人脸识别技术在高校智慧图书馆建设中的应用研究

耿雅玲，袁申，徐向阳

（1.西安外国语大学图书馆，陕西西安 710128；2.陕西师范大学图书馆，陕西西安 710119；3.海军某部，山东烟台 264000）

0 引言

随着互联网、大数据、云计算和人工智能等技术突飞猛进地发展成熟，人脸识别技术，作为人工智能应用于实体经济体系的具体实践，越来越备受关注并得到了迅速发展和广泛应用。自2017年党的十九大首次提出“人工智能”，2022年党的二十大报告也再次强调人工智能这一科技重要发展力量，它不仅给用户带来了新鲜的体验感受，还给实体经济的发展带来了诸多便利[1]。

人脸识别，是一种以人脸图像中的特征信息进行身份比对从而识别的生物识别技术。它的工作机制是：首先使用摄像头或照相机对人像进行捕捉采集，然后利用计算机图像处理技术对人像进行处理，最后再与人脸库中储存的人像特征信息进行比对识别。随着人脸识别技术在日常生活与工作中的频繁应用，“刷脸”已成为当今社会的热门词汇，如刷脸办理政务、刷脸支付、刷脸进入候车室、实验室、宿舍等。高校图书馆作为信息服务型机构，也逐渐注意到人脸识别的应用优势，并将人脸识别技术应用到图书馆的日常管理和服务系统中，以促成传统图书馆向智慧图书馆的成功转型。

文章首先对人脸识别的优势进行了具体化调研和分析，然后提出将传统刷卡门禁系统与人脸识别相融合、校园卡自助借还系统与人脸识别相融合，达到精准快速识别读者身份的目的，以提高图书馆的日常安全管理和服务水平，确保馆内重要图书资料的保存和借阅。进而，笔者对高校建设智慧图书馆时应用这一技术的策略进行了分析和思考：只要能做到科学引进新技术、采买新设备，不仅可以减轻图书馆的财政压力，也能给读者提供更多的新服务，提升图书馆在全校职能部门中的价值体现。

1 人脸识别技术在智慧图书馆中的应用现状分析

目前，我国图书馆界关于探讨人脸识别技术在图书馆中的应用文献较少，截至2023年2月28日，笔者在中国知网数据库中，以人脸识别技术与图书馆两个关键词进行高级检索，共搜到相关论文78篇。从发表的期刊类别来看，其中发表于图书馆相关期刊25篇，发表于大学学报、电子、信息、科技或管理类期刊53篇；从发表时间来看，2022年共计发表7篇，2021年共计发表16篇，2020年共计发表13篇，2019年共计发表16篇，2018年共计发表16篇，2008—2017年共计发表11 篇；从所发表文章的研究方向来看，主要有人脸识别在图书馆的应用与思考[2]、人工智能时代图书馆服务模式的变革研究[3]、人脸识别系统的隐私保护研究[4]和人脸识别系统的设计与开发[5]等。

通过分析文献，早期的文章主要是对人脸识别技术的实现进行了一定的探究，并对其应用前景进行了初步构想。后期的文章主要基于人脸识别技术在各行各业广泛应用，研究其在智慧型图书馆中的应用实践。

2 人脸识别技术在智慧图书馆中的应用优势

2.1 生物识别技术的性能对比

随着社会的进步和技术的发展，生物识别技术逐渐为大家所用，其在很多领域都得到了很好的应用，特别是在身份检测识别这一安全性问题中。生物识别技术是指利用计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段和理论知识的密切结合，通过对人体的人脸、虹膜、指纹、DNA 等生物特征和声音语态、书写笔迹、行走步态等行为特征来进行个人身份检测识别的方式。在实际应用中，基本上都会选择不易被复制的生物特征作为进行身份检测识别的主要依据，如人脸、虹膜、指纹、DNA，通过这些生物特征识别的方式更具有安全性、保密性和高效性。但生物特征提取往往需要专业的机器支撑，其中机器的成本问题是高校引进生物识别技术的重要考虑因素之一，同时，因高校人员复杂且数量庞大，特征采集的方便程度也是极为重点的一个考查因素。表1是对人们使用广泛的四种生物识别技术性能的对比。

