1.生物識別技術：所謂的生物識別技術，是指通過計算機將人體固有的生理特征或行為特征收集起來并處理，來進行個人身份鑒定的技術。生物識別技術利用的特征， 大體上可以分為兩類。一類是與生俱來的生理特征，多為先天性的，如指紋、掌紋、虹膜、面像、DNA等；一類是行為特征，乃習慣使然，后天形成的，如步態、 筆跡等。同傳統的身份認證方法，如身份標識物品（鑰匙、證件、ATM卡）和身份標識知識（用戶名和密碼）相比，生物識別技術具有認證精度高、不易遺忘、防 偽性能好、不易偽造或被盜、隨身“攜帶”和隨地可用等優點，因而在電子商務、安全設備等多種場合得到應用。安全監控系統關注的對象，往往是具有身份特征的 “人”，因此，如何將生物識別技術有效地應用到安全監控系統中，引起了廣大生物識別技術提供商、安防設備生產商和應用集成商濃厚的興趣。
1.1概述 一般而言，生物識別技術包括采集、預處理、特征提取、特征比對等模塊，處理流程如圖1所示。
圖1生物識別技術處理流程圖
在實現形式上，采集單元往往是作為一個獨立的設備存在的。例如，人臉識別技術中，一般通過CCD來采集人臉的圖像。而預處理、特征提取、特 征比對一般是以獨立模塊或存在于計算機中算法模塊的形式存在，作為比對系統的一個模塊。比對過程是將采集、提取到的生物特征與統一存儲在數據庫或文件系統 中的所有備選的生物特征進行比較，確定zui相似的一個或多個人作為輸出。
1.2應用指標
應用生物識別技術，必須考慮以下幾個指標：
1.可靠性
可靠性是識別技術應用的基礎，與識別技術機理有著密不可分的關系。可靠性衡量了識別特征中蘊含的信息，以及這些信息的可分性。一般而言，識別特征蘊含的信息量越豐富，區分能力越強，可靠性就越好。
2.穩定性
穩定性是指識別特征是否會隨著環境和時間的變化而發生變化，是否能夠保持同一不變。
3.采集安全性
采集安全性是目前上都非常重視的一個問題，它主要考量的是識別特征的收集是否會對人體造成傷害。一般而言，人臉、聲音和虹膜識別這種非接觸式的采集方式較之指紋、掌紋、視網膜等直接接觸的采集方式要更安全。
4.便利性
便利性是生物識別技術應用中非常重要的一個條件。便利性，一方面是指特征的便于攜帶、不易丟失、防偽防盜性能好；另一方面也是指識別特征采 集過程中對人的要求。一般而言，直接采集方式的生物識別技術都需要人主動配合，采集時間也較長。這類生物識別技術的便利性較之非接觸式的生物識別技術要差。
5.響應速度
響應速度一般是指單次生物特征識別所需要的時間。一般而言，系統地響應速度與應用架構有著密切關系。例如，在不同庫容的指紋、人臉數據庫中 進行一次查詢，系統地響應時間自然也不相同。為了比較不同的生物識別技術的響應速度，通常我們可以用1：1比對所需要的時間來衡量。
6.識別性能
生物識別技術的性能一般用誤識率和拒識率兩個參數來衡量。所謂的誤識率是指識別錯誤的樣本占識別總數的比率；而拒識率是指沒有被正確識別的樣本占總的樣本的比率。
表1給出了指紋、人臉、聲音、虹膜、視網膜等生物識別技術上述指標的比較結果。
表1各類生物識別技術比較
考慮安防系統本身的特點，識別特征采集的安全性、使用的便利性、系統的響應速度是非常關鍵的。在這些方面，人臉、指紋是有優勢的。例如，現 有的基于生物識別技術的門禁系統多采用指紋、人臉作為識別特征。另一方面，在安防系統中部署生物識別系統，必須充分利用現有的安防設備，對現有系統地改造 盡可能的小，成本造價盡可能的低。綜合這兩方面的因素，我們認為人臉識別技術是現階段與安防系統成功結合的。
