人脸识别技术在高校图书馆的应用研究

夏振华

摘要：随着数字化、物联网等技术的兴起，以读者服务为中心特别是读者体验为核心的服务理念得到推崇。通过文献和专利调研，对图书馆领域人脸识别技术研究状况和人脸识别技术的发展情况进行了简要分析，总结出人脸识别技术应用过程中存在的常见问题，给出合理化建议。以中国政法大学图书馆人脸识别技术应用实踐为例，探索未来人脸识别技术在图书馆的应用方向，以期为图书馆人脸识别技术的应用和智慧图书馆建设提供有益参考。

关键词：人脸识别 图书馆 案例分析 技术实践

中图分类号：G250.7;TP391.41     文献标识码：A

Research on the Application of Face Recognition Technology in University Libraries

XIA Zhenhua

（Library of China University of Political Science and Law， Beijing， 100088 China）

Abstract： As the rising of digitalization， internet of things and other technologies， the service concept centering on reader service， especially focusing on reader experience， had been highly accepted. Through literature and patent research， this paper briefly analyzes the research status and the development of face recognition technology in the library field， summarizes the common problems in the application process of face recognition technology， and gives reasonable suggestions. Taking the application practice of face recognition technology in the library of China University of Political Science and Law as an example， this paper explores the application direction of face recognition technology in the library in the future， so as to provide useful reference for the application of face recognition technology in the library and the construction of smart libraries.

Key Words：  Face recognition; Library; Case analysis; Technical practice

身份识别是图书馆管理服务领域一项重要内容，特别是新冠疫情暴发后，如何准确识别读者身份，记录读者在馆信息，成为图书馆疫情防控的一项重要内容。人脸识别技术作为生物识别技术中的代表，以其无接触、低成本等特点在图书馆领域的研究和应用得到了快速普及。

1人脸识别技术概述

人脸识别一般包括人脸检测、人脸追踪、人脸比对这3个阶段。人脸检测即确认采集的图像中是否有人脸；人脸追踪即在人脸检测后提取人脸的特征；人脸对比即将提取的特征与人脸信息库进行对比确认 。

1.1人脸识别技术的特点

人脸识别技术是生物识别的一种，生物识别技术的特点如表1所示。中

2.2完善措施

针对人脸识别技术应用过程中存在的问题，图书馆可以从如下几个方面进行改进。

2.2.1做好立项调研

（1）建设情况调研。

图书馆在建设人脸识别系统之前，应该首先调研所在学校或校内其他机构人脸识别系统的建设情况，明确建设需求。比如：学校是否已经建设人脸识别系统？如果已有人脸识别系统，是否对本校其他二级单位开放？学校对二级部门建设人脸识别系统是否有相关规范要求，是否允许新建人脸识别系统？新建人脸识别系统是否允许独立采集和存储师生的人脸照片等。

（2）人脸识别系统考察。

对主流人脸识别系统进行调研，可以从已经应用人脸识别系统的图书馆入手，了解系统的建设情况和使用情况，特别是系统稳定性、可靠性、识别速率、存在的问题等方面。在后疫情时代，建设人脸识别系统要考虑存在口罩等遮挡物的情况，人脸识别系统对存在面部遮挡的识别能力。目前应用比较广泛的人脸识别系统厂商有商汤科技、北京旷世科技、百度云[5]等。

2.2.2设定合理的人脸识别距离

解决人脸识别距离可以从两个方面入手：一方面可以根据用户习惯，合理地调整摄像头的角度和识别参数，减少读者认证时的感知，同时避免出现同时采集多人照片影响识别的情况，例如：在实践中，把门禁的人脸识别终端向左旋转一定的角度，只有走进闸机通道的读者的人脸信息才能被采集；另一方面在采集到的信息不符合系统要求时，系统应给出读者提示信息：“请靠近一点”“请保持适当的距离”等，或者在配套显示屏上以图示的方式提示读者摄像头采集人脸信息情况，方便读者进行相应的调整。

2.2.3推动技术升级和系统完善

2020年之前建设的人脸识别系统，在存在口罩遮挡等人脸信息时，识别效果有的不是很理想。一方面要研究人脸识别技术的进展情况，推动厂商及时进行算法升级。例如：百度云2020年后申请了9个人脸识别口罩遮挡的相关专利，并开放了相应的人脸识别接口。另一方面，在出现识别障碍时（例如：因面部遮挡无法识别），系统要给出相应提示，方便读者配合调整或者选用其他认证方式。

