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人脸识别技术在智慧图书馆中的运用分析

时间:2021-08-27

  摘    要: 人脸识别技术已经逐渐被图书馆接受并且应用。文章分析了人脸识别技术的概念、特点和技术优势,同时探讨了人脸识别技术在图书馆中的应用以及人脸识别技术应用到智慧图书馆需要解决的问题,为相关研究提供一定的参考。

  关键词 :     智慧图书馆;人脸识别技术;面部识别技术;

  随着各类型图书馆的业务不断拓展,图书馆的读者人流也随之增大,给图书馆相关工作人员带来极大的压力,业务的暴增对图书馆的健康发展来说,存在着巨大的挑战,在此背景下,科学技术在图书馆的创新应用就显得尤为重要了。随着高速宽带、云计算、大数据、机器学习和深度学习算法等技术的不断发展,人脸识别技术逐渐地推广应用于各行各业,其在提升客户体验、优化服务水平和提高服务效率方面,具有无限的潜能。因此,各大图书馆也逐渐接受了这种前沿和创新的技术,并且取得了让人称道的成绩和效益。

  1、 人脸识别技术概念、特点和技术优势

  1.1、 人脸识别技术概念、特点

  人脸识别技术,是利用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频信息,同时自动检测和跟踪图像中的人脸,进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术处理,与已保存的图像信息进行识别比对,通常也叫作人像识别、面部识别技术[1]。与IC卡、指纹识别等其他身份识别方式相比,人脸识别技术具有明显的应用优势。

  人脸识别技术包含三个阶段,分别是人脸检测、人脸追踪和人脸比对阶段。人脸检测即检测图像中是否包含有人脸;人脸追踪即在检测到人脸后追踪并抓取人脸的特征;人脸对比即将提取到的特征与已经建立的人脸数据库进行对比匹配。人脸识别技术,其实质是利用摄像头等设备抓取使用者脸部的主要生理特征(主要包括人的五官、下巴等脸部特征),利用计算机算法对各种特征的位置、大小和角度等特征进行计算分析,然后与数据库已存储的脸部数据进行对比和匹配,通过人脸识别,从而快速、准确地确定使用者的身份。作为一种顶级的计算机图像处理技术,人脸识别技术综合运用了多种高级算法,其中包括人脸识别算法和人脸图像预处理算法,此外还包括并行处理技术等多种技术。
 

人脸识别技术在智慧图书馆中的运用分析
 

  近年来,随着深度卷积神经网络技术的发展,人脸识别技术获得了快速提升,识别准确率也得到了显着提高,众多经典算法和人脸库也随之相继出现。目前,人脸识别技术最高的正确率已经超过了99.5%,而在相同情况下,人眼识别的准确率仅为97.52%,人脸识别的准确率甚至超过了人眼识别的准确性。虽然人脸识别技术已经相当成熟,比人眼识别更为准确,但是人的面部表情、光照条件、仪表姿态、化妆和整形等因素也会一定程度降低检测的准确率。

  1.2、 人脸识别技术的优势

  生物识别技术包括人脸识别与虹膜识别、指纹识别、手形识别等技术,人脸识别技术理念更为先进,在使用上也更为方便,更为精准,更不易被冒充,具有较高的性价比,在应用上优势更为明显。

  (1)自然属性。

  人脸识别技术要求活体验证,被识别人必须在现场才能验证,同时脸部数据必须与信息库中信息匹配才能成功验证,难以被人仿冒,而虹膜识别、指纹识别等技术并不具备这样的自然属性。

  (2)智能性。

  人脸识别系统识别的是人脸动态图像,虽然人们化妆、妆容改变和面部挂饰等跟录入的情况有所不同,但是并不影响人脸系统的识别能力[2]。另外人脸识别系统能够甄别是否活体,这在一定程度上也保证了识别系统的安全性和有效性。

  (3)方便性。

  与传统的读卡或者指纹识别不同,读者出入或者借阅图书必须随身携带证件或者接触验证。而应用人脸识别技术后,读者人脸数据一旦录入系统,以后只需要在现场通过人脸验证,即可高效实现图书馆资源的利用和借阅。

  (4)设备成本低,推广容易。

  目前人脸识别技术应用已经非常广泛,技术已经比较成熟,成本也进一步降低,推广人脸识别技术可以无需更换全套设备,可以在原有的摄像头或者原有的设备基础上,进行升级改造。在成本降低,效率提高的基础上,人脸识别技术相比其他生物识别技术更容易推广。

  (5)提高社会和经济效益。

  根据已应用人脸识别技术的图书馆管理人员反馈,在现有图书馆的基础上引入人脸识别技术后,师生读者更加愿意到访改造升级后的新馆,图书的借阅数量也有一定的提升,在增加人流的同时,需要投身于借还工作的管理员数量反而减少了。整体而言,效率提升的情况也降低了管理成本,社会效益和经济效益都得到了明显的提升。

  2、 人脸识别技术在图书馆中的应用

  2.1、 文献借阅管理

  现在师生在学校图书馆借阅图书,一般都是通过一卡通完成操作的,但是在一卡通丢失的情况下,如果被心思不正的人捡到,可能会出现冒名借阅的情况。如果将人脸识别技术用于借阅管理,可以将一卡通与人脸技术相结合,防止出现冒名借用的情况。同时人脸识别技术的应用,读者无须携带和出示任何证件,即可完成入馆和借阅的操作,在最大的程度上为读者提供了方便,更加容易吸引读者利用图书馆资源。

