人脸识别技术门禁系统在高校公寓管理中的应用

朱盛萍 宁江

摘 要：随着ABC时代的到来，人脸识别技术得到了飞速发展，在生物鉴别技术、图像处理技术辅助与支持下，人脸识别技术受到了广泛关注。公寓管理是高校日常管理工作的重要组成部分，其管理水平高低能够充分反映高校综合实力，且与学生生命、财产安全存在密切联系，传统公寓管理主要以人工为主，存在很多不足之处，存在很多潜在隐患，而人脸识别技术具有保密性、安全性等优势，是当前最为理想的身份识别方式，对此文章将针对高校公寓管理问题，设计人脸识别技术管理系统，旨在为高校公寓管理提供更多支持。

关键词：人脸识别技术；门禁系统；高校；公寓管理

中图分类号：TP391.4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）18-0195-02

Abstract： With the arrival of the ABC era， face recognition technology has been rapidly developed. With the assistance and support of biometric identification technology and image processing technology， face recognition technology has been widely concerned. Apartment management is an important part of the daily management of colleges and universities. Its management level can fully reflect the comprehensive strength of colleges and universities， and is closely related to the safety of students' lives and properties. There are many shortcomings， many potential dangers， and face recognition technology has the advantages of confidentiality， security and other advantages， and it is the most ideal way of identity identification. This article will be aimed at college apartment management and other issues， and based on face recognition technology， a management system is designed to provide more support for college apartment management.

Keywords： face recognition technology； access control system； university； apartment management

公寓是大學生学习、生活和休息的主要场所，学生几乎三分之一的时间都在此度过，加上高校学生易冲动、是个不稳定的群体，故保障学生群体安全与社会未来发展息息相关，在公寓管理中引入人脸识别系统，能够保障学生安全。随着计算机技术不断发展，人脸识别较指纹识别优势更为明显，且可信度高。通过对人脸检测，系统进行数字图像处理，提取出关键特征值后构建模型，完成对学生身份的识别，将不符合进入资格的人拒之门外，为学生创建安全、和谐的公寓环境，使其能够在公寓中度过美好的大学时光。

1 人脸识别技术概述

所谓人脸识别，是指一种便利、可靠的身份认证方式，其在实践应用中，采集人脸数据信息，纳入到数据库当中，通过摄像头捕捉到人脸信息后，予以图像处理，完成特征值匹配，图1为原理图。在指纹、掌纹、虹膜等生物特征中，人脸识别优势突出。指纹存在可采集率问题，而人脸却没有该方面顾虑[1]。通过对各类特征进行比较，人脸最大的特点是直接和友好，且此类识别技术不会对被识别者构成身体、安全等心理障碍，不仅如此，在此过程中还能够识别出他人的面部表情等潜在信息。上个世纪90年代，人脸识别技术在各行业得到了广泛推广和应用，且成为人工智能不可或缺的一部分。

2 基于人脸识别技术高校公寓管理系统需求分析

开发公寓管理系统，主要是将公寓管理与学校网络系统结合到一起，通过在同一操作管理平台上开展各项工作，使得各项工作能够相互协调，以保障高校各项活动能够顺利进行。针对具有操作权限的人员，可以对学生各类信息进行查询、修改等处理，从不同维度的分析，做好具体管理[2]。从人脸管理需求角度看，要对学生人脸数据信息予以采集，借助算法对脸部器官予以数据采样，提取出特征值，保存到数据库中，为后续识别奠定坚实的基础。从安全防护需求看，为了有效对人员进行准确甄别，要定期更新系统，为系统稳定、安全运行提供支持。随着时间变化，人脸会在不同程度上发生变化，导致人脸识别出现错误，故定期对系统注册用户进行采集，确保系统稳定运行至关重要，同时设置安全模块，能够提高其安全性能，使其更好地发挥积极作用。

将人脸识别技术引入到公寓管理系统当中非常必要，由于学生技术较大，且流动性强，使用该系统能够显著提高公寓管理有效性，同时，学校在此投入的资金并不多，便可实现对系统的设计与实现，正式投入到实践当中，后期维护成本不高，能够为高校节省更多成本，提高系统运行有效性。最为关键的是，互联网时代下，高校管理朝着系统化、现代化趋势发展，设计一套公寓管理系统，能够与高校其他工作联系到一起，实现统筹管理目标，形成联动管理效应，从而促进高校健康发展，更好地顺应社会发展趋势。

