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人臉識別在考勤、門禁系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要：人臉識別是一項熱門的計算機(jī)技術(shù)研究領(lǐng)域，它屬于生物特征識別技術(shù)，是對生物體（一般特指人）本身的生物特征來區(qū)分生物體個體。生物特征識別技術(shù)所研究的生物特征包括臉、指紋、手掌紋、虹膜、視網(wǎng)膜、聲音（語音）等，相應(yīng)的識別技術(shù)就有人臉識別、指紋識別、掌紋識別、虹膜識別、視網(wǎng)膜識別、語音識別（用語音識別可以進(jìn)行身份識別，也可以進(jìn)行語音內(nèi)容的識別，只有前者屬于生物特征識別技術(shù)）、體形識別、鍵盤敲擊識別、簽字識別等。
一、人臉識別技術(shù)
人臉識別是基于人的臉部特征，對輸入的人臉圖象或者視頻流 . 首先判斷其是否存在人臉 , 如果存在人臉，則進(jìn)一步的給出每個臉的位置、大小和各個主要面部器官的位置信息。并依據(jù)這些信息，進(jìn)一步提取每個人臉中所蘊涵的身份特征，并將其與已知的人臉進(jìn)行對比，從而識別每個人臉的身份。
二、人臉識別的算法
人臉識技術(shù)中被廣泛采用的區(qū)域特征分析算法，它融合了計算機(jī)圖像處理技術(shù)與生物統(tǒng)計學(xué)原理于一體，利用計算機(jī)圖像處理技術(shù)從視頻中提取人像特征點，利用生物統(tǒng)計學(xué)的原理進(jìn)行分析建立數(shù)學(xué)模型,即人臉特征模板。利用已建成的人臉特征模板與被測者的人的面像進(jìn)行特征分析，根據(jù)分析的結(jié)果來給出一個相似值。通過這個值即可確定是否為同一人。
三、人臉識別主要的功能模塊
1、人臉捕獲與跟蹤功能：
人臉捕獲是指在一幅圖像或視頻流的一幀中檢測出人像并將人像從背景中分離出來，并自動地將其保存。人像跟蹤是指利用人像捕獲技術(shù)，當(dāng)指定的人像在攝像頭拍攝的范圍內(nèi)移動時自動地對其進(jìn)行跟蹤。
2、人臉識別比對：
人臉識別分核實式和搜索式二種比對模式。核實式是對指將捕獲得到的人像或是指定的人像與數(shù)據(jù)庫中已登記的某一對像作比對核實確定其是否為同一人。搜索式的比對是指，從數(shù)據(jù)庫中已登記的所有人像中搜索查找是否有指定的人像存在。
3、人臉的建模與檢索：
可以將登記入庫的人像數(shù)據(jù)進(jìn)行建模提取人臉的特征，并將其生成人臉模板（人臉特征文件）保存到數(shù)據(jù)庫中。在進(jìn)行人臉?biāo)阉鲿r（搜索式），將指定的人像進(jìn)行建模，再將其與數(shù)據(jù)庫中的所有人的模板相比對識別，最終將根據(jù)所比對的相似值列出最相似的人員列表。
4、真人鑒別功能：
系統(tǒng)可以識別得出攝像頭前的人是一個真正的人還是一幅照片。以此杜絕使用者用照片作假。此項技術(shù)需要使用者作臉部表情的配合動作。
5、圖像質(zhì)量檢測：
圖像質(zhì)量的好壞直接影響到識別的效果，圖像質(zhì)量的檢測功能能對即將進(jìn)行比對的照片進(jìn)行圖像質(zhì)量評估，并給出相應(yīng)的建議值來輔助識別。
四、人臉識別優(yōu)勢
人臉識別的優(yōu)勢在于其自然性和不被被測個體察覺的特點。
所謂自然性，是指該識別方式同人類（甚至其他生物）進(jìn)行個體識別時所利用的生物特征相同。例如人臉識別，人類也是通過觀察比較人臉區(qū)分和確認(rèn)身份的，另外具有自然性的識別還有語音識別、體形識別等，而指紋識別、虹膜識別等都不具有自然性，因為人類或者其他生物并不通過此類生物特征區(qū)別個體。
