基于人脸识别技术的虚拟读者证办理

张 贺

图书馆读者证是读者在图书馆的身份识别，是图书馆提供借阅、上机、电子资源等服务的准入证件，传统物理形式有纸片、磁卡、RFID芯片卡等。传统的图书馆办证方式是读者到馆出示身份证或其他证件，通过人工或自助办证机进行办证，将读者个人信息录入系统，审核身份信息，收取押金，最终给读者一个实体卡片，即读者证。这种办证方式操作简单，读者也习惯，但有诸多弊端：受图书馆开馆时间和服务半径限制；办证时间长，且需随身携带身份证；实名认证精准度低。因此，相当多读者由于工作忙、距离远、出行不便等，难以到馆办证，不能享受持证服务，而图书馆读者证规模难以显著上升。随着人工智能技术发展，使用人脸识别技术在线办理虚拟读者证成为解决上述问题的突破口。基于人脸识别技术的虚拟读者证办理不受限于图书馆地理位置和服务时间，读者无需到馆，也无需携带身份证件，能实现高精准度的实名认证，既方便读者，又能提升图书馆办证量，拥有广阔的发展前景。本文探讨基于人脸识别技术的虚拟读者证办理模式，为各馆虚拟读者证探索提供借鉴。

1 图书馆运用人脸识别技术办证的可行性

(1)属于成熟技术运用。人脸识别技术是基于人的脸部特征信息进行身份识别的生物识别技术，即用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，自动在图像中检测和跟踪人脸，对检测到的人脸进行脸部识别的一系列技术[1]，包括人脸比对、活体检测、人脸搜索等。人脸识别技术比较成熟，人脸识别最高成功率超过99.5%[2]，腾讯、阿里巴巴等能够提供成熟技术，已成功应用于考勤系统、支付、交通工具认证等。

办理虚拟读者证的关键步骤是获取并审核读者身份信息。常见的身份识别技术包括人脸识别、指纹、虹膜、声波、签名。虹膜、声波、签名等技术由于安全性不够、应用场景局限、费用过高等，并没有得到广泛使用。指纹识别虽然比较成熟，但并非所有手机都集成了指纹采集设备，通用性不高，也存在接触式卫生隐患。人脸识别技术无需接触，准确性高，结合虚拟读者证在线自助办理场景，使用人脸识别技术来实现身份核实是最佳选择。2017年底百度宣布针对中小型使用量(2QPS，5QPS)客户提供免费服务，这种应用规模完全能够满足大型图书馆的日常需要。此外，图书馆作为公益单位，也能够获得技术厂商减免接入费用的支持。

(2)经济方便。采用磁条式卡片或RFID芯片卡片的传统读者证，每张制作成本约10元。读者须随身携带读者证，否则无法借书。虚拟读者证没有实体卡片，是图书馆系统服务器定时刷新的序列码，以手机为载体，以二维码或条码为展示形式，没有制证成本，读者使用手机就可以实现自助设备的扫码登录和借还操作。以深圳图书馆为例，参照实体证10元一张的工本费，2019年办理26，290张虚拟读者证，节省26.29万元。

(3)图书馆的应用探索。近年我国图书馆开始探索将人脸识别技术应用于业务建设。2017年浙江理工大学图书馆实现刷脸进馆和借阅，2018年上海交通大学、西安电子科技大学等高校图书馆开始将人脸识别门禁系统用于读者进馆管理，2018 年9 月株洲市图书馆推出刷脸借书服务，2019 年三亚市图书馆借助支付宝实现刷脸借书。这些馆的人脸识别技术应用主要实现机制是采集持证读者照片，将照片与读者证进行绑定，从而实现刷脸识别读者身份，应用方向集中在门禁系统和借还服务，适用读者范围是持证读者，但针对未办证的读者，如何将人脸识别技术应用于办证业务，却鲜有报道。