2.人臉識別技術
在識別技術上，早期的人臉識別技術采用特征臉、神經網絡等方法，需要大量的訓練樣本進行訓練。基于幾何特征的人臉識別方法利用人的眼、鼻、 嘴等部件的形狀或類型以及它們之間的幾何關系來做識別。這種方法識別速度快，但識別率較低，并且，往往需要人工干預，確定眼睛、下巴等位置。
較之于其它的生物識別技術，人臉識別技術的優勢非常明顯。首先，作為識別特征，人臉具有穩定、可靠、安全、便利等特點。在一般情況下，人的 面部特征是非常穩定可靠的，“攜帶”便利。面像也是用于區分人的首要特征。正因為如此，在*、安全 部門的偵查、在安全保衛、出入控制中，人像得到廣泛的 應用。其次，人臉圖像的采集非常方便，尤其是基于標準視頻的圖像采集方式。目前，絕大多數安防系統采用的都是可見光范圍內的標準攝像頭，*人臉圖像 的采集要求，不需要進行任何改造或升級。人臉圖像的采集是非接觸式的，也不需要人主動配合，zui大限度地提高了系統的響應速度。第三，與安防系統結合人臉識 別系統能夠zui大效能的發揮現有監控系統的優勢，真正達到“預防-記錄-取證”的目標。我們知道，目前安防系統zui關注的還是監控場景中的人，尤其是重點關注 的人及其行為。這種關注通常是“隱性的”，“非介入式”的，不能進行專門的干預。采用人臉檢測技術可以快速的分析出場景中人的位置，采集到人的面部圖像。 采用人臉識別技術，可以迅速的將這些圖像與數據庫中的“*、“危險人物”等進行比對排查。一旦命中，系統將迅速做出響應。人臉識別系統采集的人臉圖像 又可以作為非常重要的監控數據記錄下來，存儲在監控數據庫中，作為事后檢索的索引，或者與*、安全 部門的數據庫接駁，進行取證、認定。從這個角度來說， 如果說目前的安防系統有“錄”無“防”的話，那么人臉識別系統的應用，將給安防系統一雙“慧眼”，檢測、識別場景中的人，做到能“防”、能“錄”、能 “查”，滿足機場、海關、金庫等重要場合的安全保障任務。
北京海鑫科金信息技術有限公司科學家、清華大學電子工程系丁曉青教授領導的研究小組采用基于彈性匹配的方法進行人臉識別。該人臉識別技 術包含了在復雜背景下多人臉實時檢測算法、人臉特征的提取及鑒別特征的篩選、以及在特征層次上的統計識別判決，對于光照、姿態、表情變化、年齡、裝飾甚至 偽裝、場景、圖象來源具有*的適應能力和魯棒性。圖2為人臉識別技術處理流程圖。
圖2人臉識別技術處理流程圖
3．案例分析
下面我們以國內某市火車站監控中心系統為例，分析人臉識別系統在城市安全監控中的成功運用。
3.1案例背景
某市火車站地處重要地理位置，瀕臨多條繁華商業街區，站內外客流量較大，流動作案分子較多，常有各類刑事案件發生。在進出站行人中藏匿著各類特殊人群。當有需要對這些人員進行辨別、防范時，如何準確、有效地發現他們就成為車站*、安保部門迫切希望解決的問題。
根據目前國內多數火車站進出站管理流程的模式來看，火車站的進站口、出站口、售票口都是有人值守的位置，而且是旅客必經之地。另外在這類地 區旅客的流動速度會放慢，因為每個旅客都會在這段時間被攝像頭拍攝。當有特殊人群的查找任務出現時，上述地點將會成為*、安保部門zui為關注的地點。通 常，相關部門會在進出站口和售票處安裝錄像監控設備，利用這些地點的特殊性來布置和實施信息網絡，搜集旅客的面部信息進行辨認識別。但人工查找和比對有很 大的局限性，例如：人的記憶力有限，通常不能清楚地記住短時間接觸的對象的面部特征；不能同時辨認多個對象；不能長時間保持注意力和辨認力等等。因此現有 的安防系統在這類應用中的作用非常有限，且相關部門迫切需要引入人臉識別技術，來提高安全防范的效率和效果。
