标题：面部识别系统
面部识别软件
脸是标识您身份的重要元素，别人也会通过你的脸来辨认您。请想象一下，如果所有的面孔都是相同的，识别出一个人该是多么的困难。除了长得几乎完全一样的双胞胎之外，面孔毫无疑问是一个人最独一无二的物理特征。不只是人有识别和区分数百万张不同面孔的先天能力，计算机现在也正在迎头赶上人的这种能力。总部位于新泽西的Visionics公司是面部识别技术的众多开发者之一。该公司开发了一个名为FaceIt的特殊软件，它的奇特之处在于，它能够从拥挤人群中捕捉某人的面孔，将该面孔从背景中提取出来并与数据库中存储的图像进行对比。为了能够顺利工作，该软件必须知道一张基本面孔看起来是怎样的。面部识别软件必须能够首先识别出面孔（这取决于它自身的技术水平），然后再测量每张面孔的各种特征。如果照镜子，您会发现脸具有一些可辨别的标志。脸上的凸出部分和凹陷部分构成了不同的面部特征。Visionics将这些标志定义为节点。人脸大约有80个节点。
以下是该软件测量的几个节点：
两眼之间的距离 
鼻子的宽度 
眼窝的深度 
颧骨
下颌轮廓 
下颚
测量这些节点的目的在于产生一个数字代码（一串数字），它在数据库中代表该面孔。该代码称作面纹。对于FaceIt软件，只需要14-22个节点数据即可完成识别过程。在下一节中，我们将介绍该系统如何检测、捕获和存储面孔。
工作原理
面部识别软件可归入名为生物识别的一大类技术。生物识别技术使用生物信息来验证身份。生物识别背后的理论是：我们的身体包含一些独一无二的特征，可以使用它们将我们与他人区分开。除了面部识别之外，生物识别身份验证方法还包括： 
指纹扫描 
视网膜扫描 
语音识别
面部识别方法有多种，但是通常涉及捕获、分析和对比等一系列步骤，将你的面孔与数据库中存储的图像进行对比。以下是FaceIt 系统用于捕获和对比图像的基本过程： 
为了确定某人的身份，面部识别软件将新近捕获的图像与数据库中存储的图像进行对比。
检测——当系统连接到视频监视系统后，识别软件会在摄影机的视野中搜寻面部信息。如果在视野中存在一张面孔，它会在几分之一秒的时间内检测到它。它使用多尺度算法以低分辨率搜索面部图像。（算法是提供一组指令以完成特定任务的一个程序）。系统只有在检测到类似头部的形状后，才切换到高分辨率搜索。 
对齐——一旦检测到面部图像，系统会确定头部的位置、大小和姿态。只有在面部与摄像机至少成35度角的情况下，系统才会记录它。 
标准化——头部图像经过缩放和旋转，以便能记录和映射到相应的大小和姿态。无论头部的位置如何以及相距摄像机的距离有多远，都可以执行标准化过程。光线不会对标准化过程产生影响。 
表示——系统将面部数据转换成一个唯一的代码。通过编码，可以更加容易地将新近捕获的面部数据与存储的面部数据进行比较。 
匹配——将新捕获的面部数据与存储的数据进行对比，并（在理想情况下）链接到至少一个已存储的面部图像。 
FaceIt 面部识别系统的核心是局部特征分析（LFA）算法。这是系统在对面孔进行编码时使用的数学技术。系统对面孔进行测量，并生成一个面纹，即面部的唯一数字代码。在存储了面纹之后，系统会将它与数据库中存储的成千或成百万的面纹数据进行对比。每个面纹都存储为一个84字节的文件。
面部识别系统通过使用面部识别软件，警察可以缩放摄像机画面并拍摄某个面孔。
系统可以用每分钟6000万张面孔的速度对内存中的面纹数据进行匹配，对于硬盘中的面纹数据，每分钟可以匹配1500万张面孔。在进行对比时，系统会用介于1到10之间的一个值来表示对比结果。如果该值大于预先定义的阈值，则宣布找到一个匹配结果。然后，操作人员可以查看被宣布为匹配项的两张照片，确定计算机的工作是否准确。
与其他生物识别技术一样，面部识别被认为是一种会在不远的将来得到广泛使用的技术。在下一节中，我们将介绍它现在的使用情况。FaceIt这样的面部识别软件的主要用户一直是一些执法机构，它们使用这些系统在拥挤的人群中捕获随机出现的面孔。然后，将这些面孔与数据库中犯罪分子的照片进行对比。除了进行执法和安全监视之外，面部识别软件还有其他几个用途，包括： 
消除投票欺诈 
取款身份验证 
计算机安全
应用
墨西哥政府对面部识别系统的使用可称为是最具创新的用法之一，他们使用此技术找出舞弊的选民（通过重复登记）。为了控制选举结果，有人会以不同姓名多次登记注册，以便能够多次投票。使用传统方法并不容易找出这些人。 
许多人不去银行柜台取钱，而是使用取款机。面部识别可消除可能发生的犯罪活动。
借助面部识别技术，官员们可以通过搜索选民数据库中的面部图像来找出重复登记的选民。他们将新图像与档案中的记录进行对比，找出试图使用多个姓名进行登记的人。在墨西哥2000年的总统选举中曾使用了此技术，而且预计将很快应用到地方选举中。 
