰的人臉圖像。這些攝像頭設備可以部署在入場口、票務窗口等關鍵位置，以便捕捉用戶的人臉圖像進行身份驗證。

2.3.2 服務器設備——高性能服務器

售票系統(tǒng)需要部署在高性能的服務器上，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應速度。服務器可以分布在不同的地點，通過形成集群或冗余備份來提高系統(tǒng)的可用性和容錯性。

2.3.3 終端設備——售票終端

售票系統(tǒng)可以在演唱會場館內設置售票終端，用戶可以通過終端設備完成人臉識別身份驗證、選擇演唱會和購票等操作。

2.3.4 數據庫設備——數據庫服務器

服務器負責存儲和管理各類關鍵數據，包括但不限于用戶信息、演唱會詳情、訂單記錄等。在本系統(tǒng)中，本文選用MySQL作為數據庫服務器，以其卓越的穩(wěn)定性和擴展性，為售票系統(tǒng)提供強大的數據支撐。

2.4 支撐軟件

基于人臉識別的演唱會售票系統(tǒng)需要以下支撐軟件。

2.4.1 人臉識別算法庫

售票系統(tǒng)需要使用先進的人臉識別算法庫，本設計采用OpenCV這一強大的人臉識別算法庫，用于實現(xiàn)人臉圖像的特征提取和比對，以完成用戶身份驗證。

2.4.2 服務器端開發(fā)框架

為實現(xiàn)售票系統(tǒng)的業(yè)務邏輯處理和高效數據交互，系統(tǒng)采用SpringBoot作為服務器端開發(fā)框架，用于實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務邏輯和數據交互。

2.4.3 前端開發(fā)框架

為了確保售票系統(tǒng)擁有用戶友好且交互性強的界面，本研究采用Angular作為前端開發(fā)框架，為售票系統(tǒng)提供了高效、靈活的前端開發(fā)解決方案，使得用戶界面更加美觀、易于操作，提升了用戶體驗。

2.4.4 操作系統(tǒng)

售票系統(tǒng)可以運行在不同的操作系統(tǒng)上，如Windows、Linux、macOS等，具體選擇取決于系統(tǒng)的需求和部署環(huán)境。

2.4.5 網絡通信協(xié)議

售票系統(tǒng)需要使用網絡通信協(xié)議，如HTTP、TCP/IP等，用于實現(xiàn)終端設備和服務器之間的數據傳輸和通信。

3 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

通過體系結構能看出一個系統(tǒng)的總體框架^[4]，基于人臉識別的售票系統(tǒng)體系結構如圖1所示。系統(tǒng)主要分為用戶和管理員2類使用角色。用戶通過用戶界面進行注冊登錄，然后，可以瀏覽演唱會列表并查看演唱會詳情。在購票時，用戶通過人臉識別進行身份驗證。系統(tǒng)將用戶的人臉信息與已注冊的人臉進行比對，以此確保購票的用戶是合法的。系統(tǒng)管理員可以通過系統(tǒng)管理模塊進行管理員登錄，并進行相關的系統(tǒng)管理操作。

3.1 主要算法設計

基于人臉識別的演唱會售票系統(tǒng)的主要算法設計如下。

3.1.1 人臉錄入算法

用戶輸入用戶信息和人臉圖像，系統(tǒng)對人臉圖像進行人臉檢測和特征提取后，再將提取的人臉特征與用戶信息關聯(lián)，并存儲到人臉數據庫中。

3.1.2 人臉識別算法

用戶輸入待驗證的人臉圖像，系統(tǒng)對人臉圖像進行人臉檢測和特征提取，并將所提取的人臉特征與人臉數據庫中的人臉特征進行比對，若匹配成功，則驗證通過；否則，驗證失敗。

3.1.3 演唱會信息查詢算法

用戶輸入演唱會ID或其他查詢條件，系統(tǒng)在演唱會數據庫中檢索符合條件的演唱會信息后返回查詢結果。

3.1.4 座位選擇算法

用戶輸入演唱會ID和座位號，系統(tǒng)檢查座位是否可選，如果座位可選，在用戶選座后將座位狀態(tài)更新為已售。

3.1.5 訂單生成算法

首先，用戶輸入用戶ID、演唱會ID和座位ID；然后，系統(tǒng)檢查用戶、演唱會和座位是否存在，若存在，則創(chuàng)建訂單對象，并將用戶ID、演唱會ID、座位ID和訂單狀態(tài)賦值給對象的屬性；最后，系統(tǒng)將訂單對象存儲到訂單數據庫中。