表1 四种生物识别技术性能对比

通过对人脸识别技术和其他三种识别技术的对比发现，虹膜识别技术和DNA 识别技术成本比较高，且存在采集相对不便利、识别速度慢和不好推广、可实现性低等缺点；指纹识别技术存在易被复制的安全问题，且其他性能比较并不突出等缺点，综上所述，人脸识别技术较前三种识别技术有较为明显的应用优势。

2.2 人脸识别技术的应用优势

与虹膜、指纹和DNA 识别技术相比，人脸识别技术有较为明显的应用优势，如机器成本低、可实现性高、识别速度快、好推广等优点。在以往图书馆的智能验证系统中，还有校园卡刷卡认证较为常用，高校师生通过刷卡进行身份比对和识别。通常来说，校园卡采用的技术是RFID 技术，它的工作原理是当校园卡靠近读卡器感应天线时，标签进入阅读器，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的师生信息，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据的比对，从而反馈识别结果。表2 是对人脸识别技术和RFID 技术对应的刷卡和刷脸两种认证方式进行了多方面性能对比。

表2 两种认证方式的比较

通过对刷卡和刷脸两种认证方式的对比发现，刷卡认证存在易被复制、安全性低等缺点，且需要随时携带校园卡。若出现校园卡丢失、被盗或被复刻，不法分子趁机进入图书馆，将给高校图书馆带来巨大安全隐患。

综上，人脸识别技术是高校图书馆走向智慧化转型的必然需求，在图书馆的各项业务系统中有非常广阔的应用前景。

3 人脸识别技术在高校智慧图书馆建设中的实践

3.1 图书馆人脸识别门禁系统

图书馆作为教师和学生课后线下重要的学习活动场地，为教师和学生提供了丰富的教学资源，各项图书服务也日益完善，更好地保障和辅助了师生的教学活动，但图书馆的服务提升，也伴随着日益增多的人员流动、人员进出管理的问题日趋突出，比如，以校园卡为媒介的传统门禁系统，只要有校园卡就可以随意出入和借阅书籍，如果有师生将校园卡不慎丢失，将给师生的信息安全以及馆内人员安全带来很大的安全隐患。而人脸识别技术因其一一对应的安全性和随时可用的便利性，在交通运输、商场购物、手机应用等领域被广泛使用，且因现有技术较为成熟，可为高校图书馆门禁系统提供较好的参考，能有效地从根本上解决目前图书馆存在的人员出入管理问题。以西安外国语大学为例，其人脸识别门禁系统工作图如图1所示：

图1 人脸识别门禁系统工作图

调查发现，自2017年开始，海南大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、海南大学、上海交通大学、中国计量大学、天津大学、西安外国语大学等高校的图书馆都已在保留原有传统的校园卡门禁系统的基础上增设了刷脸进出馆方式，师生普遍对刷脸进出馆使用次数更高，相对于刷卡进馆方式，人脸识别门禁的接受度更快，且能提高读者的进馆效率，这对图书馆后续向智慧图书馆转型具有重要意义。

3.2 图书馆自助借还系统

在高校图书馆智慧化的进程中，人脸识别技术不仅在门禁系统中得到了很好的应用，也应用在了自助借还系统。传统的借还书系统是以校园卡为识别媒介，即使用的是RFID 技术进行身份识别。这种技术的弊端上文已经做了相关分析，此处不再赘述。图书馆智慧化变革在经历了校园卡扫描借还，到校园卡自助借还，再到刷脸自助借还，思路上是从对物的识别转移到对人的识别，这无疑增加了识别的准确度、高效性，也给高校图书馆的图书管理工作带来了一定的积极作用，不仅提高了图书借还的管理水平，还减轻了图书馆员的工作压力，杜绝了因丢卡而带来的一系列安全隐患。以西安外国语大学为例，其图书馆自助借还系统工作图如图2所示：

在对高校的调研中发现，自2017 年开始，浙江理工大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、海南大学、西安外国语大学等高校图书馆均已引进了人脸借还与刷卡借还并存的借还系统。值得一提的是，西安外国语大学在对校园系统智慧化建设时专门建立了本校师生人脸库，自助借还系统只需与其进行对接，便可进行人脸的提取和存储，再由系统对其进行比对识别。系统主要功能为图书借阅、图书归还和图书续借。

