人脸识别技术在智慧交通领域中的应用浅析

【安防在线 www.anfang.cn】随着城镇化的飞速发展，城市人口的持续增多，正让智慧交通的重要性愈发凸显。为满足急剧增长的交通出行需求，以及解决日益出现的各种交通方面问题，我国也是不断加速智慧交通基础设施的建设。不过，交通建设虽然简单，管理起来却并不容易。尤其在人口红利逐渐消散、出行需求愈发强烈的情况下，更是给管理和服务提出了高要求与严标准。在此背景下，我国顺势提出了”智慧交通”的全新概念，以期利用智能化的新技术和新手段助推交通有效发展。而这其中，人脸识别无疑展现出了显著价值。

一、什么是人脸识别技术

人脸识别就是让计算机具有通过人脸的生物特征来鉴别一个人身份的功能。人脸识别技术即基于人的脸部特征，对输入的人脸图像或者视频流进行分析，首先判断其是否存在人脸，如果存在人验，则进一步给出每个脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息。并依据这些信息，进一步提取每个人脸中所蕴含的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比.从而识别每个人脸的身份。基于生物特征的身份识别主要设计到复杂场景中的人脸检测及识别技术，是一种依托于图像理解、模式识别及计算机视觉、统计学和人工智能等高技术的研究方向。

二、人脸识别技术发展

人脸识别（Face Recognition）是一种依据人的面部特征（如统计或几何特征等）确认身份的生物识别技术。人脸识别涉及图像处理、深度学习、计算机视觉、人工智能等技术领域。与虹膜、声音、指纹等其他生物识别技术相比，人脸识别具有易用程度高、接受程度高、识别程度高和准确度高的优势。人脸识别技术的发展大概经历三个阶段。1950年至1980年期间，主要研究和提取人的面部特征，还未能实现实现对人脸的自动化识别。到1990年，技术有了长足发展，计算机能够通过几何特征来表达人的正面图像特性，配合实验人员的经验进行身份识别和个体区分，但仍然未做到完全自动化的识别。随着高效图像算法的出现和计算机性能的进步，人脸识别技术经历了第三次发展，进入机器识别阶段，并最终实现了自动识别的目标[。

三、人脸识别技术原理

1、基于几何特征的人脸识别技术。人脸的几何特征，就是指人脸各个部件的几何形状。尺寸以及面部特征点在整个面部中的相对位置。基于几何特征的人险识别技术方法就是在获取人脸图像的显著特征在人脸中的相对位置及其参数的基础上进行识别的方法，这种方法比较直观和容易理解，其中经常采用的特征就是脸部各个器官的局部形状以及其它各个器官之间的相对位置等，基于几何特征的人脸识别准确率比较依赖脸部特征提取的准确性，而这种方法存在特征提取条件困难还容易受头部姿态的变化影响等缺点。

2、基于模型的人脸识别技术。基于模型的人脸识别技术是现有人脸识别技术发展的一个重要方向。这种技术的核心思想就是在一种局部点模型匹配的基础之上，再利用统计模型对准备识别的人脸形状进行一定约束从而转化为一个优化过程的问题，期望最终优化至符合实际的人脸形状。

3、基于人脸整体特征的人脸识别技术。提取人脸的整体特征作为人脸识别特征的方法是一种非常经典的人脸识别方法，就是将人脸用代数特征矢量来表示其代数特正是通过代教变换和矩阵分解图像的数据而提取出来的。该方法从整体上描述人脸特征，其具有特征提取简单，准确度高等优点。

四、智慧交通领域应用场景

1、安检。由于客运站、火车站、地铁站客流量大，站台对乘客身份进行人工验票耗时较长，且存在工作人员疲劳等原因误判的情况，为避免人、证、票不相符，可应用人脸识别技术来改善。针对此类有固定的售票口和检票口的场景，设备安装在固定的位置，身份证和用户脸部能够同时进行验证，可快速完成比对，此类应用技术难度较低，物理影响因素较少，场景相对容易实现。

2、刷脸支付。对于公交出行，由于架设在车辆上的支付终端受到行驶路线和停靠站的光照、衣物遮挡、车辆晃动等因素影响，人脸识别应用环境复杂，对人脸识别技术的成熟度、容错率要求更高。刷脸支付，需要用户提前开通人脸识别支付功能并录入人脸注册，用户乘坐公共交通工具时，设备实时检测并比对数据库，从对应账户完成支付扣款。目前，有个别城市启动试点公交领域人脸支付。例如上海、深圳、广州，考虑人脸识别对环境的要求较高，选择在BRT这类进站收费的场景下试点，将刷脸支付环节放在站台完成。但总体上，上述人脸支付应用还处于试验的阶段，离大规模应用推广还有很有一定距离。

3、电警、卡口等交通监控。利用电子警察、卡口等的安防视频监控，结合人脸识别技术，精细化刻画乘客的用户画像，可进一步对客流出行特征进行分析，包括时间分布特性、OD分布特性、客流构成分布特性等，为交通企业合理安排计划、均衡组织运力提供数据支撑，为交通疏运组织、车辆监控调度提供智能化科学支撑。

4、卡口是以设置在主要交通枢纽道路口的摄像机为依托，结合智能化的仪器和软件来实现道路交通的智能控管，比如当前的车流量，段面车辆计数，车辆特征检索，以及部分违章抓拍功能。这类卡口监控一定会配备补光灯、地感线圈、高清晰数码照相机和网络接入设备，当然，主要角色还是功能强大的一套管理软件。卡口一般作为道路交通部门监管的系统使用。电子警察说来跟卡口有些相似，但它的主要功能还是路面车辆的实时监督，对于追逃车辆、肇事车辆和可疑车辆的分析捕捉能力更强，需要与公安部门进行联网。

结语

人脸识别的大范围应用尽管还存在制约，但作为新兴技术仍然具有很大的发展潜力，随着技术的研发和应用问题的解决，上述的问题终将得到解决。相信，在未来人脸识别技术会越来越多地应用到人们生活的方方面面，在城市公共交通领域，刷脸进站、刷脸坐公交、客流监测、司机脸部监测、停车场无人值守等应用将能够逐步实现，让交通出行变得更加便捷和安全。