2 人脸识别技术下的虚拟读者证办理分析

2.1 办理过程

依托人脸识别技术的虚拟读者证办理过程包括：读者使用智能手机，通过图书馆移动端服务平台，如网站、APP、微信服务号、支付宝城市服务，进入图书馆在线办证页面，按要求进行拍照和信息录入，上传照片进行人脸识别，图书馆系统后台识别成功后自动办好读者证。

2.2 服务内容

虚拟读者证和实体证享受同等权利，如借书、预借、上机、使用图书馆电子资源。在线办理模式还能将图书馆服务延伸至因时间或身体原因无法到馆的各类人群，任何人一旦办证成功，就能立即使用图书馆线上资源和服务，可谓足不出户，方便到家。在线办理虚拟证服务详见图1。

图1 虚拟读者证在线一站式服务

2.3 比较优势

相较于传统办证模式，依托人脸识别技术的虚拟读者证办理具有诸多优势，详见表1。

表1 传统办证模式与人脸识别虚拟读者证办理模式比较

2.4 虚拟读者证比较

国内图书馆虚拟读者证较成熟的申办渠道有3种：芝麻信用办证、E证通办证和人脸识别API接口认证办证，技术基础都是人脸识别技术。

(1)芝麻信用办证。它是指图书馆与第三方信用服务机构芝麻信用公司合作，由支付宝平台提供用户人脸识别过程，实名认证，并提供用户信用积分，到达图书馆设置阈值，图书馆就可以为用户在线办理免押金虚拟证。芝麻信用办证最早由杭州图书馆于2017年4月23日上马，随后苏州图书馆、合肥市图书馆等陆续开通[3]。芝麻信用办证以支付宝平台为基础，用户在支付宝平台进行交易或使用服务时会产生信用积分。芝麻信用办证就以该积分为标准，设置办证阈值。优势在于超过阈值的用户可以利用信用积分进行免押金办证，能提高图书馆读者量，逐步增强社会信用体系。不足之处包括：办证入口与支付宝绑定，无法跨平台；信用分低的用户无法使用该服务，如支付宝新用户或使用支付宝较少的用户；信用积分由单一企业生成，并未得到权威认证部门认定，科学性有待考量[4]。

(2)E证通办证。腾讯E证通是由腾讯推出的基于生物识别技术的电子证件服务，2018年6月开始推广应用。E证通是一个虚拟证件集合，包括身份证、电子港澳通行证等，是公安部eID数字身份的首批试点应用。E证通属于微信平台内嵌小程序，优势是借助微信庞大用户群体，读者范围广泛；不足之处包括：办证入口与微信绑定，无法跨平台，没有对接信用体系，押金支付与否要依照图书馆规定。

(3)人脸识别API 接口认证办证。人脸识别API接口认证办证是指图书馆开发认证流程并对接相关人脸识别API接口。没有平台限制，可以通过手机浏览器、APP、微信服务号或支付宝城市服务等平台发布办证入口。核心技术是通过人脸识别API接口直接和公安部实名数据库进行验证，只要在公安部实名数据库留有公民信息，都可以办证。不足在于：需要图书馆系统增加认证模块，并对接人脸识别API接口，程序开发量较大，技术门槛较高；没有对接信用体系，押金支付与否要依照图书馆的规定。

2.5 深圳图书馆虚拟读者证应用案例

(1)人脸识别技术的应用架构。深圳图书馆2018上线虚拟证办理项目，提供2种办证渠道。一是使用腾讯E证通微信小程序。读者进入深图微信服务号，接入E证通小程序，通过语音或做动作方式完成活体检测和人脸识别，确认授权，E证通后台获取微信实名用户信息，将页面回跳至深图公众号进行办证，读者办证成功后通过微信缴纳押金，提高权限。在安全方面，深图后台系统和E 证通后台互换公钥，数据通信采用SHA1withRSA双向加密模式，公安部回传的实名信息采用国密SM算法进行解密。二是直接调用人脸识别API接口。读者进入深图移动端办证页面，输入个人信息，自拍上传，深图将这些资料通过腾讯优图人脸识别API接口，最终提交给国家公安部实名数据库进行人脸比对，并返回身份识别结果，成功即为读者办证，通过移动支付方式缴纳押金。在安全方面，对读者照片使用防翻拍检测技术提高接口准确率，与腾讯优图人脸识别API接口的数据通信采用TOKEN令牌访问机制，请求参数使用AES加密校验。具体流程见图2。

