人脸识别技术在鼓浪屿景区中的应用探索

吕琼艺

（厦门海洋职业技术学院，福建 厦门 361012）

0 引言

厦门作为中国最美的热门旅游城市之一，其鼓浪屿作为核心旅游景点早已名闻中外。这个“中国最美五大城区”之首不仅是国家级风景名胜区、国家 5A 级旅游景区，其作为“国际历史社区”于2017 年 7 月 8 日被列入世界文化遗产名录。历史的印证、公众的赞美从来都不是没有依据的，因此随着申遗的成功，鼓浪屿登岛人数日益攀升，鼓浪屿门票销售数量同比增长了18% ，船票销售数量同比增长更是超过了34% 。厦门旅游管理部门虽对门票日售量做了限制，但每逢节假日，日登岛人数即可达5 万余人。然而鼓浪屿门票的热销、旅游人数的剧增往往不是意味着旅游GDP 的增长，也不是代表着鼓浪屿旅游热情的高涨，而更多是各种思考：1.门票数量紧张，票贩乘机倒把；2.本地市民或外地人持厦门社保卡乘船上岛摆摊占道、贩售假烟、乞讨、算命等；3.野导丛生，矛盾纠纷频发，扰乱导游行业规则，影响鼓浪屿景区形象；4.门票丢失事件频现，门票管理有待完善；5.儿童老人走失时有发生，游客上岛安全无法得到保障……，诸多问题呈现的不仅仅是景区管理、公安等部门管理不到位，更是游客体验感的缺失，还是景区的服务质量大幅下降。因此结合现代科学技术针对鼓浪屿景区管理现状研究智慧景区管理解决方案非常重要。

文章将结合人脸识别技术提出人脸售票、人脸乘船、人脸观景、人脸购物、人脸住宿等综合性景区管理解决方案，可大大改善鼓浪屿景区管理现状、增强游客体验感、保障游客人身与财产安全、提高鼓浪屿景区的服务质量、提升鼓浪屿景区的品牌效应。

1 人脸识别介绍

1.1 技术背景

人脸识别技术是一种利用人的脸部图像特征进行身份识别的生物识别技术，需要提前通过信息采集设备采集人脸图像特征信息数据进入人脸识别系统数据库，然后在前端识别终端利用人脸识别算法对各种应用场合的人脸进行检测与识别，人脸检测完成对实时获取的人脸进行检测与定位，而人脸识别将实时获取的人脸与数据库中的人脸信息库进行搜索匹配，利用相应匹配算法计算出识别结果，并将匹配结果输出，系统根据输出的匹配相似度完成身份识别。

人脸识别技术应用在鼓浪屿景区管理上，能最大限度地确保游客身份真实性，助力景区安全管理与消费管理，其基本流程如图1。

图1 人脸识别流程图

1.2 人脸识别流程

1.2.1 人脸检测与定位

人脸检测是人脸识别的先前阶段，其相关算法也较为繁多。其检测过程大致如下：首先将有脸以外的窗口图像用计算量较小的特征快速过滤掉，再用相对复杂特征（如直方图特征、颜色特征、模板特征、结构特征及Haar 特征等）计算方法筛选有人脸的窗口，从而快速精确检测出人的正脸。检测过程需要根据不同的业务应用场景设置最小人脸尺寸、搜索步长、金字塔缩放系统等。人脸定位需要在检测到的人脸部位选取N 个特征点，N 值越大，人脸定位越精细，其计算量也越大。因此N 的取值需要兼顾精确度和计算效率。

1.2.2 人脸图像预处理

人脸检测与识别结果往往不完美，可能会受到各种干扰与限制，如光照问题、清晰度问题、角度问题等，因此需要对人脸的图像做灰度校正、噪声过滤等预处理。其具体的预处理过程大致如下：首先获得位置端正的人脸图像；其次改善人脸图像质量，即对人脸图像做增强处理，使人脸图像更加清晰、更方便计算机识别与处理；第三，做归一化处理，即通过人脸尺度归一化，平面人脸旋转矫正（歪头），深度人脸旋转矫正（扭脸）等解决人脸尺度变化和人脸旋转问题。

1.2.3 人脸图像特征提取

人脸图像特征提取在一个实际的人脸识别系统中也是至关重要的，通过特征提取可以针对模式获取最具鉴别性的描述，使此模式的特征最大程度区别于彼类人。人脸图像特征包括视觉特征、像素统计特征、变化系数特征、代数特征等，其提取方法较多，较传统的有基于几何特征、模式匹配、子空间分析、神经网络等，以几何特征提取方法为例，其主是将人脸的下巴、鼻子、嘴巴、眼睛等局部的几何描述及结构关系描述作为识别人脸的重要特征进行提取。这些重要特征在人脸识别过程中与人脸信息库进行比对，完成身份识别过程。

