基于人臉識別技術的虛擬讀者證辦理

張 賀

圖書館讀者證是讀者在圖書館的身份識別，是圖書館提供借閱、上機、電子資源等服務的準入證件，傳統物理形式有紙片、磁卡、RFID芯片卡等。傳統的圖書館辦證方式是讀者到館出示身份證或其他證件，通過人工或自助辦證機進行辦證，將讀者個人信息錄入系統，審核身份信息，收取押金，最終給讀者一個實體卡片，即讀者證。這種辦證方式操作簡單，讀者也習慣，但有諸多弊端：受圖書館開館時間和服務半徑限制；辦證時間長，且需隨身攜帶身份證；實名認證精準度低。因此，相當多讀者由于工作忙、距離遠、出行不便等，難以到館辦證，不能享受持證服務，而圖書館讀者證規模難以顯著上升。隨著人工智能技術發展，使用人臉識別技術在線辦理虛擬讀者證成為解決上述問題的突破口。基于人臉識別技術的虛擬讀者證辦理不受限于圖書館地理位置和服務時間，讀者無需到館，也無需攜帶身份證件，能實現高精準度的實名認證，既方便讀者，又能提升圖書館辦證量，擁有廣闊的發展前景。本文探討基于人臉識別技術的虛擬讀者證辦理模式，為各館虛擬讀者證探索提供借鑒。

1 圖書館運用人臉識別技術辦證的可行性

(1)屬于成熟技術運用。人臉識別技術是基于人的臉部特征信息進行身份識別的生物識別技術，即用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，對檢測到的人臉進行臉部識別的一系列技術[1]，包括人臉比對、活體檢測、人臉搜索等。人臉識別技術比較成熟，人臉識別最高成功率超過99.5%[2]，騰訊、阿里巴巴等能夠提供成熟技術，已成功應用于考勤系統、支付、交通工具認證等。

辦理虛擬讀者證的關鍵步驟是獲取并審核讀者身份信息。常見的身份識別技術包括人臉識別、指紋、虹膜、聲波、簽名。虹膜、聲波、簽名等技術由于安全性不夠、應用場景局限、費用過高等，并沒有得到廣泛使用。指紋識別雖然比較成熟，但并非所有手機都集成了指紋采集設備，通用性不高，也存在接觸式衛生隱患。人臉識別技術無需接觸，準確性高，結合虛擬讀者證在線自助辦理場景，使用人臉識別技術來實現身份核實是最佳選擇。2017年底百度宣布針對中小型使用量(2QPS，5QPS)客戶提供免費服務，這種應用規模完全能夠滿足大型圖書館的日常需要。此外，圖書館作為公益單位，也能夠獲得技術廠商減免接入費用的支持。

(2)經濟方便。采用磁條式卡片或RFID芯片卡片的傳統讀者證，每張制作成本約10元。讀者須隨身攜帶讀者證，否則無法借書。虛擬讀者證沒有實體卡片，是圖書館系統服務器定時刷新的序列碼，以手機為載體，以二維碼或條碼為展示形式，沒有制證成本，讀者使用手機就可以實現自助設備的掃碼登錄和借還操作。以深圳圖書館為例，參照實體證10元一張的工本費，2019年辦理26，290張虛擬讀者證，節省26.29萬元。

(3)圖書館的應用探索。近年我國圖書館開始探索將人臉識別技術應用于業務建設。2017年浙江理工大學圖書館實現刷臉進館和借閱，2018年上海交通大學、西安電子科技大學等高校圖書館開始將人臉識別門禁系統用于讀者進館管理，2018 年9 月株洲市圖書館推出刷臉借書服務，2019 年三亞市圖書館借助支付寶實現刷臉借書。這些館的人臉識別技術應用主要實現機制是采集持證讀者照片，將照片與讀者證進行綁定，從而實現刷臉識別讀者身份，應用方向集中在門禁系統和借還服務，適用讀者范圍是持證讀者，但針對未辦證的讀者，如何將人臉識別技術應用于辦證業務，卻鮮有報道。

