基本介紹
- 中文名：刷臉進站
- 外文名：Enter the station by brushing face
- 場所：火車站
- 對象：旅客
- 優點：節省人力、方便快捷
背景,原理,方法,優點,注意事項,
背景
眾所周知，春運是世界上規模最大的“人口遷徙”，中國鐵路在每年的春運期間都要經受種種因客流量過大而引發的一系列問題。但值得自豪的是，每年春運的規模雖然堪稱“恐怖”，但廣大旅客仍然將坐高鐵回家視為第一選擇，這是對中國鐵路的信任，同時也是對中國鐵路的不斷鞭策。
“檢票進站”作為鐵路出行中的一個重要環節，在往年春運期間經常出現不少問題以及安全隱患：例如客流量大時，進站速度變得非常緩慢；再者，檢票人員單靠人工檢票很難檢驗出旅客是否“人、證、票”相統一。因此，2017年1月13日北京西站開通了人臉識別驗票系統，也就是“刷臉”進站，開啟了鐵路檢票服務新時代。
原理
“刷臉”進站所用的是人臉識別技術，這是基於人的臉部特徵信息進行身份識別的一種生物識別技術。用攝像機或攝像頭採集含有人臉的圖像或視頻流，並自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行識別的一系列相關技術，通常也叫做人像識別、面部識別。
刷臉進站對計算機“看臉識人”的本事提出了很高的要求，如何確認眼前這個人就是身份證上的那位呢？這涉及到模式識別、圖像處理、計算機視覺、統計學習、神經網路、小波分析、子空間理論和流形學習等眾多學科，還有一系列以“特徵臉方法”為代表的識別算法。
這類算法的思路主要是利用一種叫“主成分分析”的數學方法，對二維的人臉圖片進行降維和提取特徵，將其轉化為一組向量集，進而轉化為數學運算來處理。它首先需要準備一些基本的人臉模型（稱為“訓練集”），將其向量化後獲得基本的特徵向量。這些特徵向量在返回成圖像時看上去仍像人臉，擁有人臉的基本特徵，所以它們也被稱為“特徵臉”。
在具體的識別過程中，算法會把需要識別的人臉圖像向量化、數位化，然後從參考用的訓練集數據中找出與當前要識別的人臉數據對應的幾個特徵值，構成一組特徵向量基，以達到表征原數據的目的。
任何一幅人臉圖象在減去平均人臉後都可投影到子空間，得到一組權值向量，而後計算機就可以直接對比這組向量，確認兩邊圖像中是否是同一個人了。該方法實際上是計算了此向量和訓練集中每個人的權值向量之間的歐式距離，取最小距離所對應的人臉圖像的身份作為測試人臉圖像的身份。打個比方，這就像是警察局裡指認嫌疑人時所用的“拼臉”方法，它以一個基礎臉型為底，將合適的眼睛、眉毛等五官放上去，最終組成一個與嫌疑人最像的人臉圖。“刷臉機器”所做的事情也大致如此，只是它的“眼睛”、“眉毛”等五官更加抽象，對比的過程也是通過純數位化的形式進行。
但基礎的特徵臉算法比較適合處理靜態的正面圖像，為了應付旅客在拍照時可能出現的不同姿態，研究者又開發出了“彈性圖匹配”的思路。它把所有人臉圖像看作具有相似的拓撲結構，不注重角度、長度等量化的性質，而側重於變換後的圖形的不變性質。所以它還有一個形象的名稱，叫“橡皮泥幾何”。在這種方法中，所有的人臉可以表示成類似的拓撲圖，它的節點是一些基準點（如眼睛，鼻尖等），它的邊是這些基準點之間的連線。
為了識別一張新的人臉，需要從該人臉中找到基準點，提取出一個人臉圖，令這幅圖和現有的彈性束圖之間的相似度最大。經過匹配後，新的彈性束圖將被提取出來，然後再把它放入“特徵臉方法”中進行識別。在彈性匹配的過程中，格線的形狀會隨著特徵點的搜尋而不斷變化，因此對姿態的變化也具有一定的自適應性。
方法
旅客需將二代身份證和藍色車票疊放在一起，車票要放在身份證上方，車票正面的二維碼要朝上、朝前，將身份證和車票一起放入閘機插入口，攝像頭會採集旅客的人臉信息，與身份證人臉信息進行識別，如果一致的話，閘機就會打開，旅客就可以通過進站。
優點
“刷臉”進站速度很快，一般情況下，3至6秒便能成功通行，解放了人力，也方便了旅客。北京、上海、廣州、鄭州、太原、武漢、南昌、西安、長沙等地部分火車站已經使用上了“刷臉”進站。比起傳統的靠工作人員識別放行，這些機器最大的優勢在於節省人力，而且方便快捷。
注意事項
2.“目前‘刷臉’失敗的情況還比較少。”北京西站客運車間相關負責人說，但一些人的二代身份證使用時間長，旅客外貌發生較大變化，這樣會識別不出來。
3.“人臉識別驗證，儀器將掃描到的人臉和身份證照片進行比對，主要是看臉部輪廓、眉骨、嘴唇兩邊，和胖瘦沒有關係，如果‘刷臉’進站時比對相似度不到75%就需要人工驗證。”
4.刷臉進站不是所有旅客都能用，持有紅色車票的不能使用；持有學生票、殘疾人票等減價車票的需要人工核驗減價的證件，只能走人工通道。