3.1.6 訂單支付算法

用戶輸入訂單ID和支付信息，系統(tǒng)檢查訂單是否存在是否已支付；若已支付，系統(tǒng)更新訂單狀態(tài)為已支付，并記錄支付信息。

3.2 軟件體系結構

基于人臉識別的演唱會售票系統(tǒng)模塊可分為4個模塊，分別為用戶模塊、系統(tǒng)管理模塊、演唱會模塊以及人臉識別模塊，涵蓋整個演唱會售票過程，如圖2所示。

用戶通過用戶界面進行注冊或登錄操作。在用戶注冊或登錄成功后，系統(tǒng)會要求其進行人臉錄入，以便將用戶的人臉信息保存在系統(tǒng)中。當用戶進入系統(tǒng)后，可以通過演唱會信息管理模塊查詢演唱會的詳細信息。一旦用戶選定了心儀的演唱會，將進入座位管理模塊，以選擇合適的座位。在完成座位選擇后，用戶將進入訂單管理模塊，系統(tǒng)會自動生成訂單。接下來，用戶需要支付訂單，此時，系統(tǒng)調用支付模塊來完成支付操作。在支付成功后，訂單管理模塊更新訂單狀態(tài)為已支付。在完成訂單生成和支付后，用戶可以在訂單管理模塊查看和管理自己的購票訂單，實現(xiàn)全程流暢操作。系統(tǒng)的主要運行與處理流程如圖3所示。

4 測試用例

在系統(tǒng)測試中，本文分別對預訂門票、注冊人臉信息、人臉識別、門票購買等功能進行測試，對系統(tǒng)的安全性、效率等方面的性能進行了測試。系統(tǒng)出現(xiàn)的問題和解決措施如表1所示。

以上出錯信息和故障情況是系統(tǒng)必須面對的挑戰(zhàn)。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和完善用戶的體驗，系統(tǒng)應該根據具體的業(yè)務需求和錯誤處理機制進行相應的設計和實現(xiàn)。在處理錯誤時，系統(tǒng)輸出的信息應該清晰明了，確保用戶能夠理解出錯的原因。同時，系統(tǒng)還應提供相應的解決方案或聯(lián)系方式，以便用戶在遇到問題時能夠及時尋求幫助。

在測試過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)需要一定的硬件、網絡和設備支持，包括高像素攝像頭、高速網絡連接以及專業(yè)的人臉識別設備等。因此，為了確保系統(tǒng)在實際應用中的順暢運行，研究人員在系統(tǒng)設計和開發(fā)階段需要充分考慮這些支持條件，并采取相應的措施來滿足上述要求。

測試結果表明，基于人臉識別的演唱會售票系統(tǒng)展現(xiàn)出優(yōu)越的安全性。該系統(tǒng)能夠精確地識別每個購票者的人臉信息，從而有效防止同一人購買多張門票。與傳統(tǒng)的門票銷售系統(tǒng)相比，這一系統(tǒng)不僅在安全性方面更勝一籌，還提供了更為高效的銷售方式，極大地提高了演唱會的組織效率和顧客滿意度。

5 結語

本文設計并實現(xiàn)了一種基于人臉識別的演唱會售票系統(tǒng)，旨在有效減少票務倒賣的現(xiàn)象。經過測試，該系統(tǒng)功能相對完善，但在人臉識別功能的安全性方面仍有待提升。展望未來，課題組可以與騰訊等提供人臉識別服務的企業(yè)展開合作，進一步優(yōu)化系統(tǒng)并投入實際應用，以提升演唱會售票過程的效率?？傮w而言，該系統(tǒng)擁有廣闊的應用前景，值得進一步深入完善和推廣。

參考文獻

[1]ZHAO W， CHELLAPPA R， PHILLIPS P J， et al. Face recognition： a literature survey[J]. Acm Computing Surveys， 2003（4）：399-458.

[2]李武軍，王崇駿，張煒，等.人臉識別研究綜述[J].模式識別與人工智能，2006（1）：58-66.

[3]張紹林.基于JavaEE5體系的聯(lián)網售票系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D].天津：天津大學，2009.

[4]施浬.一個演唱會在線票務管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].武漢：華中科技大學，2018.

（編輯 王雪芬編輯）

Design and implementation of concert ticketing system based on face recognition

Chen? Yuhang， Zhang? Xiang

（Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， China）

Abstract：? With the continuous development of society， entertainment projects represented by concerts become more and more popular， but the phenomenon of illegal scalping is rampant in the ticketing process. In order to solve this problem， this paper designs and implements a concert ticketing system based on face recognition. The system integrates various functions such as registration， login， payment， seat selection， etc. It strictly verifies the identity of the ticket buyer through face recognition technology to ensure the security and efficiency of the ticketing process， effectively curbing the illegal selling of tickets and greatly enhancing the ticketing experience. With comprehensive functions and strong adaptability， the system has a broad development prospect and brings a brand new change to the concert ticketing market.

Key words： facial recognition; concert; ticketing system; security