人脸信息识别门禁系统

谢洋

摘 要：针对大学生宿舍失窃事件多发、易发的情况，分析了宿舍门禁系统的缺陷和其中存在的不安全因素，并试验制作出一种基于人脸信息识别原理的门禁系统。该系统具有视频监控、自动获取人脸图像、快速处理图像信息和识别对象身份等功能，可以进一步加强对楼道的自动监控，是一种很有效的安全措施。

关键词：门禁系统；人脸识别；图像处理；信息识别

中图分类号：TP393.07 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.022

众所周知，如今的大学校园宿舍经常会出现安全问题，比如财物失窃、火灾等。人脸信息识别门禁系统就是从这一问题出发，结合一些先进的技术和理论知识完成这项设计的。

该系统的核心技术是人脸信息识别，这项技术在市场上也有相关的应用报道，例如电脑开机密码、手机密码等。其原理就是开发一款软件，利用这款软件记录人的脸部特征，包括一些细微的特征，并且加以存储。在使用过程中，当系统感知到与所储存信息的相似信息后，系统就会起到作用，否则则视为无效信息。要想实现上述过程，就需要借助数字图像处理软件。图像处理的任务是获取客观世界的景象，并将其转化为数字图像进行增强、编码、恢复和压缩等处理，将一幅图像转化为另一幅具有新意义的图像。为了方便使用，处理数字图像的过程分为以下几步。

1 图像获取

利用摄像头获取自然界的图像，并用电脑将其显示为模拟图像信号。这里，图像的获取又被称为图像采集。图像采集工作是十分重要的，保证原始图像的高质量会大大减轻后期处理工作的工作量。一般情况下，在设置相关数据时，会采用1个通道1个摄像头的方法，这样有利于后期图像处理工作的顺利进行。经过测试后发现，当摄像头平面的法线与水平方向夹角设置为20°～30°时，所获取的图像相对而言更加清晰。

2 数字化

数字化的任务是将获取到的图像通过ADC（数字转化器）转化为原始数字信号，以便于数字存储和计算机处理工作。一般情况下，自然界的图像是以模拟形式出现的，只有将模拟图像数字化，计算机才能灵活地处理图像。

3 图像增强

这个步骤的主要作用是改善视觉不佳的图像，突出图像中大家会感兴趣的部分，例如，提高清晰度，使细节更加明显，亮度、色彩等更加突出。图像增强可以改变原来图像全部或局部的亮度、色度分布等参数，在系统中体现出获取到的人的面部信息。

4 图像分割

图像分割主要是将目标从背景中分割出来，它可以为图像分析和图像理解作准备。图像分割是指把图像分成互不重叠的区域，并提取出人们感兴趣的目标的一种技术。实际图像中的景物情况各异，需要根据实际情况选择合适的方法，而分割结果目前还没有统一的标准来判别。门禁系统是利用在获取图像中部进行分割的手段获得一个近似的结果。

经过上述处理，利用摄像头获取的图像能够清晰地反映出人物的面部特征，以便进行信息比对。

5 图像识别过程

图像识别过程的原理是基于特征点的识别算法。在提取图像的过程中，将人脸特征用一组特征几何向量来表示，识别归结于特征向量之间的匹配。在处理图像的过程中，可以提取面部较为特殊的几个特征处，比如鼻子、耳朵、眼睛和嘴巴等，利用它们构造几个特征向量，并对其进行归一化运算。将图像信息转化为数字信息有利于图像识别。

人脸信息识别门禁系统的辅助部件是1台用来存储信息的电脑和获取信息的摄像头，利用电脑来存储人经过数字图像处理后的脸部特征信息，比如一栋宿舍楼的所有人的脸部信息，当人出现在预设范围时，利用摄像头获取需要的信息，并处理图像，然后将其传输到电脑中与已经存在的信息进行比对。该系统的执行者是门禁装置，现在普遍使用的是拉伸门。当系统获取信息后予以通过，门禁打开；不予通过，则门禁不动。

参考文献

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〔编辑：白洁〕