門禁系統中人臉識別的應用研究

劉思佳

摘要：當代社會不斷發展，人們生活不但方便的同時也帶來了很多問題，社會治安壓力越來越大，門禁系統的安全性得不到保證，這成為了日益突出的問題。為解決小區的門禁管理系統的安全性問題，本文提出將人臉識別技術運用到門禁系統中，從而提高門禁系統的可靠性。本文將敘述一種使用人臉識別的門禁系統，為解決小區門禁管理的問題，提高門禁系統可靠性提供一種解決方案。本文通過人臉識別系統先對采集到的圖像進行預處理，然后對圖像進行識別，最后進行匹配來保證門禁系統的安全性。

關鍵詞：人臉識別；圖像處理；門禁

針對先進門禁系統中存在的安全性低、操作困難等問題，將人臉識別技術和門禁系統進行結合，從而一定程度上解決了現存問題。首先用攝像機對圖像進行采取，通過計算機對圖像進行預處理，進行人臉特征的提取，將提取出來的特征與數據庫中存放的數據進行比對，從而進一步判定人是否可以進入。通過一系列的流程對原有門禁系統存在的安全性低、速度慢等缺點進行了克服，不僅降低了成本而且提高了系統的安全性。

一、人臉識別系統

本文將人臉識別技術運用到門禁系統中，從而根據提取的特征確定是否可以放行。下文將重點介紹人臉識別系統的應用過程。

（一）圖像的采集與檢測

在門禁系統中首先要對通過的人進行拍照，即實現對人臉圖像的采集。而采集的主要工具就是攝像頭。而攝像頭的正確安裝與否決定人臉識別成功或失敗。

合適地安裝攝像頭，將有助于進行圖像的預處理。影響攝像頭安裝的環境因素很多，在進行圖像采集的時候亮度有一定的影響作用。亮度受環境因素的影響很大，如陰天晴天、有無遮擋物，不同條件下亮度是不同的。考慮到用戶的體驗，攝像頭安裝的高低也應該有一定的標準，過高或過低都有可能出現各種各樣的問題，從而影響到采集到的圖像的質量。

在考慮多種影響因素的前提下，再對攝像頭進行設置。如果攝像頭能夠更加的智能化，可以根據不同地區、不同季節、不同時間進行自動調整，使得攝像頭具備不同的模式，可以自動切換，這樣就保證了采集到的圖像的有效性。

（二）圖像的預處理

初步采集的圖像，會因為不同因素的存在使得圖像本身存在很多問題，如因為周圍環境或天氣的因素導致圖像的亮度不均勻，因為攝像頭沒有防抖功能的存在使得圖片不清晰等，所以對于初步采集到的圖像要進行預處理，從而在一定程度上對圖像的質量進行改善，方便后續工作的進行。

（三）圖像的識別算法

經過預處理這一流程，圖像中存在的大部分問題都已經得到了解決，對于噪聲、亮度以及畫質等的問題已經基本濾去，對其影響已經降到最低，但人臉識別技術作為一種新興技術，對數據處理速度方面的要求很高，因此相對來說把比較快捷的PCA算法作為圖像識別算法是一種很好的方法。K-L變換作為PCA的原理，對圖片各個維度的降低有著重大的作用，能夠提取原圖像的以為特征向量，作為依據支撐后續的圖像匹配。

二、系統功能

將人臉識別技術運用到門禁系統中，使得門禁系統擁有了一下幾個功能：通過圖像的比對和匹配能夠防止其他社會人員隨意進入小區，保障了小區的基本安全，同時對于一些推銷人員等外來人員起到了一定的約束，使得小區的廣告亂貼等現象得到了有效的緩解，同時為居民營造了一個良好、和諧、舒適的環境；對于小區內居民的管理，一方面對于小區居民出入的記錄實現了數據化的管理，管理的同時使得居民在沒在小區的狀態也清晰可見，真正為社會治安提供了方便。當然對于外來人員，基于人臉識別的門禁系統本身是無法允許人員自動進入的，但可以通過系統提出申請，可以由居民或者社區管理員核實身份后，如果申請通過則可以進入。

三、結論

門禁系統中加入人臉識別，使得社區環境更加安全、舒適、和諧，從而規范了社區的管理，使得社會治安變得更加高效。雖然使用人臉識別的門禁系統有的前所未有的好處但存在的問題也一個個出現。精確度和速度之間的矛盾無法得到解決。如果想最大程度的提高圖片的精確度那么只能在圖片的采集和預處理變得更加細致，增加對于圖像的細節處理，這樣就會很大程度上降低門禁系統的處理效率。相反，如果追求門禁系統的速度，則圖片的預處理及采集過程中則需要簡化流程，從而提高門禁系統的識別速度。因為該門禁系統仍停留在二維灰度圖像的特征提取的階段上，未來圖片識別的維度也會逐漸改變，變得更多維，其準確性相對于現有人臉識別系統會相應提升不少，所以本文所介紹的人臉識別方法的準確率與速度仍均有待提高。

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