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【摘要】文章简单介绍了人脸识别技术的特点和优势,根据核电站特点及其安全防护要求，对人脸识别技术在核电站安防系统中的适用性进行探讨。
【关键词】核电站 人脸识别 安防系统
1 引言
随着经济快速发展和城市化建设的步伐日益加快，面对越来越复杂的社会治安情况以及社会公共安全维护保障难度的增加，人脸识别作为人工智能中的带表性技术，已经成为安全防范的重要方法和社会安全防控体系建设中的重要部分。通过构建集成化、多功能、综合性防控网络，进一步提升维护稳定、安全防控、保障安全的重要手段和依靠。核电站为一级安全防护等级，对安防系统有着较高要求，目前国内核电站安防系统大都沿用以往手段，对新技术运用较少。
2 人脸识别技术架构和工作过程
2.1 物理构架设计
人脸识别技术在计算机视觉领域最具代表性，是一种生物特征识别技术，也是人工智能技术发展的风向标，依托人的面部信息，在整合人工智能、模型理论、视频图像处理、机器识别、机器学习等多种技术的基础上进行身份识别。其流程包括人脸图像的采集、检测、特征提取、匹配和识别等，其技术架构主要包括以下几个方面：
1）建立信息库：通过高清网络摄像机和专业人脸抓拍机将过往人员面部图像进行抓拍，获取人脸图片，借助专业人脸抓拍机内置的智能分析算法达到对视频中人脸进行自动补获、抓拍的目的。抓拍内容包括静态图像、动态图像及不同的位置、不同的表情定位。
2) 人脸检测：主要用于人脸识别的预处理，即在动态场景和较为复杂的背景中通过前端采集系统准确检测出人脸的位置和大小，用于人脸的比对与识别。
3）图像预处理
在人脸检测的基础上，对获取的图像进行技术处理后，进而用于面部特征提取的过程。捕获后的原始图像因受到周围环境条件及其他条件的干扰，大都不可直接使用，需要在图像处理的初期阶段进行光线补偿、灰度变换、噪声过滤等处理。
4）特征提取：人脸特征即人脸表征，人脸识别系统提取包括模板特征提取、视觉特征提取、像素统计特征提取、人脸图像变换特征提取、代数方法特征提取等针对人脸特征提取后建模的过程。
5）人脸识别：人脸匹配和身份信息的识别。把要识别的面部特征和已建立的数据库中的特征模板进行逐步搜索、匹配，根据比对的结果对人脸的身份信息进行判别，通过设定一个数值，当相似度超过该数值时，显示相关人员信息，根据相似程度对人脸身份信息进行判断。
2.2 工作过程
2.1 录入
在有人的面部图像信息输入时，启动设备录入来者或过往者的图像信息，并将信息录入数据库或某个数据子库；在没有人经过时，设备处于待机状态。
2.2 预处理
该过程是将录入的人脸图像信息转化为可以继续处理的数字信息，经数字信号处理器对图片信息进行去噪、预滤波等处理步骤，输出对应的数字信息。
2.3 样本匹配
该过程是将预处理后的人脸图像信息进行奇异值特征提取，与对应的数据库中储存的图像进行处理。
3 人脸识别技术优势
3.1 非强制性:用户无需专门配合人脸采集设备，在不经意间就可以获取过往人员的面部信息，自然性强，隐蔽性强，不容易引起人的注意而不容易被欺骗。
3.2 非接触性:无需和设备直接接触便能捕捉到人脸图像。
3.3 并发性:可以同时对多个人脸进行提取、识别。通过与静态照片库搜索对比实现用照片判断人员身份信息的应用已较成熟，全国各省公安已建立不同程度的人像对比系统，该领域应用时间较长，软件技术体系成熟度高。
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3.4 识别对比便捷高效:随着人脸识别算法的不断更新，很多专业团队已研发出高端的核心算法，可以把LFW评测库识别精度超过99%，且数据量越多，识别精确度越高，并将识别结果具有实用化的识别率和识别速度，借助计算机速度的提升和数据量的增加实现了质的变化，更便捷，更高效。
