療養院的人臉識別系統設計

劉鵬鋒　周紫薇

摘要：人臉是人體生物特征之一，正確識別人臉在保證信息安全中起著很重要的作用。本文提出了療養院的人臉識別系統的設計，系統硬件是迅為的ARM架構Cortex A59八核的S5P6818開發板，軟件平臺是Linux操作系統，人臉識別采用了2DPCA算法。該系統摒棄了以往的基于PC平臺的人臉識別系統，采用了嵌入式設計平臺，使用起來更加輕便，靈活，高效。

關鍵詞：人臉識別；S5P6818開發板；Linux操作系統；2DPCA算法；嵌入式

近年來，利用生物特征的來確定身份的研究已經迅速發展。諸如語音、虹膜、指紋、視網膜、人臉等生物特征，尤其是人臉識別技術，在取代鑰匙、密碼這些傳統的身份確認方式體現出了更加可靠、快捷的優勢、人臉識別技術不需要主動配合、對用戶活動無中斷，防造假能力強等突出特點，采集信息的距離更遠，比起其他幾種生物特征，更有優勢。療養院中的客戶多是行動不便的人，他們的日常生活需要看護人員的盡心照顧。為避免看護者的疏忽，在療養院中分布人臉識別系統來確認客戶的身份信息，并記錄他們的日常活動，來確保他們的身體狀態穩定。

本文設計了基于WIFI攝像頭的人臉識別系統，該系統的功能有：人臉識別（確認識別客戶的身份信息）、實時位置追蹤（讀取后臺服務器中存儲的攝像頭在建筑物模擬圖中三維位置來獲取客戶的實時位置）、拍攝視頻圖像（服務器分析病發圖像，作為疾病診斷的依據）。文章主要論述了系統的軟硬件設計，以及各功能的實現方法。

1系統硬件和軟件平臺

人臉識別系統的硬件平臺主要由WIFI攝像頭和S3C2440開發板組成，還包括一些外圍設備，如存儲器、I/O接口電路，WIFI通信模塊。系統的整體框架如圖1所示。

攝像頭用來采集圖像，并將采集的圖像信息通過WIFI通訊協議與微處理器其進行數據交換；微處理器是整個系統的數據處理中樞，接收圖像信息，并且驅動攝像頭云臺轉動；WIFI模塊支持微處理器與外部進行的信息交換。

人臉識別系統的軟件系統是基于Linux操作系統的嵌入式平臺。Linux平臺有很多優點，如內核是開放的，并且內核性能高，軟件資源豐富；能夠支持大量的外圍硬件；很完善地支持網絡，管理文件。

Linux操作系統從底層到應用層分為5個部分，分別是引導加載程序Bootloader，Linux內核，文件系統，設備驅動程序和應用程序。操作系統的空間分配圖如圖2所示。