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关于人脸识别技术在城市轨道交通研究与应用 　　【摘要】本文主要对人脸识别技术在城市轨道交通视频监控系统建设中的应用做了一系列的研究和分析，针对当前城市轨道交通主流的视频监控系统，提出一套基于在当前视频监控系统基础上应用人脸识别技术的安防系统方案。 　　【关键词】轨道交通；视频监控；安防系统；人脸识别；研究与应用 　　当前，各城市轨道交通均设有视频监控系统，车站范围内均设置了大量的监控摄像机，用于地铁运营和公共安全防范监控，其结构特点是摄像机多，监控管理点少，这样的视频监控系统几乎沦为一种提供事后取证录像的工具，丧失了预防或阻止犯罪活动的发生能力。城市轨道交通空间小，客流量大，安全运营始终是政府部门、运营单位和公安机关最为关切的事情，如何将藏匿在人群中的危险分子在进入轨道交通范围内时，及时、准确的被辨别出来是运营单位及公安部门迫切需要解决的问题。随着社会的进步，一些高科技技术不断被运用于工业或民用的生产和生活，人脸识别技术作为全球最前沿的生物识别技术及图像处理技术日趋发展和完善，被不断的运用到社会中的各个领域中。 　　1.人脸识别技术研究范围 　　1.1 人脸识别技术的概念 　　人脸识别技术是基于人的脸部特征，对输入的人脸图像或视频流进行判断，首先判断其是否存在人脸，如果存在人脸，则进一步的给出每个脸的位置、大小等信息。根据这些信息，进一步提取每一个人脸所对应的身份特征，并与已知人脸进行对比，从而识别每个人的身份。 　　1.2 人脸识别技术的研究范围 　　（1）人脸检测，就是从各种不同的场景中检测出人脸的存在并确定其位置。这方面的研究主要受光照、噪声、面部倾斜度以及各种各样的遮挡的影响。 　　（2）人脸表征，就是采取某种表示方法表示检测出的人脸和数据库中的已知人脸。通常的表示法包括几何特征（欧式距离、曲率、角度等）、代数特征（如矩阵特征矢量）、固定特征模版、特征脸、云纹图等。 　　（3）人脸比对，就是将待识别的人脸与数据库中的已知人脸比较，得出相关信息。这个过程是选择适当的人脸表征方式与匹配策略。整个???别系统的构造与人脸的表征方式密切相关。 　　2.人脸识别系统在城市轨道交通应用设想 　　2.1 人脸识别技术系统应用架构 　　目前，城市轨道交通设置的视频监控系统，包括了前端摄像机，机房内录像存储及图像切换、传输设备，本地监控终端以及远程监控中心。人脸识别系统在城市轨道交通的应用是基于当前视频监控系统基础上进行的安防升级，如此设计，一方面可以充分利用当前视频监控系统的录像存储、传输及监控等设备资源，达到节约投资目的；另一方面相当于给当前视频监控系统增加了一双“慧眼”，为轨道交通运营安全增添了保障。结合当前主流视频监控系统构成，人脸识别技术在城市轨道交通运用的系统结构如图1所示。 　　根据城市轨道交通建筑和运营管理特点，在车站的每个出入口及换乘通道增设高清网络摄像机，用于视频图像采集。在车站机房内增设视频分析服务器，用于人脸的检测，校正、分割及质量评价等处理，为每个待识别比对的人脸提取出最好的单张人脸图片。在远程监控中心增设识别服务器、数据服务器及识别终端，完成人脸识别比对，报警输出及数据管理等服务。远程监控中心与车站间的信息传送可利用既有视频监控系统的传输网络。 　　2.2 人脸识别技术系统应用实现 　　城市轨道交通人脸识别系统是从视频图像中获取未知的一系列人员的人脸图像，通过和重点人员人脸数据库中已经输入的一系列已知身份的人脸信息作对比，根据未知人脸与已知人脸的相似度大小，判断未知人员是否具有重点人员的身份可能。识别服务器根据比对结果，向车站本地监控终端及远程监控中心输出比对结果和报警。 　　（1）人脸捕获。通过设置在车站出入口或换乘通道的摄像机获取一系列视频图像；视频分析服务器从视频图像流中检测到人脸，再将捕获到的人脸从背景中分离出来，用于后续的识别分析，并自动保存。摄像机的像素，光照、安装位置、有无遮挡以及图像处理技术直接影响着人脸捕获的质量及效果。 　　（2）人脸特征提取。人脸特征的提取是人脸识别中的一个关键步骤，直接影响到识别的准确性，其由设置在车站的视频分析服务器来完成。面部识别系统应具有支持提取信息，获得相关属性的模式。在这模式下，提取得到的面部特征有助于避免光照、人的姿态、表情等外界环境影响对人脸识别的干扰。通过人脸特征提取，生成人脸模型数据，传送到远程监控中心进行识别比对。 　　（3）人脸的比对。人脸识别比对在远程监控中心完成，采用一对多比对形式，通过有哪些信誉好的足球投注网站查询重点人员人脸数据库，判断各车站捕获的人脸是否存在于重点人员人脸数据库中。这一过程的核心是选择适当的人脸的表征方式与匹配策略，系统的构造与人脸的表征方式密切相关。人脸比对速度与重点人员数据库容量有关，直接决定着系统响应速度。为提高比对速度，可根据监控中