  2.2、 丰富读者基础数据

  实时的人脸识别数据,可以更精确和及时地统计、分析读者的行为,从以前只能获取粗略的读者行为数据,转变为可以获取更为丰富和准确的读者行为数据,通过相关的统计分析和综合研判,图书馆可以进一步“以读者为中心”,提供更为契合读者需求的服务。

  2.3、 应用于借还系统中

  应用人脸识别技术的局部保持投影的人脸特征提取算法,可迅速、准确和高效地识别读者身份,在为读者带来前所未有的无感入馆体验的同时,也为图书馆提供了一个宁静和舒适的阅读环境。与传统的门禁系统相比,人脸识别门禁系统更加安全可靠和高效敏捷。目前人脸识别技术已经可以在一秒内识别人脸,彻底解决了传统图书馆门禁系统识别慢的问题。

  2.4、 升级了馆舍安全系统

  随着图书馆的进一步开放,服务的进一步拓展和自助借还等服务的推广,保存本书库、珍藏品书库和行政办公区域等读者禁入区域的安全管理难度进一步增加。而人脸识别技术的应用,无疑对升级馆舍安全具有非常重要的意义。人脸识别技术应用到门禁管理系统中,可以有效地解决读者遗失、忘带借书证和借书证被人冒用等问题。同时可以实时准确记录人员进出情况,提高了人员验证的效率,进一步保障了馆舍的安全。

  2.5 、为学校教学提供学科服务

  在当下“双一流”学科、新工科、新文科的大背景下,图书馆要想有所为,学科服务则是很好的切入点。根据人脸识别获取的信息,利用系统进行大数据分析,为读者推送个性化的学科信息服务,例如推送相关的数字资源、图书等与其息息相关或者其本人感兴趣的资源。同时可以利用人工智能技术,研发基于语义的检索方式,进行相关学科信息查询[3]。

  2.6、 提升师生读者的体验满意度

  未来人脸识别在图书馆的应用会越来越深入,应用内容也会越来越丰富,刷脸进出,刷脸自助借还、智能在线选座等功能应用到图书馆中是未来的大趋势,这可很大程度上节省读者的操作时间,提高图书馆的工作效率。

  2.7 、座位管理系统中应用人脸识别技术

  通过刷脸进出图书馆,将识别到的人脸信息与后台数据库进行匹配,验证成功才能进入,此举杜绝了一人拿着别人的读者证占用多个座位的情况。同时将人脸识别技术整合到视频监控系统,随时掌握座位的空缺情况,在一定程度上提高了座位的利用率。

  2.8 根据实时定位推送信息

  随着人脸识别技术、Beacon和手机APP等技术在图书馆的应用,图书馆根据读者的实际位置为读者推送更加富有个性化的服务。例如,当读者进入不同阅览室的时候,系统根据现有空闲座位数据通过微信或者APP推送给读者;当读者在书库浏览时,图书馆可以通过微信或者APP及时推送该书库的热门图书或者新书介绍;当读者进入休闲区域的时候,图书馆能够及时通过微信或者APP为读者推送该区域的情况介绍。人脸识别技术的应用,结合移动互联网等技术,可以真正意义上实现“以读者为中心”的办馆宗旨,为读者提供及时、符合实际需求的个性化服务。

  3 、人脸识别技术应用到智慧图书馆需要解决的问题

  3.1、 相关系统和设备的改造

  目前,读者到馆最常用的就是入馆系统和借还功能,其他的诸如座位预约、自助打印复印、缴纳赔偿金、研修室和电子阅览室出入验证等设备和系统,也必须得到同时改造,最终实现读者在利用图书馆资源的时候,真正实现完全无感的体验。

  3.2 、加强人脸识别技术的考察

  作为一种创新技术,人脸识别技术仍然有一定的改进和升级的空间。因此,在准备升级人脸识别技术的时候,需要全面考察和综合研判该公司产品和技术的成熟度、性价比、已有客户案例、市场占有率、客户反馈和售后服务等,结合自身的情况,选择最合适所在图书馆的技术和设备。

  3.3、 进一步提高识别准确率

  虽然目前人脸识别技术已经得到了广泛的应用,但是新技术总是存在或多或少的关键问题。人脸识别技术识别率虽然已经比较稳定,但在识别人脸面部信息的时候,仍会受到外界环境的影响,例如所处环境的光线、背景、地点、时间和人的妆容、表情都会在一定程度上影响识别的准确性和效率。当然,这些问题随着技术的改进,都会得到进一步的完善。

  随着科技的进步,人脸识别验证技术定将取代传统的刷卡验证方式,成为图书馆的主流。各大图书馆在引入人脸识别技术的时候,需要全局考虑图书馆的改造,实现全馆的人脸识别验证,积极改造与读者数据验证相关的系统和设备,同时深入考察市场的相关人脸识别产品,为读者带来更为便利、高效和个性化的服务。

  参考文献

  [1]王维秋,刘春丽基于人脸识别技术的我国图书馆智慧服务功能设计与模式构建[J]图书馆学研究, 2018(18):44-50.
  [2]邵楚贺.图书馆管理中人脸识别技术的应用研究[J]信息与电脑(理论版),2019(08):100-101.
  [3]赵丽娜,刘剑,康森,张凯人脸识别技术在图书馆1 ]禁系统中的应用研究[J]北华航天工业学院学报, 2021,31(01):15-17.

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