在科技飛速發展的2025年，門禁行業正經歷著深刻的變革。隨著人們對安全需求的不斷提升，門禁系統作為保障場所安全的關鍵設施，其智能化、精準化程度越來越受到關注。模式識別技術在門禁系統中的廣泛應用，更是為門禁行業帶來了全新的發展機遇，顯著提升了門禁系統的安全性和便捷性。

  一、門禁系統中人臉識別的基本原理

  人臉識別作為模式識別技術在門禁系統中的重要應用，有著獨特的工作原理。《2025-2030年中國門禁行業項目調研及市場前景預測評估報告》指出，以某大型活動入場門禁為例，在入場前，系統會提前採集入場人員的人臉照片，從中提取人臉特徵，並將這些特徵存儲到資料庫中。當人員入場時，門禁系統的攝像頭會實時採集人臉圖像，然後與資料庫中的數據進行對比，以此實現人臉身份識別，確保只有授權人員能夠進入活動場所，保障活動的安全有序進行。

  完整的人臉識別門禁系統主要包含以下三個部分：

  人臉檢測：其關鍵任務是判斷輸入圖像或視頻序列中是否存在人臉。若存在，則確定人臉的位置及大小。經過多年的發展，人臉檢測技術已基本能滿足門禁系統自動化的要求。

  特徵提取：從人臉圖像中提取用於區分不同個體的判別特徵。這些特徵需對相同的人具有穩定性，對不同的人具有差異性，直接影響著最終的識別性能。

  人臉分類：根據提取的待識別人臉特徵，與資料庫中的人臉圖像進行比對，從而確定其身份，這一過程高度依賴特徵提取的效果。

  二、門禁系統中人臉識別的主要技術

  (一)特徵提取技術

  人臉圖像蘊含豐富的模式特徵，如輪廓特徵(橢圓輪廓)、顏色特徵(發色、膚色等)、直方圖特徵(距離、分布等)、結構特徵(對稱性)、投影特徵、鑲嵌圖特徵(Mosaic 規則)等。在門禁系統的人臉識別中，需篩選出最具代表性和有效性的特徵。人臉特徵總體可分為基於灰度特徵的方法和基於膚色特徵的方法。基於灰度特徵的方法利用人臉與其他物體的本質區別特徵，是人臉識別領域研究的重點;基於膚色特徵的方法則更適用於構建快速的人臉檢測與跟蹤算法。

  (二)灰度特徵

  灰度特徵包含人臉灰度分布特徵(直方圖特徵、鑲嵌圖特徵等)、人臉輪廓特徵、模板特徵、器官特徵(對稱性等)。嘴、鼻子、眼睛所在區域是人臉的核心區域，其灰度分布獨特;人臉輪廓是頭部重要特徵;人臉區域自身灰度可作為模板特徵，常選取包含嘴、鼻子和雙眼的臉部中心區域作為人臉模板的共性特徵，排除臉頰兩側、頭髮等變化較大區域，該方法廣泛應用於基於統計學的人臉識別門禁系統中。

  (三)膚色特徵

  人的膚色是人臉面部的重要信息，獨立於臉部其他細節特徵，在表情、旋轉等不確定因素下依然適用，穩定性較高，且能區別於大部分背景物體顏色，因此在人臉檢測過程中是常用特徵。利用膚色特徵進行人臉識別時，膚色模型的描述與色度空間的選擇緊密相關，不同色度空間中 「非膚色」 與 「膚色」 區域的重疊程度會影響測試性能。

  (四)人臉識別算法

  人臉識別算法有多種分類方式。根據綜合人臉特徵時採用的不同模型，可分為基於統計的方法和基於知識的方法;從方法論角度，可分為基於模板的方法、基於特徵的方法和基於表象的方法。這些分類並非絕對，實際應用中常將多種思想結合。例如，基於人工神經網絡的方法，仿效生物處理模式，通過大量神經元間的複雜連接，以非線性動力學、自組織和自學習形成並行分布方式處理人臉特徵模式信息，進而實現背景與人臉的分類和人臉識別，但計算量大，實現實時處理有一定困難;基於支持向量機(SVM)的方法，基於結構的風險最小化原理，從最優分類面出發，使分類間隔最大且訓練錯誤率為零，相比基於經驗風險最小化的方法，具有更好的推廣性和泛化能力，能解決非線性、小樣本、局部極小點和高維數等實際問題;基於膚色特徵的方法，利用人臉膚色在顏色空間分布相對集中的特點檢測彩色圖像中的人臉部分，對表情和姿態變化不敏感，具有一定穩定性。

  三、門禁系統的軟硬體實現

  在門禁系統的實際搭建中，將前端視頻採集和人臉檢測功能在 ARM 上實現，之後把圖片發送到後台 PC 機中完成人臉識別過程。前端 ARM 板實現視頻採集及人臉檢測，然後將歸一化的人臉圖片傳入後台資料庫進行人臉識別，而人臉識別的核心部分，如人臉識別分類器的訓練、從海量人臉數據中進行人臉圖片的檢索、識別等均在後台完成。圖像採集設備採用網眼 V2000，它具有 CMOS 感光元件，640(水平)*480(垂直)高解析度，35 萬像素，USB 接口，價格低、體積小，適合捕獲近距離圖像。硬體方面目前普遍採用 ARM920T 核的 32 位微處理器，軟體方面選擇嵌入式 Linux。

  模式識別技術中的人臉識別在門禁系統中發揮著關鍵作用。通過對人臉識別在門禁系統中的基本原理、主要技術以及軟硬體實現的介紹，可以看出其為門禁系統帶來了更高的安全性和便捷性。隨著技術的不斷發展，相信人臉識別技術在門禁系統中的應用會更加成熟和廣泛，為人們的生活和工作場所提供更可靠的安全保障，推動門禁行業朝著更智能、更高效的方向持續發展。