3.2方案設計與特點
結合前文介紹的各類生物識別技術的比較和案例背景需求的分析，我們選擇人臉作為識別特征。其原因主要在于：
•直觀、自然。在本案例中，安保工作人員人工辨別也是采用人臉作為特征的，采用人臉識別技術zui符合安保人員的工作習慣。
•非接觸、便利。由于火車站流量大，必須保證一定的通過速度，避免旅客的等候與滯留。因此，采用指紋、掌紋、虹膜等需要旅客主動配合的，響應速度慢的生物識別技術是不合適的。
•成本。本案例中，相關部門已經在各個關鍵位置安裝了視頻錄像系統。客戶希望能夠對系統的改造盡可能的小，成本低。指紋、掌紋、虹膜等識別 方式需要安裝新的采集設備，必須重新進行布線、安裝、聯調等，工作量大，成本高。而人像識別系統前端可以*利用現有安防系統中的攝像頭，只需要在后端配 置一臺人臉比對服務器，工作量小，成本低。
3.3系統架構
整個系統的架構如圖3所示。在傳統的視頻監控系統之上，我們通過一個視頻分頻器將攝像頭采集到的監控錄像輸送到海鑫人臉特征提取器里，完成 人臉的檢測、存儲、記錄后，將人臉圖像通過局域網提交到人臉比對服務器上，與各類特殊人群數據庫進行比對。比對的結果將實時顯示在人像比對顯示器上。一旦 有人員命中，系統將觸發監控室的語音報警系統，并將比對結果寫入系統日志。同時，在滯留室中，可以將**的照片錄入到監控對象數據庫中，并且提交到 人臉比對服務器中，進行實時比對，一旦命中，即可直接由相關工作人員確認。
公司整套系統應用軟件以水平的、具有*自主知識產權的技術為核心，并根據應用的實際情況進行定制化開發。例如，利用分布式計算技 術，將人臉識別系統的主要模塊人臉自動檢測、特征提取與比對分攤到人臉特征提取器與比對服務器上，充分發揮了機器的協作處理能力，提高了系統的響應速度。 根據機場安全保衛系統的業務流程，實現了系統的*與認證管理、日志記錄、報表生成與打印等。
3.4實施效果
整個工程自2005年8月開始實施，歷時一個月竣工。
該系統自2005年10月正式投入使用。一年來，系統已正確識別出近百名*員，誤識率小于1%，為安全保衛部門提供了及時、準確的信息 與證據。未使用人臉識別系統的前兩年，車站相關工作人員只能通過人工辨別和檢查*的方式識別，耗時較長，效率很低，而借助人臉識別系統的點睛之筆，就 能夠有效地發揮安防監控系統的應有作用。
4．結語
人臉自動識別系統解決方案是信息技術、通訊技術和生物識別技術發展的產物，也正是基于“平安城市”建設而實現安全防范管理的有效措施。海鑫 人臉自動識別系統在使用時，依據人面像本身所固有的生理特征，利用圖像處理技術和模式識別的方法來達到身份識別或驗證目的。該系統采用的識別算 法，用于大規模面像照片和相關信息數據庫中高準確度、高速度的身份認證，具有速度快、精度高、對環境適應能力強等優點。因其安全、適用面廣、極為方便的使 用和管理方式，被應用于海關、機場、金融機構、賓館、校園、寫字樓、智能化小區等高安全性要求的重要場所。該系統已成為安全防范進入新一代生物識別領 域的重要標志。
城市安全已經成為社會各界日益關注的話題。人們在生活質量提高的同時，愈來愈關心自己的生命和生存環境的安全。而現有被動的安防監控系統已 經不能滿足這種對于安全的強烈需求，于是生物識別技術的出現與成熟為建設主動式、智能型安全監控系統提供了必要的技術基礎。在車站、機場、海關等重要場合 的安全保衛工作中，生物識別技術將繼續發揮巨大的作用。
