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摘要：人脸识别的门禁系统是现代安全系统中对技术的硬性要求较高的一种门禁设备，具有生物的高度灵活变动性，也有计算机的智能先进性.本文从人脸识别门禁系统中的总体设计，软件设计，硬件设计三个方面出发，分析了基于人脸识别技术的门禁系统的设计工作原理，以期为基于人脸识别的门禁系统设计的发展提供一定的理论依据。
关键词：人脸识别；门禁系统；设计发展
1人脸识别系统的概述
人脸识别技术被包括于生物识别技术当中，生物识别技术是通过对某生物对象可以采样与测量的生物行为特征进行识别身份的一门先进技术，生物识别技术难以被蒙蔽，相对来说较为安全，不易被人为性失误妨碍工作，所以经常被应用于安保系统，作为前端识别门禁系统，展现出其突出的安全性特点。人脸识别在总的生物识别技术中，相对于掌纹、虹膜、指纹、步态、笔迹、声纹等生物特征识别技术，具有较为高度的隐蔽性。因为其完成识别并不需要被动接触，而是通过前端摄像头就完成了一些列识别操作，符合人为动作习惯，成本较低，安全性与可靠性更高[1]。
现在的人脸识别技术主要应用于三个方面，门禁入口人流控制，刑侦破案以及证件识别确认在人流量较大，或者安全性需求较高的部门，人脸识别较为适合安装应用。较为传统的需要大量计算的识别门禁系统，也更加的方便节约。
2人脸识别门禁系统中的总体设计
当代的人脸识别技术，基本上大同小异，我们主要以最基本的一种来作分析。首先，门禁系统的数据库中必须包括需要识别的对象的正脸照若干张，将其输入数据库，并形成可被分析的数据而不是简单的图像，采集对象面部的各种特征，保存下来。当有人被人脸识别门禁系统进行识别时，前端摄像装置将人脸数据传输到PC中，然后计算机将根据数据库中的原有数据与眼前面部的各种特征数据进行比对，当相似度达到一定高度时，即匹配成功，则计算机将会对门禁系统的硬件部分发出指令，可以放行；否则将禁止进入，同时计算机会记录下来者的特征数据，保存到非允许人员的数据库中，以备事后监督。
如果将整个人脸门禁系统图像化，则可以如下简要所示：
如上图所示，如果将人脸识别门禁系统更为细致地分析的话，可以看出生物人脸识别系统由硬件部分与软件部组成，其中包括了人脸识别子系统与门禁驱动系统。人脸识别子系统主要是完成人脸信息输入、特征数据传输、输出结果，软硬件部分则为摄像头等部分。人脸在系统中贯穿整个计算机运作过程，详细的人脸识别系统如下[2]：
①人脸的检测：在系统初始化时，摄像头则会判断是否检测到人脸对象。
②人脸对象识别：当摄像头确定检测到人脸对象时，则会立刻提取人脸的定位、特征部分，并通过与数据库中已保存数据特征进行对比，得出结果。
③人脸录入系统:成功识别人脸后，开启注册录入信息过程，进行新成员注册。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了安全保证，只有在成功检测到人脸后才会进行注册，并且相关注册权限只有管理员才有。
④人脸识别训练：当录入人脸数据后，计算机会根据一些特点，将所有的人脸生物特征进行分类对比，在下一次检测到时，当摄像头检测到人脸时，计算机会立刻进行相关特征信息比对匹配，随即产生比对结果。多次识别，多次匹配，多次得出结果的过程，都是对人脸识别门禁系统的一种训练，为了保证其高度精确快速地完成人脸识别。
⑤门禁驱动系统：主要是当人脸识别成功后，收到处理信息的部分。
3人脸识别门禁系统的硬件设计部分
硬件部分主要在于门禁驱动系统部分。人脸识别检测后，计算机部分比对出结果，然后向门禁硬件驱动部分发出指令，开门，或者保持关闭并发出警告。而最主要的门禁驱动部分是一个用于驱动电子插销的硬件驱动器。电子插销部分用于控制门的开关。主要基本原理是通过人脸识别端反馈的信息，改变门禁驱动的电平，控制电子插销的动态，保证门的开关状态。