2 人臉識別技術下的虛擬讀者證辦理分析

2.1 辦理過程

依托人臉識別技術的虛擬讀者證辦理過程包括：讀者使用智能手機，通過圖書館移動端服務平臺，如網站、APP、微信服務號、支付寶城市服務，進入圖書館在線辦證頁面，按要求進行拍照和信息錄入，上傳照片進行人臉識別，圖書館系統后臺識別成功后自動辦好讀者證。

2.2 服務內容

虛擬讀者證和實體證享受同等權利，如借書、預借、上機、使用圖書館電子資源。在線辦理模式還能將圖書館服務延伸至因時間或身體原因無法到館的各類人群，任何人一旦辦證成功，就能立即使用圖書館線上資源和服務，可謂足不出戶，方便到家。在線辦理虛擬證服務詳見圖1。

圖1 虛擬讀者證在線一站式服務

2.3 比較優勢

相較于傳統辦證模式，依托人臉識別技術的虛擬讀者證辦理具有諸多優勢，詳見表1。

表1 傳統辦證模式與人臉識別虛擬讀者證辦理模式比較

2.4 虛擬讀者證比較

國內圖書館虛擬讀者證較成熟的申辦渠道有3種：芝麻信用辦證、E證通辦證和人臉識別API接口認證辦證，技術基礎都是人臉識別技術。

(1)芝麻信用辦證。它是指圖書館與第三方信用服務機構芝麻信用公司合作，由支付寶平臺提供用戶人臉識別過程，實名認證，并提供用戶信用積分，到達圖書館設置閾值，圖書館就可以為用戶在線辦理免押金虛擬證。芝麻信用辦證最早由杭州圖書館于2017年4月23日上馬，隨后蘇州圖書館、合肥市圖書館等陸續開通[3]。芝麻信用辦證以支付寶平臺為基礎，用戶在支付寶平臺進行交易或使用服務時會產生信用積分。芝麻信用辦證就以該積分為標準，設置辦證閾值。優勢在于超過閾值的用戶可以利用信用積分進行免押金辦證，能提高圖書館讀者量，逐步增強社會信用體系。不足之處包括：辦證入口與支付寶綁定，無法跨平臺；信用分低的用戶無法使用該服務，如支付寶新用戶或使用支付寶較少的用戶；信用積分由單一企業生成，并未得到權威認證部門認定，科學性有待考量[4]。

(2)E證通辦證。騰訊E證通是由騰訊推出的基于生物識別技術的電子證件服務，2018年6月開始推廣應用。E證通是一個虛擬證件集合，包括身份證、電子港澳通行證等，是公安部eID數字身份的首批試點應用。E證通屬于微信平臺內嵌小程序，優勢是借助微信龐大用戶群體，讀者范圍廣泛；不足之處包括：辦證入口與微信綁定，無法跨平臺，沒有對接信用體系，押金支付與否要依照圖書館規定。

(3)人臉識別API 接口認證辦證。人臉識別API接口認證辦證是指圖書館開發認證流程并對接相關人臉識別API接口。沒有平臺限制，可以通過手機瀏覽器、APP、微信服務號或支付寶城市服務等平臺發布辦證入口。核心技術是通過人臉識別API接口直接和公安部實名數據庫進行驗證，只要在公安部實名數據庫留有公民信息，都可以辦證。不足在于：需要圖書館系統增加認證模塊，并對接人臉識別API接口，程序開發量較大，技術門檻較高；沒有對接信用體系，押金支付與否要依照圖書館的規定。

2.5 深圳圖書館虛擬讀者證應用案例

(1)人臉識別技術的應用架構。深圳圖書館2018上線虛擬證辦理項目，提供2種辦證渠道。一是使用騰訊E證通微信小程序。讀者進入深圖微信服務號，接入E證通小程序，通過語音或做動作方式完成活體檢測和人臉識別，確認授權，E證通后臺獲取微信實名用戶信息，將頁面回跳至深圖公眾號進行辦證，讀者辦證成功后通過微信繳納押金，提高權限。在安全方面，深圖后臺系統和E 證通后臺互換公鑰，數據通信采用SHA1withRSA雙向加密模式，公安部回傳的實名信息采用國密SM算法進行解密。二是直接調用人臉識別API接口。讀者進入深圖移動端辦證頁面，輸入個人信息，自拍上傳，深圖將這些資料通過騰訊優圖人臉識別API接口，最終提交給國家公安部實名數據庫進行人臉比對，并返回身份識別結果，成功即為讀者辦證，通過移動支付方式繳納押金。在安全方面，對讀者照片使用防翻拍檢測技術提高接口準確率，與騰訊優圖人臉識別API接口的數據通信采用TOKEN令牌訪問機制，請求參數使用AES加密校驗。具體流程見圖2。