2.2.4提升人脸信息安全意识

读者的人脸信息是读者的生物特征，涉及读者的隐私权、肖像权、财产权等权利，一旦泄露或滥用可能造成无法挽回的损失。根据《中华人民共和国个人信息保护法》第二十八条、第二十九条有关规定，敏感個人信息是一旦泄露或者非法使用，容易导致自然人的人格尊严受到侵害或者人身、财产安全受到危害的个人信息，包括生物识别、行踪轨迹等信息。处理敏感个人信息应当取得个人的单独同意。人脸信息是生物识别信息的一种，我们在使用人脸识别技术带来的无感知认证体验和管理便利的同时，要注意遵守相关法律规范，培养馆员和读者的信息安全意识。

（1）取得读者授权。一方面允许读者在使用图书馆服务时有选择认证方式的权利，而不是强制要求采用人脸识别；另一方面，在采集读者人脸信息时，要取得读者授权。未经告知和取得读者的授权，不得利用技术优势私自采集读者人脸信息[6]。

（2）约定人脸信息保密义务。与人脸识别技术厂商约定人脸信息保密义务，可以从如下几个方面加以限制：①信息存储和传输过程中的加密义务；②访问人脸信息库应取得相应的授权；③人脸信息仅限于约定用途；④接触到人脸信息库的工作人员须签订保密协议；⑤约定因厂商原因导致人脸信息泄露或者被滥用的法律责任及应急处置义务等。

（3）加强法律相关宣传。组织个人信息保护相关法律宣传，例如：《民法典》《个人信息保护法》《网络安全法》等，以书展、讲座、案例展等形式培养读者和馆员信息保密意识，保障读者的信息安全。

3.中国政法大学图书馆人脸识别技术的应用实践

中国政法大学图书馆人脸识别项目于2019年下半年开始论证，2020年进入建设阶段。按学校有关要求，图书馆人脸识别系统须对接学校的人脸库，建设过程中没有单独配置人脸照片采集终端。由于人脸信息库照片质量问题，初期经常出现人脸识别不通过的情况。遇到这种情况，图书馆工作人员一般建议读者更新人脸信息库的照片信息。

3.1对接系统

3.1.1门禁系统

为了提升读者入馆体验，满足未携带读者卡师生的入馆需求，图书馆人脸识别系统最先对接的是门禁系统。2020年春节疫情暴发，结合疫情防控对读者体温检测要求，图书馆在建设人脸识别的基础上考虑了在门禁系统的人脸识别终端增加测温模块。海淀校区图书馆建设的是8进8出的门禁系统，共安装了16个人脸识别终端。昌平校区图书馆也进行了人脸识别认证改造。读者入馆流程如图4所示。

门禁系统对接人脸识别遇到的问题具体如下。

（1）测温功能只能监测采用人脸识别认证的读者。虽然图书馆在门禁配套的人脸识别终端增加了测温模块，因其只针对采用人脸识别入馆的读者进行体温检测，终端的测温功能未达到对全体读者进行体温监测的要求，还需要独立的测温系统，例如：当读者采用刷卡认证，通过门禁系统不受测温结果的限制。解决该问题，需要调整门禁系统体温检测和读者认证的工作流程，即读者在通过门禁闸机之前，先进行体温检测，检测通过后再启动人脸识别认证和刷卡认证。如果测温不通过，人脸识别和刷卡都只记录读者信息，不给门禁闸机发送验证通过信号，如图5所示。

这里的难点在于体温检测需要在读者进行刷卡和人脸识别前完成或者同时完成，否则可能延长读者通过闸机的等待时间，高峰时期，容易造成拥堵。

（2）人脸验证不通过的情况。

图书馆人脸识别系统对接的是学校的人脸信息库。由于初期学校人脸信息库的部分照片质量达不到系统要求，人脸识别认证经常出现识别失败的情况。经过一段时间的磨合，部分无法通过人脸识别系统的读者按照提示更新了人脸信息库的照片后，这种情况得到了很大的缓解。