不被察覺的特點對于一種識別方法也很重要，這會使該識別方法不令人反感，并且因為不容易引起人的注意而不容易被欺騙。人臉識別具有這方面的特點，它完全利用可見光獲取人臉圖像信息，而不同于指紋識別或者虹膜識別，需要利用電子壓力傳感器采集指紋，或者利用紅外線采集虹膜圖像，這些特殊的采集方式很容易被人察覺，從而更有可能被偽裝欺騙。
五、人臉識別在門禁、考勤系統(tǒng)中的應(yīng)用產(chǎn)品
隨著北京2008年奧運會開幕式上正式使用了中國自主知識產(chǎn)權(quán)的人臉識別比對系統(tǒng)后，人臉識別技術(shù)在國內(nèi)得到廣泛的關(guān)注。并在門禁、考勤等應(yīng)用領(lǐng)域得以推廣。以下是國內(nèi)某公司推出的人臉識別考勤、人臉識別門禁產(chǎn)品。
人臉考勤機(jī)系列產(chǎn)品, 是全球第一款嵌入式“雙攝像頭”人臉識別產(chǎn)品，它采用最新的“Dual Sensor? V2.0”人臉識別算法, ,應(yīng)用嵌入式高速度數(shù)字信號處理技術(shù),識別速度快,準(zhǔn)確率高,不受環(huán)境光線影響;它采用TFT彩屏顯示,語音報姓名,專門針對廣大企事業(yè)單位門禁管理及考勤管理而設(shè)計,安全、方便、快捷。
1.獨特的人臉關(guān)鍵區(qū)域定位方法，定位準(zhǔn)確度高，識別率高；
2.人臉識別算法具有自學(xué)習(xí)功能，可以有效解決人臉的緩慢歲月變化問題；
3. 采用專用雙攝像頭，屬于準(zhǔn)三維人臉識別技術(shù)，識別性能大大超過二維人臉識別，算法復(fù)雜度遠(yuǎn)低于三維人臉識別，技術(shù)優(yōu)勢明顯；
4.識別性能不受環(huán)境光線的影響，黑暗中也可識別，滿足各種不同的用戶需求和使用環(huán)境；
1) 彩屏顯示，自動捕獲
3.5英寸TFT彩屏顯示，人臉自動捕獲。
2) 語音報姓名
識別成功后，自動播報中文姓名。
3) 觸摸鍵盤
采用最新觸摸技術(shù)，時尚。
4) 人臉識別算法
采用Dual Sensor TM V2.0人臉識別算法，識別更精準(zhǔn)。
5) U盤下載
通過U盤上傳用戶姓名列表，下載考勤記錄以及照片。
6) TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信
通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)置設(shè)備狀態(tài)，以及上傳下載信息。
7) 照片追查，安全性好
無論人臉識別成功、失敗，都有照片記錄可追查，安全性好。
8) 刷卡+人臉識別
支持先刷卡，后人臉比對。
9) 考勤軟件
支持各種班次設(shè)置，包括復(fù)雜的倒班，直接輸出各種考勤報表。五年市場銷售檢驗，功能強(qiáng)大，成熟穩(wěn)定。
10) 大容量SD卡
1GB的SD卡存儲全部照片記錄
技術(shù)參數(shù)
規(guī)格參數(shù)：
· 用戶容量:600人（機(jī)柜式1500人）
· 記錄容量:20萬條（機(jī)柜式無限制）
· 照片容量:7萬條（機(jī)柜式無限制）
· 保安容量:1GB
· 識別算法: Dual Sensor V2.0
· 攝象頭:專用雙攝象頭
· 驗證方式:人臉識別、刷卡+人臉識別
· 驗證速度:小于1秒(600用戶)
· 誤識率:小于0.001%
· 拒識率:小于1%
機(jī)柜式人臉識別考勤機(jī)、人臉識別門禁機(jī)：
· 用戶容量：1500人
· 記錄容量：不限
· 照片容量：不限
· 識別算法：Dual Sensor TM V2.0
· 攝像頭：專用雙攝像頭
· 驗證方式：人臉識別
· 驗證速度：<1秒（1500個用戶）
· 觸摸屏：全觸屏操作，手寫識別
· LCD：10.4英寸工業(yè)彩屏，真彩，
800*600分辨率
· TTS：語音合成報姓名