圖2 人臉識別辦證流程圖

(2)虛擬讀者證實施效果。2019年深圳圖書館月均辦證量見圖3，虛擬證讀者年齡分布狀況見圖4。2019上半年深圳圖書館月均總辦證量在6，000張左右。隨著在線辦理虛擬證系統的完善和宣傳，下半年虛擬證發力，呈逐月放大趨勢。在年齡分布上，青年讀者占90.5%。這表明該辦證方式符合青年需要，擴大了圖書館服務覆蓋面。

圖3 深圳圖書館月均辦證量狀況

圖4 深圳圖書館虛擬證讀者年齡分布狀況

3 虛擬讀者證實踐應注意的問題

(1)技術方案因館制宜。公共圖書館讀者存在多樣性和不確定性，申辦虛擬讀者證時要對接公安部全國實名庫以確定讀者身份，并做個人位置定位鑒權。高校圖書館讀者是教職工和學生，人員穩定，個人信息和個人照片一般保留在高校檔案系統，做人臉識別時可以指定人臉庫為該校的有限集合，無需對個人位置定位鑒權，也無需對接公安部實名庫，從而提高識別效率和識別準確率。技術實力較弱的圖書館可以與第三方公司合作，聯合實現在線申辦虛擬讀者證。技術實力較強的圖書館可以直接對接一些權威公司開放的人臉識別API接口，自行開發申辦虛擬讀者證的相關程序。采用總分館模式的圖書館群可以由總館統一技術實施，各分館加入其中。

(2)需要進行技術準備。實施虛擬讀者證項目，需要進行技術準備。第一，改進軟硬件。在虛擬讀者證應用場景中，需要館內設備支持二維碼掃碼。硬件方面，自助借還設備和人工服務臺需添加二維碼掃碼槍，以便掃描虛擬讀者證，使用相關功能；軟件方面，需根據虛擬讀者證的應用方式梳理和新增相關服務流程，使圖書館服務系統可以兼容虛擬讀者證的使用。第二，讀者辦證時可根據個人需要指定不同的讀者證類型并在線繳納押金，應支持微信支付或支付寶等主流移動支付渠道。第三，接入誠信積分體系。調研是否有相關權威的誠信積分機構，申請查詢接入權限；辦理虛擬讀者證時，應同步查詢用戶誠信積分，根據誠信積分高低，可考慮減免辦證押金。

(3)重視安全隱私問題。首先，應重視數據安全問題。在人臉識別過程中，應配合使用活體檢測或照片防翻拍技術來提高實名認證的安全性和準確率。網絡傳輸方面，由于涉及讀者隱私信息，應做好雙向數據加密。其次，應重視隱私風險問題。公共圖書館采集人臉涉及隱私風險，應根據相關法律完善操作細則，規避侵犯讀者隱私。

4 人臉識別技術在圖書館的應用展望

虛擬讀者證項目只是人臉識別技術在圖書館的一個小運用。在政策允許下，圖書館可采集讀者照片，建立自有讀者人臉庫，拓展人臉識別技術的應用空間。比如，門禁系統。在圖書館或閱覽室閘口配置攝像頭用于捕捉人臉，使用人臉識別技術對接自建照片庫，進行人臉搜索，有命中標的，即表明是本館合法讀者，才允許進入。一方面有助于提高安全性；另一方面實現入館人員信息統計分析和展示屏實時信息發布。再如，借書系統。借還書是圖書館壓力最大的業務。在自助借還設備上添加攝像頭，可以采集讀者頭像。借書操作時，通過讀者頭像來識別讀者身份。讀者無需攜帶讀者證或手機，刷臉即可借閱，便捷高效；人證合一，杜絕冒名頂替現象。又如，上機系統。電子閱覽室上機系統使用人臉識別技術作身份驗證，在管理服務臺刷臉即可分配上機電腦，通過設置上機時間或上機次數限制，杜絕一人多證、長期占用學習電腦現象。