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人脸识别技术在智能楼宇中的应用研究
摘要:随着智能楼宇投资的不断发展和深化,智能楼宇已经成为工作与生活的载体。与此同时,智能楼宇安防问题也成为社会关注的热点。如上下班高峰时期,保安图省事将门一直敞开,陌生车辆、人员出入都很轻松,进出登记制度、巡逻制度等安防措施常常执行不到位。传统基于人工的安防方式数据不互通,业务难融合,难以实现实时入侵检测、视频监控、消防报警等,长期面临着综合安防弱、服务体验差、运营效率低、管理成本高等痛点。智慧安防通过大数据、人工智能、无线通信等先进技术对获取信息进行整合,可实现事前预防、事中感知、快速响应和事后分析。人脸识别技术是实现智慧安防的必要环节与重要手段,是计算机视觉、模式识别、生物特征识别等领域热点研究课题之一,同时也得到了公安、交通等用户方的高度重视。
关键词:人脸识别技术;智能楼宇;生物特征识别
一、人脸识别技术
人脸识别从其本质上来讲,是通过不同人的面部特征,而对其身份完成识别的生物识别技术,这一技术是在大数据、人脸识别计算等先进技术的支持下得以实现的,属于智能AI的范畴。同时,人脸识别自诞生以来便受到了很多关注,特别是在智慧社区、智慧写字楼、智慧楼宇,甚至政府部门中进行实际应用,这与其安全便捷的优势和特点是分不开的。在不同场所,人脸识别以其特有的功能完成人员出入管理的工作,通过其科技感,使人员的舒适度得以提升。另外,因人的面部特征具有唯一性的生物特点,不会被轻易仿造,所以这也从侧面反映出人脸识别的较大安全性。人脸识别技术功能的实现,需要经过三个部分,分别为:人脸检测、人脸跟踪,人脸比对。同时,识别的流程也分为三步,分别为:建立某一用户面向资料;获得用户当前面向资料;将当前面向资料与档案库数据作比较。
二、智能楼宇
智能建筑当中包括了30多个子系统,包括了安防设备监控、智能家居控制系统、智能机器人等,同时已经构成了网络平台上的融合子体系,这也成为互联网形态下智能化建筑的重要部分,更好地满足建筑使用者以及物业的使用需求。随着全球数字化的发展,传统意义上的办公楼已暴露出诸多问题,如管理成本高、运营混乱、人员拥堵、环境恶劣等。为了应对全球智能化发展进程中的各项问题,智慧楼宇的发展理念应运而生。智慧楼宇是有生命活力的建筑载体,集工作、生活、商业等于一体。新时代办公楼的能耗不断增加,人们对工作环境舒适度的需求也日益提高,每个人都渴望拥有智能、绿色、健康、舒适的办公环境。据调查显示,使用智慧楼宇系统的办公楼可以将办公环境的舒适度提高15%~20%,员工的工作积极性更高,工作效率也随之提升。
三、人脸识别技术在智能楼宇中的应用
1、系统组成
基于人脸识别的智慧楼宇管理系统主要由信息采集终端、图像处理服务器、数据存储服务器和智慧应用终端集群组成。其中智慧应用终端集群包括门禁系统服务端、考勤管理服务终端等等,各部分通过以太网连接在一起。
2、系统功能
智慧楼宇管理系统通过信息采集终端将办公人员人脸信息录入到系统中,通过图像处理服务器提取到每个人的面部特征信息,并将人脸信息存储到数据存储服务器中,最后便可以将人脸信息应用到各个服务终端。(1)人员身份核验。身份核验是日常生活工作中最常用也是最基本的功能。如在城市交通系统中身份核验就是基于姓名和身份证号,将当前获取的人脸图片与调取的公民身份证小图对比,得出相似度或者比对分数,从而据此判断是否为同一人。智慧楼宇安防中必须具备人员身份核验功能,从而确定人员的属性以及具有的权限。如对于楼宇大门来说,所有楼宇内工作人员均可以进入。但是在某些办公场所中,只有具有特定权限的人员才可以进去。此时,身份核验是后续所有的功能的基础。(2)人员轨迹刻画。在人员身份核验的基础上,为进一步了解人员各种信息,人员识别系统需具有人员轨迹刻画功能。通过人员轨迹刻画或者查询,可以统计人员在特定时间是否出现在特定地点,从而可以简便快捷地统计人员在位时间、工作时长等数据。(3)重点人员预警。重点人员一般分为楼宇内工作人员和非法入侵人员。楼宇内人员具有楼宇的进入权限,可以通过人脸识别系统进入楼宇。但是如果存在不良动机,可能会对楼宇造成恶劣影响的,识别系统则需实时关注该人员异常行为。对于非法入侵人员,需要具备快速预警和报警功能。
3、具体应用
(1)通道出入口。智慧楼宇设置的出入口通道,使得内外人员的出入更加规范、有序,而且也有效防止无关人员随意进入楼宇。通道出入口的人脸识别将机械设备和电子设备进行了有效的融合,主要包含了以下几个部分,分别为:人脸(二维码)识读、闸机执行(锁定)、控制机部分。人脸信息由人脸摄像机负责采集,并将信息第一时间上传至控制机,控制机会对这一信息进行识别,判断人员信息的权限范围,得到结果后将信号传递到闸机,而闸机接收到指令后,便会在执行结构的作用下做出开启通道的反应;闸机在红外感应的作用下,能够自动判断人员的进出,人员在顺利进入和出去后,闸机则会立即将通道做关闭处理。智慧楼宇内部的工作人员,可自行注册使用权限,进而保证通道出入口日常进出的有效性。对于外部访客若要进入楼宇内,则要在负责访客登记位置做好登记,或者提前预约,预约信息经由受访人确认后,便可由通道出入口出入。
(2)访客管理。将人脸识别系统管理后台与访客系统、通道闸机和门禁管理系统集成,访客可通过预约登记或者现场登记的方式,将相关证件和人脸信息采集进人脸识别系统,这样访客可通过刷脸进出。系统自动记录访客出入时间、出入位置、出入时抓拍的人脸图像等信息,同时可按照规则取消访客出入权限。人脸识别应用在楼宇访客管理场景中,加强了访客管理,提升了楼宇的形象。
(3)考勤签到。人脸识别应用在考勤签到管理中,是将传统的考勤机、签到机等机器设备以人脸读卡器替代,这样园区人员出勤管理会更加便捷化,同时准确率和安全性更高,人脸识别考勤签到管理系统的功能更加多元和完善,主要体现在出勤的查询和处理,考勤统计、打卡机制等。
4、应用思考
人脸识别应用对服务器资源、网络资源以及存储楼宇资源均有较大的需求,高精度的识别率依赖于清晰的楼宇人脸图像。由于环境的复杂性和识别对象的多变性,楼宇单一的人脸识别途径很难做到准确识别,在一定程度楼宇上存在误差空间。为此,需加强顶层设计,如前端设楼宇备所采集的视频质量将直接影响人脸识别应用的准确楼宇性和效率,为此需仔细设计前端摄像机的安装点位和楼宇现场部署。
参考文献
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