戴口罩的读者人脸验证失败。进出馆的读者如果选择使用人脸识别认证通过门禁闸机，需要摘下口罩，对准人脸识别摄像头，才能通过认证。摘口罩进行人脸认证，增加了认证的等待时间，不利于疫情防控。

解决该问题需要推动人脸识别系统厂商进行算法升级，图书馆采用的人脸识别系统是基于本地部署的百度人脸识别系统。据了解，百度已经结合疫情防控实际，推出了相关的优化算法。目前图书馆使用的人脸识别系统还未进行相关更新，需要图书馆推动厂商及时进行系统升级。

3.1.2自助借还系统

图书馆自助借还系统包括自助借还机和24小时自助借阅柜，均对接了人脸识别系统。自助借还系统采用的认证方式包括“刷卡+输入密码”“扫描二维码”“人脸识别”三种方式。采用刷卡认证时，为了防止出现盗用他人读者卡的情况，在认证方式上额外增加了密码辅助认证的要求。读者刷卡后，需要按屏幕提示输入个人的借阅密码。扫描“二维码”认证需要读者办理借阅手续时随身携带手机。人脸识别系统对接自助借还机后，读者解放了双手，无须携带读者卡或手机即可实现图书借阅。

自助借还系统增加了人脸识别功能后，在很大程度上方便了读者，简化了借还书手续的办理，读者不用再为记不住繁琐的密码而苦恼。

3.1.3研修间管理系统

研修间管理系统对接了人脸识别系统。读者使用研修间的签到方式包括：刷卡签到、扫描“二维码”签到、用户名密码签到、人脸识别签到四种。在实际使用过程中，由于部分读者的用户名和密码过于简单，出现过冒用他人身份的情况，管理员根据读者反馈的信息，取消了输入用户名和密码进行签到的方式。研修间一般限制最低预约人数，刷卡签到也曾出现过借用其他读者校园卡，实际使用人数达不到设定标准的情况。经过一段时间的使用，管理人员发现，扫描“二维码”签到和人脸识别签到是读者比较喜欢的签到方式。同时，采用人脸识别进行签到的认证方式为图书馆严格控制研修间最少预约人数提供了可行的技术方案。

3.1.4体温监测系统

2020年新冠疫情的暴发，给各行各业安全生产和疫情防控都带来了全新的挑战，在疫情常态化防控背景下，根据《高等学校新型冠状病毒肺炎防控指南》的有关要求，中国政法大学图书馆在入口处设置了带人脸识别的体温监测系统。体温监测系统自带人脸识别功能，在通过红外线进行体温监测的同时，实现人员身份信息认证和入馆信息登记。体温高于37.3℃的读者检测时，设备会发出报警，提示工人员处理。若发生疑似病例，便于根据体温监测系统记录的数据进行排查。

在体温监测系统进行人脸识别认证的时候，昌平校区进图书馆曾出现过如下情况。

（1）因中午阳光直射，光线较强，出现身份识别失败的情况。管理人员通过调整监测系统的位置和方向，解决了身份识别失败的问题。光线也是影响人脸识别效果的一个重要因素。

（2）因夏天温度高，室外暴晒，出现测温异常的情况。测温出现异常，管理人员一般不会直接拒绝读者入馆，而是采用人工测温的方式予以二次检测，或者让读者等待几分钟再次检测，以避免因室外温度高等因素引起的测温不准确情况。

3.2人脸识别系统应用的意义

人脸识别技术在图书馆应用后，很大程度上解放了读者，对图书馆的智慧服务和读者体验提升具有重要意义。

3.2.1提升了管理服务水平

人脸识别技术与图书馆各类应用系统相结合，有效解决了读者身份認证问题，对疫情防控、读者进出馆、自助借还服务、研修间管理等服务质量和效率的提升效果显著。

3.2.2优化了读者体验

引入人脸识别技术前，读者在图书馆办理很多业务都离不开读者卡。经常出现因为忘带读者卡，读者入不了馆、借不了书的情况。引入人脸识别技术后，读者无需读者卡，无需记住用户名和密码，就可享受图书馆的各项服务，基本实现了无卡入馆、无卡借阅、无卡签到等，很大程度上方便了读者。

