基于人脸识别技术的幼儿园安全管理系统研究

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  摘 要:幼儿的人身安全问题是当今社会最关心的问题之一,幼儿的成长离不开家庭,更离不开幼儿园。如何建立更好的幼儿园安全管理体制,为幼儿提供一个健康安全成长的环境,是当前所面临的一大难题。同时要确认将孩子安全交给家长,避免冒充家长领孩子的情况出现,工作人员需要认真核实家长身份,这个工作量也是巨大的,且人工核实也不能保证家长身份百分百正确,这同样也面临的一道重大难题。建设属于幼儿园自己的安全信息化管理系統,有利于幼儿园本身的建设和管理,同时也有助于提高幼儿的人身安全保障。
  关键词:人脸识别技术;幼儿园;安全管理
  
  人脸识别技术作为一本比较复杂的交叉学科内容,其涉及图像处理,机器学习等多个技术更是当前我国人工智能的主要研究区域。随着我国城市化建设的不断进展,我国的市场经济也飞速发展,尤其是平安城市等相关概念更是被不断提出。与此同时,广大人民群众的安防意识也逐步增强,促使我国安防产业逐步发展。根据我国相关信息公布,截止到2017年为止,安防产业迅速增长,且采购经营远远高于去年的同期。而人脸技术作为安防区域内始终备受追捧的技术,该技术最早就是应用于安全管理防范相关区域内,常见于机场相关领域。基于此,本文将主要研究人脸技术的相关内容,并概括人脸技术在幼儿园安全管理中系统的应用。
  一、 人脸识别技术的相关概述
  (一)人脸识别的含义
  人脸识别技术主要是通过摄像头等相关设备采集的人脸的图像信息,并从中提取出人脸所具有的面部特征,在与信息库中的数据进行一系列的搜寻,最终找到自己需要的人脸获得对比结果。人脸识别技术和其他的生物识别技术相比,其具有诸多的优点。这是由于人脸图像比较复杂,其包含了多层次的信息内容、空间数据的维度较高,想要破解这一技术十分困难。所以,人脸识别技术的安全性较高。另外,由于人脸识别不需要像其他特殊的方法采集相关的生物识别,被识别的人脸图像可以主动获取而不被个体察觉,其是一种采集设备成本较低的识别技术,仅靠一个设置就可以完成一系列的采访。当前人脸识别主要包括两种不同的模式,第一种是一对一识别,也就是人脸确认。第二种就是一对多识别,就是人脸鉴别两种技术。这两种识别技术都是将人脸图像与指定的图像进行对比,从而进行一系列的区分。这两种技术的主要区别,也是将人类作为一幅图像进行对比,输出的是两幅人脸图像的相似度的,而人脸需要与最开始人脸数据的信息对象自动排序的多个人脸图像。
  (二)国内外研究现状
  随着科学技术的不断发展,人脸识别技术广泛应用于各个行业中,且具有重要的地位。上世界九十年的时候,人脸识别技术就已经获得了较大的进步,在经过几十年的不断发展之后,人脸识别技术已经逐渐成熟。现阶段,国内外人脸识别技术的发展现状如下:
  1. 国外研究现状
  通过分析国内外的相关文献可以得知,在1966的时候就已经有学者研究人脸识别技术,而1990年日本更是成功研发出人脸识别机器,该机器可以在1秒钟内迅速识别需要寻找的人脸。并且,美国的陆军实验研究室也通过软件辅助开发人脸识别技术,其研发出的人脸识别准确率高达49%。在美国的公开测试过程中,FAR甚至为53%。此时,美国的国防研究部分通过使用半自动以及全自动算法进行人脸识别,这两种算法需要人工或者自动指出图像内人眼的坐标后识别。将此种人脸识别技术使用于机场内,发现人脸识别的准确率比较低,且系统自动发出的错误警报比较多。
  与此同时,国外部分高等学校,像卡内基梅隆大学、麻省理工学院等,也开始和部分公司进行合作展开人脸识别技术的研究,并注重将该技术的研究重点放在公安以及刑事部分,将其应用于考试验证系统的研究内容还比较少。
  2. 国内研究现状
  我国人脸识别技术当前已经广泛适用于各个范围内,且具有不可忽视的作用,特别是在部分机关单位的安全、考勤、银行、物业管理、军队安全、门禁以及网络安全等方面。现阶段,我国人脸识别技术也获得了较大的成就,像国家的863项目“面像检测与识别核心技术”,通过组织机构的成果检测鉴定其已经达到了国际的领先水准,并开始普及、使用。