3.5 适用领域广泛，融合性好：人脸识别技术适用范围极为广泛，如街道、广场、出入口、窗口、自助设备区域等人员密集或重要场所。通过与治安、综治维稳等系统的技术融合，如与通道控制器进行对接，建立人脸识别速通门、人脸识别通道等。在全天、全方位、全距离高清监控基础上，实现“事先预警”的主动防御。
4 人脸识别技术在核电站安防系统上应用探讨
核电站安防系统作为核安全的保障措施之一，是一个集诸多因素于一体的系统工程，对于电站安全生产乃至社会安定都具有重大意义。核电站安防设施遵循纵深防御原则，针对不同区域采取不同级别的安防要求，对分区保护、实体屏障、出入口控制、入侵报警、视频监控、巡更、通讯、供电、照明等均有较高要求。
人脸识别技术可根据核电站安防系统要求，在保障系统探测功能基础上进行部署，结合目前系统架构可采取点、线、面相结合的方式进行全方位立体化布置，以达到系统全覆盖、智能全渗透、事件全过程的目的。
4.1 点布防
核电站出入口人流量主要集中于上下班时间，进出口处人员通过速度和人员信息检测对电站施工和安全有着重要意义。目前核电站出入口处常用三辊闸或摆闸，通过速率较低，也很难高精度核实通过人员身份，无法保证认证合一。
以各卡口、出入口为主要布置场所，利用人脸识别技术在核电站出入口建立速通门或速通通道，系统可完成“人脸图像+身份证+局端数据”三者比对进行身份认证。目前，很多安防企业已完成技术革新，识别率高达99%，防尾随、防反向技术几近成熟，在确保身份核实的前提下，提高出入口通过速率，为出入口秩序的维护带来方便。
4.2 线布防
以核电站道路为监控主要布置场所，结合人脸识别和车辆识别，通过人工智能将各个点连成线型的警戒系统。此防线可用于采集有关交通流量信息，包括车流量、车速、车型及对过往人员面部信息再次核实，达到纵深防御、人员跟踪效果。
4.3 面布防
以重要厂房（或其出入口）、重点场所、人员密集场所为主要布置环境，应用人群与行为特征分析技术，根据具体环境条件和功能需求部署产品。通过对视频的迅速分析，通过信息分析平台对可视范围内的人群进行监测，捕捉个体信息，形成重点区域布防。
通过层层布防实现：人数统计分析即统计监控范围中人群的数量，并对范围内个体的运动轨迹进行跟踪，既对个体进行监控又对区域内人员密度进行掌握；个体跟踪即通过人脸识别技术，对特定人员的运动轨迹与言行举止进行智能跟踪和监视，做到提前预警；禁区管理即对禁区或重点部位进行实时监控，对违反规定的行为进行实时报警，提升探测效率；异常行为分析即对人物行为进行分类，并及时预警异常动作行为。
5 总结
传统核电站安防手段应对日趋复杂的社会治安环境越来越吃力， 不仅成为电站通行效率的瓶颈，也无法保证辨识率，导致核电站安防需不得不依靠大量人防补充整体实力，既增加了安防费用，又增加了管理难度。随着人脸识别技术进一步成熟和社会认可度的不断提高，人脸识别技术应用范围越来越大，小到社区街角，大到公安大数据，应用案例越来越多，进一步激发了该行业研发团队的积极性，今后几年人脸识别技术发展势必会更加迅速，可见引入人脸识别技术是大势所趋。加之核电站上下班时间较固定，人流量分布有序，各个出入口、路段甚至区域光线较均衡、人群较稳定、路线设计简单、区域划分明确、距离安排合理，为人脸识别技术的部署提供了有利条件。从长远来看，引入人脸识别技术不仅能提升核电站安防系统整体实力，增强应对基准威胁能力，缓解保卫工作人员压力，还可节约人力、物力、财力。
参考文献：
[1] 陈奇毅. 浅析人脸识别技术的现状和发展趋势[J].通讯世界,2015(13):50-51.
[2] 苏建军. 人脸识别技术商业前景广阔[J]. 小康·财智，2015(7):58-60.
[3] 巩珏. 人像识别系统在平安城市建设中应用[J]. 中国公共安全,2017(6):156-159.
[4] 核安全局.《核设施实物保护》(试行)[S].2008-9-1.
论文作者:王昌军
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/14
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