4 人脸识别技术在高校图书馆智慧化进程中的策略思考

4.1 引用新技术，加快图书馆升级改造

高校图书馆引入人脸识别技术建成了人脸识别门禁系统和人脸自助借还系统，初步完成了图书馆向智慧化迈进的升级改造工程，而读者也因为这一新鲜的科技体验感，更加有兴趣和意愿到图书馆进行相关学习科研工作。将人脸识别技术应用到门禁系统中，读者出入馆内将会更快速、便捷，有效节省了读者的时间，进一步提高读者效率；将人脸识别技术应用到自助借还系统中，读者借还书籍无须使用校园卡便可进行借阅、续借和归还书籍，在简化流程的同时也节省了读者和馆员的学习工作时间，进一步提高了在馆人员的工作效率。但是，还需要思考人脸识别技术的识别速度、识别准确率以及系统稳定性是否已到最优点，有待进一步的数据监测和分析研究。

除此之外，随着信息技术的快速发展，高校图书馆在一次次的升级改造中开发了越来越多的图书流通方式，特别是越来越多的服务在移动终端得以展开实现，移动图书馆也随之而生，不仅可以在馆内用手机进行借书和预约借书，还能在不在馆的情况下进行馆藏查询、图书续借和图书转借。我们需要进一步考虑在现有的流通方式中人脸借书的性价比是否最低。

4.2 延伸新服务，保障各业务有效融合

人脸识别技术与高校图书馆现有设备的有效融合，给图书馆提供了一个新服务的思路。首先将校级人脸库与图书馆各业务系统进行对接，节省了师生以及各系统在采集人脸时所需的时间成本和金钱成本。再者，校园卡刷卡识别门禁与人脸识别技术相结合和刷卡借还书与人脸识别技术相结合都在一定程度上提高了读者的学习工作效率，也对图书馆业务水平的提高起到了一定的积极作用。这种“传统服务+新技术”将会大大助力图书馆向智慧化迈进。

值得引起注意的是，在延伸新服务促进各业务融合的同时，师生隐私数据的保护工作是否做到完备，从目前调研的结果来看，各大高校主要是通过与厂商签订保密协议来确保信息不外漏，促使其使用加密技术对用户数据进行传输和存储，从而达到保护读者隐私的目的。

4.3 推广智慧化，提高各部门服务水平

在高校图书馆智慧化的进程中，推广新的智能服务是非常重要的建设内容之一。随着智能技术的快速发展和图书馆引进新技术促进各业务良好融合，图书馆的智慧化推广迫在眉睫。目前主要的推广方式有三种：展示牌推广(一般放置于图书馆进门处、教学楼前或食堂门前)、培训推广（以班级为单位进行培训预约）和新媒体推广（一般是通过网站或微信公众号发布）。推广内容主要分为两类：固定内容推广和智慧化内容推广。固定内容推广主要是对包括本馆概况、规章制度、资源等进行介绍，让读者对图书馆有所了解，逐渐熟悉，并心之向往；智慧化内容推广主要是通过对师生个人的阅读习惯、使用设备频率等进行数据采集分析，从而对读者的阅读喜好以及设备的接受度有所掌握，以人为本，进一步提高图书馆各部门的服务水平。

在推广智慧化的同时，还需注意到高校图书馆经济与环境的可持续发展。因为在高校引进多种新技术建设智慧型图书馆的同时，也造成了图书馆对设备采购、维修保障和后期处置成本的增加以及设备制造、运输和处置的过程中对环境的污染。因此，需得在采购中进行广泛的调研，并在使用过程中持续跟进用户使用数据，科学引进新技术、采买新设备，不仅可以减轻图书馆的财政压力，也能给读者提供更多的新服务，提升图书馆在全校职能部门中的价值体现。

5 结束语

人脸识别技术的优势使得其在各行各业得到了广泛应用，高校图书馆也因此对其进行了积极探索与实践应用。本文首先对生物识别技术进行了多项对比，得出人脸识别的具体优势，再比对RFID技术得出人脸识别技术的应用优越性，可见人脸识别技术的实现将会助力于高校图书馆智慧化建设。然后，笔者提出将传统刷卡门禁系统与人脸识别技术相融合、校园卡自助借还与人脸识别技术相融合，达到精准快速识别读者身份的目的，以提高图书馆的日常安全管理和服务水准，确保馆内重要图书资料的保存和借阅。目前，该技术已经相对成熟，相信在后续高校图书馆的智慧化转型中，其将会发挥更大的作用，进而促进图书馆事业健康持续的发展。