· 考勤通信：標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP，聯(lián)網(wǎng)考勤
· 門禁輸出：開關(guān)信號
· 電源：220V交流
· 環(huán)境光線：0－50000 Lux
· 使用距離：30－100 cm
· 使用溫度：0℃－45℃
· 使用濕度：20% - 80%
· 尺寸：1150*350* 350mm
· 安裝方式：落地式
人臉識別是基于人的臉部特征，對輸入的人臉圖象或者視頻流 . 首先判斷其是否存在人臉 , 如果存在人臉，則進(jìn)一步的給出每個臉的位置、大小和各個主要面部器官的位置信息。并依據(jù)這些信息，進(jìn)一步提取每個人臉中所蘊涵的身份特征，并將其與已知的人臉進(jìn)行對比，從而識別每個人臉的身份。
二、人臉識別的算法
人臉識技術(shù)中被廣泛采用的區(qū)域特征分析算法，它融合了計算機(jī)圖像處理技術(shù)與生物統(tǒng)計學(xué)原理于一體，利用計算機(jī)圖像處理技術(shù)從視頻中提取人像特征點，利用生物統(tǒng)計學(xué)的原理進(jìn)行分析建立數(shù)學(xué)模型,即人臉特征模板。利用已建成的人臉特征模板與被測者的人的面像進(jìn)行特征分析，根據(jù)分析的結(jié)果來給出一個相似值。通過這個值即可確定是否為同一人。
三、人臉識別主要的功能模塊
1、人臉捕獲與跟蹤功能：
人臉捕獲是指在一幅圖像或視頻流的一幀中檢測出人像并將人像從背景中分離出來，并自動地將其保存。人像跟蹤是指利用人像捕獲技術(shù)，當(dāng)指定的人像在攝像頭拍攝的范圍內(nèi)移動時自動地對其進(jìn)行跟蹤。
2、人臉識別比對：
人臉識別分核實式和搜索式二種比對模式。核實式是對指將捕獲得到的人像或是指定的人像與數(shù)據(jù)庫中已登記的某一對像作比對核實確定其是否為同一人。搜索式的比對是指，從數(shù)據(jù)庫中已登記的所有人像中搜索查找是否有指定的人像存在。
3、人臉的建模與檢索：
可以將登記入庫的人像數(shù)據(jù)進(jìn)行建模提取人臉的特征，并將其生成人臉模板（人臉特征文件）保存到數(shù)據(jù)庫中。在進(jìn)行人臉?biāo)阉鲿r（搜索式），將指定的人像進(jìn)行建模，再將其與數(shù)據(jù)庫中的所有人的模板相比對識別，最終將根據(jù)所比對的相似值列出最相似的人員列表。
4、真人鑒別功能：
系統(tǒng)可以識別得出攝像頭前的人是一個真正的人還是一幅照片。以此杜絕使用者用照片作假。此項技術(shù)需要使用者作臉部表情的配合動作。
5、圖像質(zhì)量檢測：
圖像質(zhì)量的好壞直接影響到識別的效果，圖像質(zhì)量的檢測功能能對即將進(jìn)行比對的照片進(jìn)行圖像質(zhì)量評估，并給出相應(yīng)的建議值來輔助識別。
四、人臉識別優(yōu)勢
人臉識別的優(yōu)勢在于其自然性和不被被測個體察覺的特點。
所謂自然性，是指該識別方式同人類（甚至其他生物）進(jìn)行個體識別時所利用的生物特征相同。例如人臉識別，人類也是通過觀察比較人臉區(qū)分和確認(rèn)身份的，另外具有自然性的識別還有語音識別、體形識別等，而指紋識別、虹膜識別等都不具有自然性，因為人類或者其他生物并不通過此類生物特征區(qū)別個體。
不被察覺的特點對于一種識別方法也很重要，這會使該識別方法不令人反感，并且因為不容易引起人的注意而不容易被欺騙。人臉識別具有這方面的特點，它完全利用可見光獲取人臉圖像信息，而不同于指紋識別或者虹膜識別，需要利用電子壓力傳感器采集指紋，或者利用紅外線采集虹膜圖像，這些特殊的采集方式很容易被人察覺，從而更有可能被偽裝欺騙。
五、人臉識別在門禁、考勤系統(tǒng)中的應(yīng)用產(chǎn)品
