梁满强
摘 要：本文介绍了人像识别技术及其原理，并对人像识别系统的设计原则进行简单阐述，进一步总结了人像识别系统在平安城市建设中的运用，促进平安城市建设的进程。
关键词： 人像识别；人像识别系统；平安城市建设
自2004年我国提出“平安城市建设”这一概念以来，在政府的大力推动下，平安城市建设已经取得初步成就并被持续推进中。在已完成平安城市建设项目中，视频监控系统占了将近一半的份额，这就为人像识别系统的运用提供了基础。
一、人像识别技术概论
人像识别技术就是指利用计算机图像分析、模型理论、人工智能及模式识别技术，将从复杂的图像场景中检测出的特征人像信息进行智能匹配识别的一种非接触性生物特征识别技术，它具有生物特征唯一性、可识别性及可测量性等特点。
人像识别系统主要包括人像采集及检测、人像预处理、人像特征提取及人像匹配与识别四个部分。
1.1 人像采集及检测
人像的采集是指利用摄像镜头将拍摄范围内的人像的静态图像及动态图像自动搜索并拍摄。人像的检测是指在图像中确定人像的位置及大小，主要是为人像的预处理做准备。
1.2 人像预处理
人像预处理是指在人脸检测结果的基础上，对图像进行光线补偿、灰度校正、几何校正、噪声过滤等处理，以便能更好地完成人像特征提取。
1.3 人像特征提取
人像特征提取是指对人像进行特征建模的过程，人像识别系统特征主要包括视觉特征、像素统计特征、人像代数特征和人像变化系数特征等。
1.4 人像匹配与识别
人像匹配与识别是指将待识别的人像特征数据与数据库中存储的特征模板相匹配，当相似度超过设定的阈值时即输出匹配结果。
二、人像识别技术的原理
2.1基于特征的人像识别算法
人像识别算法最早基于特征模板和人脸五官的几何特征来实现。该算法首先对输入的人脸特征进行处理，提取五官特征的轮廓，然后计算五官之间的几何关系，如两眼间距离、嘴距面颊距离、鼻子大概面积、下颚角度等，将输入的图像信息转化成几何信息后，采用统计识别技术对图像进行分类。
基于特征的人像识别算法基于手动选择的局部二维模式算法，提取的面部特征维度较低，匹配速度快，但由于该算法计算信息量小，计算特征信息精度不高，且受外界因素影响较高，如人脸被遮挡、面部表情变化、光线影响等，所以该算法只能作为粗略的人像识别。
2.2基于外观的人像识别算法
基于外观的人像识别算法使用人脸的全部信息，采用二维矩阵存储人像的灰度值，对输入的信息与数据库中的图像进行对比，并在一个高维度空间进行图像分类，维度越高，计算时间越长。为简化算法，有些算法采用降维方法，假定人像由多个低维度的子空间组成，并将这些子空间组合成一个总空间。该算法即突出人像的主要面部特征，又不会丢失图像中的任何信息。
三、人像识别系统的设计原则
3.1 先进性
在信息化时代的今天，科技发展日新月异，系统应采用先进的技术方法及技术路线，才能更好的与其他系统联通，同时也便于升级。
目前，人像识别系统集成了先进的人脸识别算法，该算法最大限度的采用可集成的模块，保证整个系统功能和性能的成熟稳定，具有广泛的发展前景。此外要确保整个系统功能的合理性，防止刻意追求部分子系统的高指标和先进性。
3.2 经济性
系统在设计时，综合考虑系统功能和价格等因素，构建一个应用范围广泛、质量性能高、操作简洁、经济实用的人像智能识别系统。
3.3可靠性
人像识别系统24小时都处于工作状态，且考虑到室外工作的恶劣环境，本系统装有智能高清网络摄像机具有防水、防雷电、耐高温、散热性能好等优点，保证了系统的高度可靠性，为系统提供了稳定的运行保障。
3.4扩展性
系统在软件上充分考虑到后期的扩展性，系统可二次开发，支持客户根据自我需求，后期扩充新功能；当系统存储数据超出存储空间时，可扩展存储设备，提高信息存储质量和扩大信息存储量。系统可增加新的设备或更换现有设备，提高系统运行速度；在硬件上具有多种拓展接口，便于后期扩充更多设备接入，通过增加或更换新型设备，提高系统的处理速度。
3.5易操作性
系统设有简易的人机交互界面，避免繁琐的操作实现某些具体功能，操作者无需专业的计算机基础便可熟练掌握操作系统；系统在设计中根据操作者的使用充分考虑性能的优化，将系统的响应时间控制在合理的范围内；系统的维护保养也应尽可能的简化。
3.6安全性
系统在数据建立、传输、查询的过程中，采用一系列的数据加密处理，防止数据被窃取破坏，保证数据的传输、调取的安全性。
四、人像识别系统在平安城市建设中的运用
4.1 人员身份核查
在我国经济飞速发展的今天，各种经济活动日益频繁，人口流动性大大增加，给公安户籍管理工作造成一些困扰。假冒省份证泛滥成灾，单靠人的眼里分辨难以辨别真伪，而人脸识别系统为身份证的防伪提供了有力的技术保障。当被抓获的嫌疑人拒不交代自己的真实身份时，也可以通过人像识别系统进行自动识别，看其是否存在劣迹或是在逃信息。
4.2 黑名单实时监控报警
利用现有的高清视频监控系统，将人像识别技术与云计算平台相结合，对各重要出入口抓拍到的人像特征进行实时分析与数据库中的黑名单成员进行对比，达到对黑名单人员针对性布控的效果，从而准确获取嫌疑人动向。
4.3 重点人员常态化管控
在案发率较高区域，将区域内前科人员、吸毒人员等重点人员注册为高危人员库。对重点人员进行实时抓拍比对，对其在重点区域的出现次数或者出现时间段等进行监控，一旦发现案件，即可高效的进行线索筛查，快速确定嫌疑人。
4.4 敏感场所管控
利用视频监控系统采集每个出现在机场海关安检口、港口、银行、车站、旅店、网吧等人员密集区域的人像信息，通过人像识别系统进行实时对比识别，发现可疑人员后立即发出警报并通知安保人员迅速出警，以此来提高治安监管效率。
当安保人员在执勤时发现可疑人员，可通过警用PDA让可疑人员配合获取人像信息，并将此信息通过内网与数据库匹配识别，快速传回识别结果，来帮助判断此人是不是犯罪嫌疑人。
4.5 实名制管控
对于办理户口或者身份证的人员，对其进行人像识别搜索，确保该人员身份的唯一，避免出现双户口或者虚假户口的现象。对于车站、机场等安全检查通道，也可以通过人像识别技术对相应人员的人像信息与其证件照片对比，看其是否一致，确保人证合一。
4.6 视频侦查
在侦查办案中，往往需要从大量的视频资料中搜集寻找犯罪嫌疑人的相关影像，利用人像识别技术进行对比回放，用计算机来代替人力，可以大大提高工作效率及准确性。
五、结束语
人脸识别系统在平安城市建设中起到了至关重要的作用，但是依然还存在着很多不足。目前的人脸识别系统对于场景有着较高的要求，受灯光、姿态、表情等因素的影响较大。随着科技的不断发展进步，人脸识别系统会更加准确、方便，应用的领域也会越来越广泛，更好的发挥其安全防范作用，保障人们的生命财产安全。
参考文献
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