门禁系统也分为单向门禁系统与双向门禁系统两种不同的控制机制。单向门禁系统只针对进门时进行人脸识别操作；而双向门禁系统则是对进门与出门都实行人脸识别操作，更加的具有保障性与安全性。此外，还有另一种分类门禁系统，有单机门禁系统与网络门禁系统两类之分。单机门禁系统即基本上只偏向于被一道门所使用，在门口检测出的人脸对象中，计算机端检测匹配成功的则开门通过，若没有原先记录，即非允许人员，则会被记录在门禁系统中，以备时候监督。而网络门禁系统则更加适合多道门禁的机构，当最先的门禁系统识别出有记录对象的人脸特征后，将会在PC端将计算出的信息在线传输给另外所有的门禁系统，达到快速识别并且精准的打开门禁。若有强制突破，无论是什么样的门禁都会发出警报，并且及时记录下该人脸数据，实行预先防御与监督作用。
4人脸识别门禁系统的软件部分
软件部分在上面已经有一些介绍，包括基本图像解释。在此作更加详细的细节分析阐述。
综合的一个过程是，当有人脸对象在摄像头前被捕捉到时，则门禁系统进行初始化，此时人脸识别门禁系统硬件中断，向主系统提出请求，主系统作出中断允许回复，然后则是详细捕捉人脸图像，采集人脸特征，采集数据完成后再次向系统提出完成申请，系统回复后，系统将进行人脸数据的处理与识别，最后将结果输送给硬件系统，即电子插销部分，完成是否放行的判断。在下面我们将分布进分析，并配以图像解释[3]。
①在人脸识别门禁系统加电后，完成系统初始化，原先被编写的特征采取程序被加载移动到另外的数据处理区域中，并存取在变量中，当有人对象确定成功检测到时，该脸部数据将会根据已编写的特征数据进行采集分类，然后被存进系统中，完成数据收集。
②除去图像信息化处理，原本的直观图像也会被存放在预先设置的变量当中，并且统一作大小与灰度的处理。
③针对人脸图像是否存在的检测，则是先判断摄像端中是否真正存在人脸图像，该检测的前提条件为，人脸的脸部、瞳孔、头部等特征位置明显显露，人脸环境符合静态并且灰度合适的范围内，背景简单，光照匀称。
④系统对人脸图像的特征数据提取，是通过检测到的人脸数据与平均人脸数据作差值，将差值存放在数组中，而该数组投影出的特征即该人脸特定的数据信息。
⑤如果特征匹配，则门禁打开，放行；若不匹配，则进行警告，门禁保持关闭，并且对该人脸数据进行在线记录，以备时候防范。
5总结
人脸识别的门禁系统是较为符合当代先进技术的发展趋势与未来全自动化智能化且精准机械的一门门禁技术，它具有高度可靠可信的特点，并且人脸信息实时有效，仅限管理人员持有，具有一定的保护性与权限设置，无需记忆或携带，并且是一种非接触式，符合人类行为学的一种门禁警戒系统。这一系列的特点，都表现其在各种高危或重点保护场所的利用价值，安全系数极高，同样是现金技术的安全保障措施，但是不像虹膜，掌纹，指纹，声波等特征检测措施一样，具有一定的非正常接触才能发挥作用。现在的人脸识别门禁技术并不是完全安全没有漏洞，所以还需要我们对此技术与思想上有进一步发掘与进步。
参考文献：
[1]郝立涛,陈书旺,唐鸿武.基于人脸识别的门禁系统设计[J]．河北工业科技, 2009,26(5):339-341.
[2]李军,蒙仕格,范权昌,陈金.基于人脸识别的门禁系统设计与实现[J]．自动化与信息工程,2013(6):30-34.
[3]朱超平.基于人脸识别的门禁系统设计与实现[J]．重庆工商大学学报(自然科学版),2011,28(4):390-393.
论文作者:徐士保
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/23
标签：门禁系统论文; 门禁论文; 特征论文; 的人论文; 数据论文; 系统论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第23期论文;