3.2.3增加了获取读者数据的维度

人脸识别技术应用于图书馆，更准确地记录了读者出入馆信息，方便结合时间段进行人员信息排查。未来人脸识别与定位系统、监控系统等用相结合，图书馆可以获取读者在馆的活动轨迹，包括区域、时间等信息，为丰富读者行为数据奠定了基础。

3.2.4拓展了图书馆智慧服务职能

随着人脸识别应用范围的拓展，图书馆可以记录读者在馆的大部分数据，包括：进出馆数据、体温监测数据、空间使用数据、图书借阅数据等，为分析读者在馆轨迹、空间偏好、阅读习惯、空间使用情况等奠定了数据基础。通过相关数据分析，可以进一步优化和拓展图书馆服务职能，例如：把人员轨迹信息与座位管理系统、研修间管理系统相结合，可以优化相关系统的管理流程；把人员轨迹信息与监控系统、存包系统、自助借还系统相结合，可以用于遗失物品的追踪等。

3.3未来的发展方向

3.3.1人脸识别与在线服务相结合

随着人脸识别技术的发展，未来人脸识别技术将逐步应用到图书馆在线认证方面。例如：百度提供了人脸识别接口服务，支持App、H5、“微信”页面等环境接入。图书馆很多线上服务可以拓展人脸识别的认证方式，例如：图书管理系统、远程访问系统、移动图书馆系统、论文管理系统等。曾长期困扰读者的系统密码复杂，记忆困难等问题，将有望通过人脸识别技术得到解决。未来，读者不再需要记住各系统复杂的密码即可获取图书馆在线服务。人脸识别技术有望解决账号使用过程中存在的密码复杂、难记等问题，降低了系统管理成本和安全风险。

3.3.2人脸识别与其他应用系统相结合

人脸识别技术与监控系统相结合，用于事后追查和监测读者行为，例如：为设施损坏、财产丢失、读者纠纷等的判断提供数据支持。目前人脸识别技术与监控系统相结合，可以提供1：1，1：N，M：N三种识别模式，在图书馆的安防领域有一定应用前景，可实现实时比对读者身份，提升监控系统的管理效果。

人脸识别技术与座位管理系统相结合，可以减少阅览座位被冒用的风险，为解决读者的座位使用纠纷提供依据，提高了阅览座位的利用率和系统数据准确性。

人脸识别技术与存包系统相结合，可以优化读者使用存包柜的体验，避免读者因为读者卡忘带或者遗失而影响了物品存取情况的发生。

人脸识别技术与咨询导航机器人相结合，可以辅助机器人识别读者身份，提供与读者身份相适应的咨询服务，提升咨询导航机器人的服务层次和水平 [7] 。

人脸识别技术与室内定位系统相结合，可以获取读者的活动轨迹信息，进一步优化图书馆的管理和服务。例如：通过位置信息判断读者所在区域，向读者推荐附近的图书馆服务成为了可能。

4结语

人脸识别技术在图书馆身份认证中的应用是以生物识别技术代表的身份认证技术在图书馆建设方面的具体实践，推动了读者无感知入馆和办理业务，提升了读者服务体验。同时，随着人脸识别技术的广泛应用，图书馆积累了大量的读者偏好数据，为分析读者行为，个性化知识推送和精准服务奠定了数据基础，一定程度上推动了图书馆智慧服务水平的提升。

参考文献

[1]万文娟.人脸识别技术在图书馆的应用现状与策略分析[J].新世纪图书馆，2022（1）：42-47.

[2]宋彦民. 虹膜识别技术特点分析[J].电脑知识与技术，2020（20）： 187-189.

[3]欧阳文汉.反人脸图像欺诈的活体识别方法研究[D].杭州：浙江大学，2020.

[4]成瑾，李昂，梁蓉蓉，等.人脸识别产品网络安全国家标准应用实践[J].信息技术与标准化，2022（5）：213-217.

[5]亢琦，陈芝荣.人脸识别技术在图书馆的应用实践与发展思考[J].图书与情报，2018（6）：97-100.

[6]刘军平，杨芷晴. 人脸识别数据保护困境及其法律应对[J].科技与法律（中英文）， 2021（6）：18-28.

[7]周东，施 芒.图书馆自行开发人脸识别应用系统的实践与思考：以中国计量大学图书馆为例[J].图书馆工作与研究，2020（1）：80-87.