2 人脸识别技术在鼓浪屿景区中的应用

2.1 刷脸购票

图2 刷脸购票流程

鼓浪屿景点购票主要有2 种方式，分别为网上购票和现场柜台购票。刷脸购票泛指现场柜台购票。现场购票时，首先使用身份证进行登记，并在人脸采集装置对购票人进行人脸采集，采集信息经处理后存入人脸信息库中，然后在购票软件中选择刷脸支付，并输入与微信绑定的手机号码进行验证码验证，面对购票终端设备屏幕上的摄像头，系统自动检测识别获取用户面部信息并将面部信息与人脸数据库及微信账户相关联，从而实现“刷脸”快速购票。针对网上购票的游客，在景区入口处也需先进行人脸采集登记方可进入景区。

2.2 刷脸乘船

图3 刷脸乘船流程

游客到达鼓浪屿景区，需要从东渡邮轮码头、厦鼓码头、海沧嵩屿码头等乘船进入。在每个码头入口处部署无感式人脸识别检票系统，只有已经做人脸与身份登记并购票的游客才能通过人脸道闸，进码头乘船。未登记或未购票者将拒之门外。通过刷脸才能乘船，有效阻止被列入黑名单的人员（如摆摊占道、贩售假烟、乞讨、算命、野导、犯罪份子等人员）进入乘船，或者对其进行信息预警，实施行为轨迹跟踪与监视，确保景区环境安全有序。

2.3 刷脸观景

图4 刷脸观景购票流程

鼓浪屿景区各个收费景点处设立景点检票系统，游客进入景区需先经过检票闸机系统，购通票的游客不需要出示门票或者证件，只需要通过人脸检票系统查询游客购票与身份信息，确认是通票游客，闸机放行；未购通票的游客需要另行购票，购票时只需要刷脸即可关联微信支付平台，游客只需确认人脸支付金额，完成支付后即可打开闸机进入景区观景。

2.4 刷脸购物

图5 刷脸购物流程

景区购物一直是景点经济产业链的重要支撑，鼓浪屿小吃、特产、酒店消费等不需要现场支付，只需要刷人脸即可支付，无需现场支付、无需手机微信或支付宝支付，方便快捷。通过人脸支付软件亦可统计景区游客消费类型、消费数据、游客消费心理、消费价格等进行分析，从而规范景区购物环境、保障景区购物安全，并可对景区经济发展规划提供参数数据。

2.5 刷脸住宿

鼓浪屿民宿风采是岛上的一大特色，其美丽的海上风景与别具一格的设计吸引诸多游客过夜住宿。而游客住宿安全管控一直是公安部门的一大问题。刷脸住宿彻底解决了这一难题。游客入住登记时，需要采集人脸信息，并与购票时已登记的人脸信息相比对，对比成功才可登记入住，登记不成功将被拒绝登记，同时平台将立即告警，联动公安部门进行及时监控。

图6 刷脸住宿流程

3 人脸识别技术应用中存在的问题及初步解决方案

人脸识别在景区的应用技术已趋于成熟，各种应用探索不断取得突破，但应用过程中仍有诸多问题亟待解决。具体如下：

一是人脸检测过程中，游客戴着墨镜、帽子、口罩、撑伞等现象影响人脸识别的正确率。

二是人脸识别系统虽然能实现上述诸多功能，但无法预防正常游客实施犯罪或者自我伤害。

三是人脸识别技术仍无法通过识别游客喜好智能规划旅游路线。

针对上述问题，目前的解决方案如下：

一是人机结合。在游客人脸检测过程中，需要有相关工作人员进行配合，人为排除游客戴着墨镜、帽子、口罩、撑伞等行为。

二是人工智能与大数据分析。即利用人工智能与大数据分析算法对游客犯罪、自我伤害等脸部表现、心理表现进行检测分析判断，若出现异常系统立即告警并联动公安部门引起关注。

三是平台整合。寻求第三方智慧旅游平台，将人脸识别技术与智慧旅游平台合作，通过人脸信息库及公安部门身份登记信息识别游客平时的喜好，并进行跟踪分析改进及完善，同时在平台上针对这些喜好为游客推荐多个旅游路线供选择。

4 结束语

本文将人脸识别技术应用在鼓浪屿景区管理中，介绍了刷脸购票、刷脸乘船、刷脸观景、刷脸购物、刷脸住宿等5 个应用场景，并设计出5 个场景应用流程，可为鼓浪屿景区管理提供人性化、方便快捷、安全、体验感十足的旅游环境，为游客提供高质量的服务。 但是，人脸识别技术在景区的应用过程中，仍存在不少问题，在一些应用场景需要人机结合才能正常使用，对游客犯罪及自我伤害等还无法进行预测，也无法对根据游客喜好进行旅游线路规划，体验感无法达到最佳。因此，如何利用人工智能与大数据分析算法来解决这些问题，将是我们下一步研究的方向。