门禁系统中人脸识别的应用研究

刘思佳

摘要：当代社会不断发展，人们生活不但方便的同时也带来了很多问题，社会治安压力越来越大，门禁系统的安全性得不到保证，这成为了日益突出的问题。为解决小区的门禁管理系统的安全性问题，本文提出将人脸识别技术运用到门禁系统中，从而提高门禁系统的可靠性。本文将叙述一种使用人脸识别的门禁系统，为解决小区门禁管理的问题，提高门禁系统可靠性提供一种解决方案。本文通过人脸识别系统先对采集到的图像进行预处理，然后对图像进行识别，最后进行匹配来保证门禁系统的安全性。

关键词：人脸识别；图像处理；门禁

针对先进门禁系统中存在的安全性低、操作困难等问题，将人脸识别技术和门禁系统进行结合，从而一定程度上解决了现存问题。首先用摄像机对图像进行采取，通过计算机对图像进行预处理，进行人脸特征的提取，将提取出来的特征与数据库中存放的数据进行比对，从而进一步判定人是否可以进入。通过一系列的流程对原有门禁系统存在的安全性低、速度慢等缺点进行了克服，不仅降低了成本而且提高了系统的安全性。

一、人脸识别系统

本文将人脸识别技术运用到门禁系统中，从而根据提取的特征确定是否可以放行。下文将重点介绍人脸识别系统的应用过程。

（一）图像的采集与检测

在门禁系统中首先要对通过的人进行拍照，即实现对人脸图像的采集。而采集的主要工具就是摄像头。而摄像头的正确安装与否决定人脸识别成功或失败。

合适地安装摄像头，将有助于进行图像的预处理。影响摄像头安装的环境因素很多，在进行图像采集的时候亮度有一定的影响作用。亮度受环境因素的影响很大，如阴天晴天、有无遮挡物，不同条件下亮度是不同的。考虑到用户的体验，摄像头安装的高低也应该有一定的标准，过高或过低都有可能出现各种各样的问题，从而影响到采集到的图像的质量。

在考虑多种影响因素的前提下，再对摄像头进行设置。如果摄像头能够更加的智能化，可以根据不同地区、不同季节、不同时间进行自动调整，使得摄像头具备不同的模式，可以自动切换，这样就保证了采集到的图像的有效性。

（二）图像的预处理

初步采集的图像，会因为不同因素的存在使得图像本身存在很多问题，如因为周围环境或天气的因素导致图像的亮度不均匀，因为摄像头没有防抖功能的存在使得图片不清晰等，所以对于初步采集到的图像要进行预处理，从而在一定程度上对图像的质量进行改善，方便后续工作的进行。

（三）图像的识别算法

经过预处理这一流程，图像中存在的大部分问题都已经得到了解决，对于噪声、亮度以及画质等的问题已经基本滤去，对其影响已经降到最低，但人脸识别技术作为一种新兴技术，对数据处理速度方面的要求很高，因此相对来说把比较快捷的PCA算法作为图像识别算法是一种很好的方法。K-L变换作为PCA的原理，对图片各个维度的降低有着重大的作用，能够提取原图像的以为特征向量，作为依据支撑后续的图像匹配。

二、系统功能

将人脸识别技术运用到门禁系统中，使得门禁系统拥有了一下几个功能：通过图像的比对和匹配能够防止其他社会人员随意进入小区，保障了小区的基本安全，同时对于一些推销人员等外来人员起到了一定的约束，使得小区的广告乱贴等现象得到了有效的缓解，同时为居民营造了一个良好、和谐、舒适的环境；对于小区内居民的管理，一方面对于小区居民出入的记录实现了数据化的管理，管理的同时使得居民在沒在小区的状态也清晰可见，真正为社会治安提供了方便。当然对于外来人员，基于人脸识别的门禁系统本身是无法允许人员自动进入的，但可以通过系统提出申请，可以由居民或者社区管理员核实身份后，如果申请通过则可以进入。

三、结论

门禁系统中加入人脸识别，使得社区环境更加安全、舒适、和谐，从而规范了社区的管理，使得社会治安变得更加高效。虽然使用人脸识别的门禁系统有的前所未有的好处但存在的问题也一个个出现。精确度和速度之间的矛盾无法得到解决。如果想最大程度的提高图片的精确度那么只能在图片的采集和预处理变得更加细致，增加对于图像的细节处理，这样就会很大程度上降低门禁系统的处理效率。相反，如果追求门禁系统的速度，则图片的预处理及采集过程中则需要简化流程，从而提高门禁系统的识别速度。因为该门禁系统仍停留在二维灰度图像的特征提取的阶段上，未来图片识别的维度也会逐渐改变，变得更多维，其准确性相对于现有人脸识别系统会相应提升不少，所以本文所介绍的人脸识别方法的准确率与速度仍均有待提高。

参考文献：

[1] 伍威，李晋惠.基于PCA 和LDA的人脸识别技术的研究[J].科技信息.2008，36（77）.

[2] 苏煜，山世光，陈熙霖，etal.基于全局和局部特征集成的人脸识别[J].软件学报，2010，21（8）：1849-1862.

[3]何国辉，甘俊英.PCA类内平均脸法在人脸识别中的应用研究[J].计算机应用研究，2006，23（3）：165-166.