  这意味着我国已经掌握部分人脸识别技术的核心部分,其是我国人脸识别技术发展的重要标志。2002年我国北京一家有限公司实现了人脸鉴别系统的研究,现对人脸图像进行一系列的预处理,最大限度地消除照相机对图像产生的影响,再对人脸图像的特点进行提取以及识别。这一人脸鉴别技术具有较大的价值,由于大家常使用正面照对人脸进行鉴别,而人脸图像的拍摄时间不同以及照相机产生的影响,会导致人脸和图像之间的差别较大。该系统可以接受拍摄时间比较久的照片,且可以实现较高的人脸识别概率。通过使用相关数据对该技术进行检测显示第一次正确识别的技术可以高达50%左右,且在20张输出照片存在和之前输入照片为同一个人的照片时的识别概率可以高达70%。
  二、 人脸识别技术用于幼儿园安全管理系统的意义
  幼儿园内儿童的安全一直都是社会人民群众十分重视的问题,部分不法分子为了获得较高的经济利益,常会选择冒充幼儿家长,在放学阶段诱拐幼儿。针对这一不良现象,部分幼儿园采取使用人脸识别技术,可以有效保证幼儿的安全。在幼儿园放学时期,家长想要接走孩子时,首先需要刷卡以及人脸识别验证,只有注册过的家长才能接走幼儿,而没有通过系统验证的人群,则会通知幼儿园内的管理员进行处理。因此,将人脸识别技术使用幼儿园安全管理系统中,可以大幅度降低幼儿被拐的可能性,充分保障幼儿的生命安全以及人身安全。但是,市场上对于幼儿园的安全管理系统质量参差不齐,实用性更是令人担忧,大多数系统不能保证接送幼儿的真实家长的身份。
  除此之外,由于现阶段以幼儿人数不断增多,且幼儿信息工作量大,时间要求紧迫所以造成幼儿园管理人员的工作负担重、效率低。本文就是针对目前市场上存在的问题,并且顺应幼儿园行业发展和计算机互联网发展的统一趋势,设计一款易于操作,安全性高,双向服务的幼儿园安全管理系统。首先有利于幼儿本身的安全保障,可以提高幼儿园家长和幼儿服务的水平;其次也是为了节省工作人员的工作时间,减少工作人员的重复劳动,提高工作效率,该系统主要适用于幼儿入园人员管理,家长接送过程中的安全交接。取代以往的纯手工系统,操作方便,执行效率高,人员需求少,此系统对于提升幼儿园的教学质量和知名度是十分必要的。   三、 人脸识别技术的发展趋势
  (一)人脸识别技术带来的安全风险
  虽然人脸技术的发展已经有几十年,在人脸识别技术在安全管理中的应用并未完全成熟,其还存在着一系列的局限性以及不足之处。这是由于人脸的模型构造难度比较高,由于人脸是一个三维的立体结构,需要准确的构建人脸模型,需要从多方数据采集相关信息,这一点会增加采集的成本。并且,部分公共场所内无法获取更多的证明采集信息。比如,公安部门能够采集到的信息,常常没有正脸,从而降低了人脸识别的相关难度。此外,人脸识别的算法缺乏鲁棒性,年龄、光照、表情以及化妆品,对人脸识别效果都会产生一定的影响,这些因素也会影响相关人员的面部特征提取信息。虽然这些因素影响着人脸识别技术的使用,但越来越多的科技公司以科研院不断研究我国人脸技术,其已经获得了较大的进步,未来人脸技术会在幼儿园安全管理中发挥出更大的作用。
  (二)网络化趋势
  人脸识别技术还可以解决大家生活中,基本身份识别的相关问题。未来此种身份识别技术会逐渐应用于各个行业中,并通过网络进行共享。总之,未来身份识别技术以及物联网技术会迅速发展,且广泛适用于大家的生活中。
  (三)多生物识别模式融合趋势
  当前人脸识别技术还没有达到预期目标,针对部分安全要求比较高的行业来讲,人脸识别技术极易被部分不法分子进行攻击,并通过漏洞实现身份造假。因此,人脸识别技术还需结合多种生物特征识别技术共同使用,从而提高该技术的安全性。
  (四)云技术
  云技术可以为人脸识别技术的应用提供更多的数据以及计算力支撑,而结合云技术使用的门禁控制也可以同时对多个通道进行管理,再加上物联网的逐渐普及,大家可以实现远程门禁控制以及管理,并准确识别本人。
  四、 结束语
  总而言之,随着我国信息技术的迅速发展,也出现了一系列的安全问题,像一些比较低级的密码很容易被人所破解,需要具有部分带有个人生物的信息,从而减少一系列的安全问题。在生物信息中人脸的独特性较高,很难被其他人复制和拷贝,所以其具有较高的使用价值。迅速发展的大数据信息内容将人脸识别与其进行完美的融合,从而推动了我国人脸技术的发展与使用。将人脸识别技术使用幼儿园的安全管理系统内,可以有效保护我和幼儿的人身安全,充分保障我国幼儿园儿童的安全。
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  作者简介:
  文志宇,湖北省武汉市,湖北工业大学;山西省临汾市,晋能集团临汾公司。
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