3 人脸识别技术在高校公寓管理中的应用

（1）系统设计。在设计学生公寓管理时，要注意如下几项原则。一是模块化，在决策系统上增加基础功能，对各功能进行模块化处理，既保证模块独立性，又能够为各模块之间搭建桥梁。二是标准化，系统设计要确定标准化接口、组件，为系统新功能的拓展和对接做好准备[3]。三是兼容性，设计的系统要确保能够在多种操作系统下稳定运行。此外，还要注意开放性、拓展性等原则。在具体设计中，要确保登录界面安全，还要侧重提高系统的防病毒能力，以免学生个人隐私泄露。基于此，系统的设计可以设计为五个部分：a.数据存储层，其中包括学生信息、人脸特征值等，并以数据信息作为基础进行分类、组织，构建规模化数据库体系。b.业务处理层，根据算法对人脸特征值进行匹配，如若成功，识别通过，反之，识别失败[4]。c.业务展现层，数据采集、信息管理及错误警报等。d.接口层，该层次主要是编码与解码数据对应后的传输与交换，做到承上启下作用，保证整个系统能够稳定运行。e.应用层，主要是负责故障消除、预警分析等。根据上述系统结构，人脸识别技术在实践中的应用，通过openCV中，提供检测人脸函数予以实现。在系统运行中，要对人脸数据进行信息采集，经过反复训练，提取出人脸特征值，系统便可快速识别出人脸。OpenCV实现原理，通过Haar特征实现是否为可进入身份。在运行中，打开用户照片，并结合ASM方法，快速扫描出人脸库，对特征值逐一标识，以确定出人脸。根据ASMLibrary库，确定定位人脸大致轮廓，最后确认出人脸基本信息[5]。在系统中，用户进行图像识别时，最多有三次识别机会，如果首次识别失败，后续会再进行两次识别，三次均失败，门禁系统将会关闭。根据具体情况，可结合特征值进行容错处理，并对其进行相应的修复和矫正，确保在短时间内定位人脸。之所以进行上述设计，主要是个体特征有所差别，会出现不同程度的误差，将其控制在范围内。（2）系统实现。用户在操作时，用户根据登录名和密码便可进入管理系统，系统可根据用户名判断出用户的身份和权限。考虑到公寓管理实际情况，主要设计了学生注册、考勤记录、组织机构等导航栏，用户在登录后能够快速找到自己需要的功能，做到一目了然，界面友好。通过界面能够直接看到学生的考勤情况，及时对未归宿学生情况进行调查，确保学生安全。系统数据库设计、建模及安全设置，要结合系统设计需求列出数据库中的关系对象，以此来确定对象属性、字段长度等细节，通过对表与表之间的关系构建关系数据库，以此来提高查找速率，为程序运行做好充分的准备。为了确保系统稳定运行，在正式投入之前，要让学生进行注册，采集人脸信息，作为学生考聘主要依据[6]。每年，高校都会有一批学生毕业，在系统中设置新增、修改用户信息模块，能够及时更新学生信息，同时可以设置某一时间段，将此作为考勤时间范围，如学生在某时打卡并进入宿舍，在某时打卡出去，通过人脸识别来严格控制学生的考勤，或者当学生发型变换时，要及时与管理员联系，进行针对性处理，确保系统能够始终处于正常运行当中。（3）系统测试。软件开发过程中的bug是不可避免的，故在正式上线之前，务必要对软件进行严格的测试，提前发现问题，并对bug进行修复处理。本文出于系统运行稳定性的考虑，采取单元、集成及确认等测试方式，以此来检查系统是否存在漏洞[7]。其中从单元测试看，将系统各功能模块进行统一测试，检测软件功能是否能够满足最初的设计需求；集成测试是检测功能模块衔接性，数据是否能够同步更新，以此来避免模块之间出现矛盾和冲突。从多个角度测试软件性能，确保软件安全性、性能及强度都能够达到最佳状态。测试中，我们随机选择一张图像，通过搜索算法确定图像中存在人脸，对检测人脸速度进行了测试，能够发现系统具有较快的检测效率，能够进行实时性检测，符合设计要求。同时，系统可以在强光、弱光等多种环境中检测，并与微信等社交平台相联系，准确率高达80%[8]。系统进行1：1人脸识别，将其应用于门禁控制、身份验证等方面，是一套具有实时性、安全性的人脸识别系统，准确率高，且具备较高的安全性。经过上述测试程序，各项功能基本符合系统设计预期目标，尚未发现其中存在的不足之处。但系统是否能够经得住大数据的考验，还需要大量的实践验证，尤其是在高校公寓管理工作中，面对大量的学生，数据采集繁琐，处理难度较大，需要不断地检测与验证，才能够提高系统运行有效性。

4 结束语

根據上文所述，随着我国高校扩招趋势不断扩张，高校学生人数与日俱增，学生公寓管理作为高校日常工作的一部分，其管理水平直接决定高校正常教学秩序，也是提高学生公寓安全性重要因素。以往，高校公寓管理单纯依靠工作人员，存在很多不足之处，存在很多潜在危险。为此本文引入人脸识别技术，将其与门禁系统有机整合到一起，设计一套安全性、智能型门禁系统，通过对不同情况下人脸的有效识别，能够实现对学生的全面管理，减少并消除危险，从而满足高校学生公寓门禁管理需求，促进高校不断发展。

参考文献：

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[2]王少豪.基于图像的人脸识别技术在高校课堂考勤系统中的研究与应用[J].电脑知识与技术，2017，13（33）：209-210.

[3]陈章斌.人脸深度学习技术在高校安防中的设计与实现[J].安阳工学院学报，2017，16（06）：70-75.

[4]吴健.人脸检测与识别技术在高校开放性实验场所的应用研究[J].信息技术与信息化，2017（09）：168-169.

[5]卢荣，宋权予，周春晖.基于Adaboost算法的人脸检测学生考勤系统的研究与应用[J].科技资讯，2017，15（10）：221-222.

[6]董伟伟，郭新乐.基于Wi-Fi连接MAC绑定的高校点名及数据挖掘探究[J].电子技术与软件工程，2016（08）：186.

[7]杨德城.基于分块集成和协同表示的快速人脸识别算法研究[D].华东师范大学，2016.

[8]魏亮.基于人脸识别技术的高校学生公寓门禁系统设计与开发[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013（07）：285-286.