图2 人脸识别办证流程图

(2)虚拟读者证实施效果。2019年深圳图书馆月均办证量见图3，虚拟证读者年龄分布状况见图4。2019上半年深圳图书馆月均总办证量在6，000张左右。随着在线办理虚拟证系统的完善和宣传，下半年虚拟证发力，呈逐月放大趋势。在年龄分布上，青年读者占90.5%。这表明该办证方式符合青年需要，扩大了图书馆服务覆盖面。

图3 深圳图书馆月均办证量状况

图4 深圳图书馆虚拟证读者年龄分布状况

3 虚拟读者证实践应注意的问题

(1)技术方案因馆制宜。公共图书馆读者存在多样性和不确定性，申办虚拟读者证时要对接公安部全国实名库以确定读者身份，并做个人位置定位鉴权。高校图书馆读者是教职工和学生，人员稳定，个人信息和个人照片一般保留在高校档案系统，做人脸识别时可以指定人脸库为该校的有限集合，无需对个人位置定位鉴权，也无需对接公安部实名库，从而提高识别效率和识别准确率。技术实力较弱的图书馆可以与第三方公司合作，联合实现在线申办虚拟读者证。技术实力较强的图书馆可以直接对接一些权威公司开放的人脸识别API接口，自行开发申办虚拟读者证的相关程序。采用总分馆模式的图书馆群可以由总馆统一技术实施，各分馆加入其中。

(2)需要进行技术准备。实施虚拟读者证项目，需要进行技术准备。第一，改进软硬件。在虚拟读者证应用场景中，需要馆内设备支持二维码扫码。硬件方面，自助借还设备和人工服务台需添加二维码扫码枪，以便扫描虚拟读者证，使用相关功能；软件方面，需根据虚拟读者证的应用方式梳理和新增相关服务流程，使图书馆服务系统可以兼容虚拟读者证的使用。第二，读者办证时可根据个人需要指定不同的读者证类型并在线缴纳押金，应支持微信支付或支付宝等主流移动支付渠道。第三，接入诚信积分体系。调研是否有相关权威的诚信积分机构，申请查询接入权限；办理虚拟读者证时，应同步查询用户诚信积分，根据诚信积分高低，可考虑减免办证押金。

(3)重视安全隐私问题。首先，应重视数据安全问题。在人脸识别过程中，应配合使用活体检测或照片防翻拍技术来提高实名认证的安全性和准确率。网络传输方面，由于涉及读者隐私信息，应做好双向数据加密。其次，应重视隐私风险问题。公共图书馆采集人脸涉及隐私风险，应根据相关法律完善操作细则，规避侵犯读者隐私。

4 人脸识别技术在图书馆的应用展望

虚拟读者证项目只是人脸识别技术在图书馆的一个小运用。在政策允许下，图书馆可采集读者照片，建立自有读者人脸库，拓展人脸识别技术的应用空间。比如，门禁系统。在图书馆或阅览室闸口配置摄像头用于捕捉人脸，使用人脸识别技术对接自建照片库，进行人脸搜索，有命中标的，即表明是本馆合法读者，才允许进入。一方面有助于提高安全性；另一方面实现入馆人员信息统计分析和展示屏实时信息发布。再如，借书系统。借还书是图书馆压力最大的业务。在自助借还设备上添加摄像头，可以采集读者头像。借书操作时，通过读者头像来识别读者身份。读者无需携带读者证或手机，刷脸即可借阅，便捷高效；人证合一，杜绝冒名顶替现象。又如，上机系统。电子阅览室上机系统使用人脸识别技术作身份验证，在管理服务台刷脸即可分配上机电脑，通过设置上机时间或上机次数限制，杜绝一人多证、长期占用学习电脑现象。