其他潜在应用还包括ATM机和取款时的安全性。软件可以快速验证客户的面孔。在得到用户同意后，ATM机或取款柜台会拍摄客户的数字照片。然后，FaceIt软件使用该照片生成一个面纹，避免客户身份失窃和欺诈交易。使用面部识别软件后，无需再使用身份证、银行卡或个人识别号（PIN）来确认客户的身份。
这种生物识别技术还可以用于保护计算机文件的安全。通过在计算机上安装网络摄像头和面部识别软件，可以将您的脸变成进入计算机所需的密码。IBM已经在其A、T和X系列的Thinkpad笔记本电脑上的屏幕保护程序里融入了这种技术。
面部识别软件可用来锁定您的计算机。
尽管可以使用面部识别技术保护您的私人信息，但是只需要在您没有察觉的情况下拍摄一张照片就可以轻易入侵系统并获取您的隐私。与其他许多正在不断发展的技术一样，面部识别技术虽然具有难以置信的潜能，但是仍存在一些缺陷。
面部识别系统解决方案
“平安城市”布防追逃系统方案
近年来，我国整体经济实力显著增强，但社会治安状况也日趋复杂，公共安全问题不断凸显，城市犯罪突出，手段不断更新、升级。这些都迫切要求加快发展以主动预防为主的视频监控系统。而且自美国“9·11事件”和伦敦地铁爆炸案之后，应对突发事件的城市应急防范系统成为新的安防建设热点。
2005年9月中国公安部正式启动城市联网报警与监控系统建设（3111工程），将在全国范围内，在省、市、县三级开展报警与监控系统建设试点工程，推动了“平安城市”的建设步伐。2006年中治委确定社会治安综合治理“八大要点”，更是将“广泛深入地开展平安建设”列在了第一位。
随着中国各级政府构建“和谐社会”及“数字城市”战略的实施，目前城市监控和报警系统正在全国范围内得到有效推动。
城市报警与监控系统建设既是“数字城市”的核心系统，也是社会治安防控体系的重要组成部分。从最初第一批由北京、杭州、苏州、济南等四个城市开始做试点，到第二批包括中西部地区15城市在内的数十个示范城市加入，据统计，到2008年，示范城市总量已达到180多个。
“数字城市”的建设直接推动了视频监控的迅速发展，随着示范城市新增报警监控设施规模不断扩大，其当前需求增量已超过了前十多年的总和。数据显示，近年来，国内视频监控市场的需求总量年复合增长率均达20%以上。以北京为例，现已安装摄像机26万多个；在中国信息技术的前沿——深圳市，将部署以30万部摄像机构成的安全监控网络，中国最大的城市广州，监控规模将为深圳的两倍。而随着示范工程的整体推进、北京奥运会、上海世博会的举办以及国民经济水平的持续提升，安防监控技术也将迎来一个个新的高峰成长期。
数字城市项目是一个综合性的超大型管理系统，不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等多方面对图像监控的需求，同时还要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动，而在监控系统中，摄像机的覆盖面主要包括：主要街道、主要办公场所、展览场所、网吧、酒店、娱乐场所、公园、火车站、汽车站乃至长途及所有公交车辆。城市监控网络建成后，再将原有的银行、海关、乃至各小区的自由监控网络纳进来，此时，监控网络将成为由数十万甚至百万的摄像机组成的大型监控与报警系统。
但在目前城市治安管理中，由于城市地方扩大、人口增加等原因，公安警力的增加远远不能满足实际需求的速度，因而需要利用城市安防监控系统，将科技手段转化为直接战斗力。由此，需将城市重点区域监控、交通干道监控、卡口监控、娱乐场所监控、监狱监控、审问室与法院远程监控等系统与城市中各派出所及上级公安分局到市局进行多级联网。从而至少保证事件发生时，公安机关相应部门能第一时间把握现场画面情况，并协助上级指挥现场，以提高管理者的管理效率。
目前，在一些大型的安防视频监控系统中，监控系统几乎沦为一种提供事后取证录像的工具。如城市监控，一般有上千甚至上万个监控点，仅依靠工作人员，根本无力管理和监视。显然，这样的安防监控系统，也丧失了原来拥有的预防能力。
现在，各地正在酝酿的城市治安监控系统，多是以视频监控与报警联动为代表的城市治安防控体系。在这种安防监控系统中，一般采用传统的系统配置模式：即集中式地建设监控中心，将视频数据上传至集中式设置的视频服务器，并在该集中节点进行数据存储；在视频采集点上，一般采用视频采集器，控制多路视频摄像头。该视频采集器采用宽带线路，或是采用无线网卡，在带宽不足的情况下，可能会采用多路无线线路捆绑的方式连接公众互联网，与同样连接在互联网上的视频监控中心进行数据传输。[1]