引 言

針對傳統(tǒng)人工身份識別主觀性強、可靠性弱和執(zhí)行效率低等缺點，文中利用先進圖像處理識別技術，結合考生身份識別實際應用需求，設計了一套可采集身份證證件照和通過現場人臉拍攝進行遠程人臉比對服務的綜合應用系統(tǒng)。

1 考生身份識別

社會各類職業(yè)考試，學校升學考試，以及就業(yè)招聘考試等都需要針對考生本人審核參考信息。目前，此類審核都通過監(jiān)考人員對參考人員的有效證件人工進行信息比對，以確認是否為本人參考。對比方式以參考人員持有有效證件，監(jiān)考人員對比考場參考人員信息表后，信息正確即認為是本人參考。人工信息比對存在三大明顯不足：

(1) 這是一種 物 與 物 的對比，而非 物 與 人的對比，監(jiān)考人員以證件信息核對參考信息 ；

(2) 監(jiān)考人員參考證件照與考生本人對比，很大程度上依賴于監(jiān)考人員的主觀判斷，缺乏真實有效性 ；

(3) 信息審核比對效率較低，需要人工進行信息的逐條審核，而非計算機自動完成。

2人臉相似度比對

人臉識別是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。人臉識別系統(tǒng)成功的關鍵在于是否擁有尖端的核心算法，并使識別結果具有實用化的識別率和識別速度。人臉相似度比對是人臉識別領域的一個重要研究方向，其方法是提取人臉圖像的特征數據與數據庫中存儲的特征模板進行搜索匹配，應設定一個閾值，當相似度超過該閾值時，則輸出匹配得到的結果。人臉相似度比對的過程分為兩類，即確認，一對一進行圖像比較的過程；辨認，一對多進行圖像匹配對比的過程。

目前，國內領先的研究人臉識別技術并將其成果商業(yè)化應用的公司主要有中科云從（CloudWalk）、曠世科技（Face++）和天誠盛業(yè)（EyeKey）。各公司都有自主核心知識產權，并成功應用于安防、監(jiān)控以及信息審核等領域。其中，云從科技和Eyekey免費開放其人臉識別接口，用戶可以將數據發(fā)送到其遠程服務器進行數據處理并得到返回結果。故用戶可以根據實際應用需求開發(fā)各類個性化應用程序。

針對人工對比身份信息的不足，在調研相關先進身份識別技術并結合我們所學知識和實踐能力的基礎上，采用云從科技的開放人臉比對接口，實現了一套能夠對比證件照和本人現場照的考生身份識別應用系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采集身份證照片和參考人員人臉現場照自動進行比對和審核，大大提高了驗證速度和準確度，同時對比數據都保存到數據庫，考生的現場考試審核信息都有據可查。

3 系統(tǒng)設計

經過詳細的需求調研和可行性分析，考生身份識別系統(tǒng)的設計基本思路和技術路線為：

(1) 通過身份證讀卡器讀取身份證上的信息和照片（imgA）；

(2) 當身份證信息讀取成功后，同步鎖定當前場景，通過攝像頭拍攝當前場景下的人臉照片（imgB）；

(3) 將證件照和場 景照 通 過 Base64編 碼 數 據用Urlencode方式調用云從開放比對接口（http：//120.24.168.188： 7000/face/tool/compare）進行數據比對，解析返回結果，處理并顯示，同時完成其他相應的業(yè)務操作。系統(tǒng)運行的整體業(yè)務邏輯流程如圖 1 所示。

4 系統(tǒng)實現

4.1 身份證讀卡模塊

為了在自行開發(fā)的項目中使用 二代身份證讀卡器 獲得二代身份證信息，需要對現有讀卡器開發(fā)包 Sdtapi.dll 進行二次開發(fā)。整個身份證讀卡模塊被封裝成 IDCardInfo（身份證信息）和 ReaderIDCardThread（讀卡器線程）類。應用程序啟動后，初始化讀卡器線程對象，并綁定讀卡事件。當讀卡器線程正式啟動后便觸發(fā)讀卡事件，調用Sdtapi.dll 中的接口讀取身份證信息。讀卡模塊主要程序偽代碼描述如圖 2 所示。