隨著北京2008年奧運會開幕式上正式使用了中國自主知識產(chǎn)權(quán)的人臉識別比對系統(tǒng)后，人臉識別技術(shù)在國內(nèi)得到廣泛的關(guān)注。并在門禁、考勤等應(yīng)用領(lǐng)域得以推廣。以下是國內(nèi)某公司推出的人臉識別考勤、人臉識別門禁產(chǎn)品。
人臉考勤機(jī)系列產(chǎn)品, 是全球第一款嵌入式“雙攝像頭”人臉識別產(chǎn)品，它采用最新的“Dual Sensor? V2.0”人臉識別算法, ,應(yīng)用嵌入式高速度數(shù)字信號處理技術(shù),識別速度快,準(zhǔn)確率高,不受環(huán)境光線影響;它采用TFT彩屏顯示,語音報姓名,專門針對廣大企事業(yè)單位門禁管理及考勤管理而設(shè)計,安全、方便、快捷。
1.獨特的人臉關(guān)鍵區(qū)域定位方法，定位準(zhǔn)確度高，識別率高；
2.人臉識別算法具有自學(xué)習(xí)功能，可以有效解決人臉的緩慢歲月變化問題；
3. 采用專用雙攝像頭，屬于準(zhǔn)三維人臉識別技術(shù)，識別性能大大超過二維人臉識別，算法復(fù)雜度遠(yuǎn)低于三維人臉識別，技術(shù)優(yōu)勢明顯；
4.識別性能不受環(huán)境光線的影響，黑暗中也可識別，滿足各種不同的用戶需求和使用環(huán)境；
1) 彩屏顯示，自動捕獲
3.5英寸TFT彩屏顯示，人臉自動捕獲。
2) 語音報姓名
識別成功后，自動播報中文姓名。
3) 觸摸鍵盤
采用最新觸摸技術(shù)，時尚。
4) 人臉識別算法
采用Dual Sensor TM V2.0人臉識別算法，識別更精準(zhǔn)。
5) U盤下載
通過U盤上傳用戶姓名列表，下載考勤記錄以及照片。
6) TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信
通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)置設(shè)備狀態(tài)，以及上傳下載信息。
7) 照片追查，安全性好
無論人臉識別成功、失敗，都有照片記錄可追查，安全性好。
8) 刷卡+人臉識別
支持先刷卡，后人臉比對。
9) 考勤軟件
支持各種班次設(shè)置，包括復(fù)雜的倒班，直接輸出各種考勤報表。五年市場銷售檢驗，功能強(qiáng)大，成熟穩(wěn)定。
10) 大容量SD卡
1GB的SD卡存儲全部照片記錄
技術(shù)參數(shù)
規(guī)格參數(shù)：
· 用戶容量:600人（機(jī)柜式1500人）
· 記錄容量:20萬條（機(jī)柜式無限制）
· 照片容量:7萬條（機(jī)柜式無限制）
· 保安容量:1GB
· 識別算法: Dual Sensor V2.0
· 攝象頭:專用雙攝象頭
· 驗證方式:人臉識別、刷卡+人臉識別
· 驗證速度:小于1秒(600用戶)
· 誤識率:小于0.001%
· 拒識率:小于1%
機(jī)柜式人臉識別考勤機(jī)、人臉識別門禁機(jī)：
· 用戶容量：1500人
· 記錄容量：不限
· 照片容量：不限
· 識別算法：Dual Sensor TM V2.0
· 攝像頭：專用雙攝像頭
· 驗證方式：人臉識別
· 驗證速度：<1秒（1500個用戶）
· 觸摸屏：全觸屏操作，手寫識別
· LCD：10.4英寸工業(yè)彩屏，真彩，
800*600分辨率
· TTS：語音合成報姓名
· 考勤通信：標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP，聯(lián)網(wǎng)考勤
· 門禁輸出：開關(guān)信號
· 電源：220V交流
· 環(huán)境光線：0－50000 Lux
· 使用距離：30－100 cm
· 使用溫度：0℃－45℃
· 使用濕度：20% - 80%
· 尺寸：1150*350* 350mm
· 安裝方式：落地式
