人脸识别门禁系统的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

21世纪人民生活普遍进入小康队列，同时社会公众安全意识不断增加，安全防范得到广泛关注。门禁系统作为整个人民生活安全防范系统的一部分，已成为安全领域乃至社会各界的关注点。传统的门禁系统都是通过人工查看、登记出入这种繁琐的方式，效率既低，安全方面也存在很大漏洞。除此之外还有采用一卡通系统的方式，但也存在“只认卡不认人”的弊端，无法保证真正有效的安全管理。

随着计算机技术的高速发展，生物识别方面在安全领域越来越发挥重要的作用。人脸在生物领域具有唯一性特征，既具有自身的稳定可靠性，每个个体之间也有很明显的差异性，因此人脸在生物特征科研领域一直受到极大的发展。

其中人脸检测技术渐渐独立于人脸识别成为专门研究方向，能够适应通用人脸检测范畴的应用。人脸识别技术是通过采集人脸图像，根据图像提取人脸特征并跟图像库中记录进行比较来实现识别和验证被采集人的身份。正是由于这一操作简单，安全可靠等特点，受到大部分计算机行业用于安全防范领域的重视青睐，其研究背景已经远远超出了传统的人脸识别。

2. 研究内容和预期目标

因为人脸作为个体的重要部分，使得个体之间的差异性很强烈，且人脸具有自身的稳定性，于是人脸成为身份验证的最理想的依据之一。人脸识别门禁系统主要针对传统门禁系统的缺点之上，通过将人脸识别作为开启门禁的要素之一，门禁系统通过红外摄像检测捕捉到人脸，进而识别人脸再与之前在系统中注册的人脸图像进行匹配核对，若核对成功，系统将会对无线电子门锁发送开锁指令；若匹配失败，则无法开启门锁。故可以分为以下几个模块：人脸检测模块、人脸识别模块、身份信息管理模块以及门锁管理模块。

人脸检测模块主要是指当有新访客进出时系统摄像头自动采集检测当前人脸的五官特征并跟踪人脸；人脸识别模块主要是指成功检测人脸信息之后对访客进行识别，判断其是否拥有进出权限；身份信息管理模块主要分为三个模块分别为：身份注册模块，权限管理模块，访客记录管理模块。其中身份注册模块主要是指在使用门禁系统之前，先将门禁区域内具有进入权限的访客的人脸身份信息录入系统；权限管理模块主要是指系统会定时的对系统中预留的身份权限进行管理；访客记录模块主要针对进入门禁的所有访客，将他们的脸部图像和进入时刻以及其他相关信息生成到系统的访客记录表中门锁管理模块则是当前访客在该时刻具有进入权限则对电子门锁进行无线指令控制门锁开关。如图2.1所示

3. 研究的方法与步骤

人脸检测功能是将人脸看作器官特征的组合，根据五官特征以及相互之间的几何位置关系来检测是否存在人脸，通过大量图像样本构造人脸模式空间，对检测图像进行边缘检测并提取边缘曲线特征，根据相似度和评估函数来判断人脸。主要有分为基于器官特征、基于轮廓特征等方法。

人脸识别功能是指通过视频采集设备采集访客的面部图像，利用核心的人脸识别算法对五官位置、脸型和角度进行计算分析，然后与数据库已有的样本比对得出访客的真实身份。

身份注册功能是使用门禁系统之前，先将门禁区域内具有进入权限的访客的人脸身份信息录入系统，以后在进入门禁时可将人脸作为开启门禁的要素之一，无须携带钥匙或者一卡通，系统会根据事先录入的脸部图像判断其是否拥有进入权限。

4. 参考文献

[1] 李祥宝. 人脸识别发展分析[j]. 计算机技术与自动化,2006, 25(4):244-248[2] 陈绵书, 陈贺新, 桑爱军. 计算机人脸识别技术综述[j]. 吉林大学学报(信息科学版), 2003, 21(5):101-109[3] 魏冬冬, 谌海新, 聂铁铸. 人脸特征提取与识别技术研究[j]. 计算机与现代化, 2007, 03:69-72[4] opencv官方网站：http://opencv.org/[5] 基于opencv 的人脸识别: https://objccn.io/issue-21-9/[6] opencv摄像头实时人脸识别: http://www.cnblogs.com/xlturing/p/3587919.html[7] [美]joseph howse著；张弢译. opencv项目开发实战[m]. 清华大学出版社, 2016[8] 李立宗著. opencv编程案例详解[m]. 电子工业出版社, 2016

[9] 基于opencv的人脸检测系统http://www.doc88.com/p-2149062346141.html

[10] 基于opencv读取摄像头进行人脸检测和人脸识别http://blog.csdn.net/chary8088/article/details/24935505

5. 计划与进度安排

(1)2022.2.20---- 2022.3.10 查阅资料, 撰写开题报告(2)2022.3.11---- 2022.3.18 需求分析,熟悉开发工具(3)2022.3.19---- 2022.3.31 概要设计(4)2022.4.1---- 2022.4.9 详细设计(5)2022.4.10---- 2022.5.9 编写代码(6)2022.5.10---- 2022.5.19 程序调试，毕业论文资料收集，撰写论文提纲(7)2022.5.20---- 2022.5.31 整理设计文档，撰写毕业论文(8)2022.6.1 ---- 2022.6.20 答辩准备及答辩