圖 2 讀卡模塊主要程序偽代碼描述

4.2 攝像頭采集模塊 

EmguCV.dll 是將 OpenCV 封裝的一個 .net 庫，可以被 C#.net 調用。EmguCV 的使用方法和 OpenCV 相同，OpenCV 的資料完全可以直接用于 EmguCV。在攝像頭采集模塊中， 我們需要利用 EmguCV.dll 庫中已經封裝好的方法 Capture 線 程類捕獲攝像頭的圖像，Capture 對象初始化只需傳入攝像頭 的地址信息即可。

攝像頭采集模塊主要程序偽代碼描述如圖 3 所示。

4.3 遠程對比顯示模塊 

身份證讀卡模塊成功采集信息后得到證件照（ImgA），攝 像頭采集模塊拍攝成功后得到現場人臉照（ImgB）。根據得到 的 ImgA 和 ImgB，調用云從遠程比對接口進行圖像比對，并 解析返回值。遠程比對原理如圖 4 所示。

5 系統(tǒng)測試

我們以 Visual Studio2012 為開發(fā)工具，在 Windows 平 臺和 DotNet4.0 環(huán)境下 C# 編程實現了本文所述的考生身份識 別系統(tǒng)，并將其發(fā)布為 PC 客戶端安裝程序。同時為簡化環(huán) 境配置，我們直接做好 Win7 系統(tǒng)鏡像，裸機即可恢復系統(tǒng) 運行。系統(tǒng)電腦硬件配置為 Intel（R）Core（TM）2 Duo CPU T6670 @ 2.20 GHz，2 GM RAM。外圍硬件設備為普通家用 免驅攝像頭和精倫身份證讀卡器，其中身份證讀卡器讀取身 份證信息和攝像頭采集捕獲圖像的二次開發(fā)動態(tài)鏈接庫分別 為 Sdtapi.dll 和 EmguCV.dll。系統(tǒng)搭建后的原型如圖 6 所示。

圖 6 系統(tǒng)實物圖

5.1 對比試驗

為了驗證原型系統(tǒng)的有效性和云從對比結果的可靠性， 我們做了一組對比試驗（A 組與B 組），A 組中本人持自己的身份證進行對比，B 組中本人持他人身份證進行對比。對比試驗數據見表 1 所列。對比試驗運行過程充分驗證了系統(tǒng)可以快速有效的完成證件數據的采集和人臉數據的拍攝，并成功向遠程服務器請求比對，得到返回結果。同時，對比試驗的比對結果也驗證了遠程比對服務器的比對效果是可信的。此外， 試驗發(fā)現，臉部的拍攝角度，現場光線的明暗，有效部位的面積等都會損失人臉圖片的質量，會較大程度影響比對結果。

5.2 模擬測試

為了進一步驗證所開發(fā)的考生身份識別系統(tǒng)在實際真實考場環(huán)境下運行的穩(wěn)定性和發(fā)現系統(tǒng)存在的缺陷，我們對某班級（30 人）進行真實考場模擬測試，測試對象手持本人身份證，通過該系統(tǒng)的身份確認后方可進入考場。測試結果如圖 7所示，測試過程約用時 10 min。

圖 7 測試結果

（3）系統(tǒng)根據實際應用需求，開發(fā)了系統(tǒng)設置，數據查詢，數據保存等功能，總體設計相對完善。

本文所實現的系統(tǒng)不僅僅可以應用于考生身份識別，也可以應用于任何需要本人信息比對的場合，所以這僅是一個原型系統(tǒng)，完全可以根據不同的實際需求擴展相應的功能模塊，實現多元化復用。云從科技作為國家遠程人臉識別系統(tǒng)標準制定單位，擁有強大的研發(fā)團隊和深厚的技術積累，其對外開放的各種接口也可用于升級當前的系統(tǒng)，以滿足不同領域的應用開發(fā)需求。