人臉識別(9) 人臉識別系統的原理與發展

2021-08-22 05:01:14 字數 2456 閱讀 5057

1,人臉識別介紹

狹義定義:通過人臉進行身份確認或者身份查詢的技術或系統,。

2,人臉識別系統功能模組

人臉識別對比:人臉識別模式分為核實式和搜尋式兩種對比模式,核實式是將捕獲得到的人像或特定的人像與資料庫中已登記的某一物件作比對核實確定是否為同一人。搜尋式的對比是從資料庫中已登記的所有人像中搜尋查詢是否有指定的人像存在。

人臉建模與檢索:可以將登記入庫的人像資料進行建模提取人臉特徵,並將其生**臉模板(人臉特徵檔案)儲存到資料庫中。在進行人臉搜尋時(搜尋式),將指定的人像進行建模,在將其與資料庫中的所有人的模板相對比識別,最終根據所對比的相似值列出最相似的人員列表。

真人鑑別功能:系統可以識別出攝像頭前的人是乙個真正的人還是一副**。以此杜絕使用者用**作假。此項技術需要使用者做臉部表情的配合動作。

影象質量檢測:影象質量的好壞直接影響到識別效果,影象質量的檢測功能能對即將進行對比的**進行影象質量評估,並給出相應的建議值來輔助識別。

3,人臉識別的特點

3-1,不同個體之間的區別不大,所有的人臉結構相似,甚至人臉的器官結構的相似。這樣的特點對於利用人臉定位是有利的,但對於區分人類個體是不利的。

3-2,人臉的外形很不穩定,人可以通過臉部的變化產生很多表情,而不同的角度觀察,人臉的視覺影象差別也很大。

3-3,人臉識別還受光照影響,人臉有很多遮罩物,例如鬍鬚帽子,年齡等多方面因素影響。

在人臉識別中,第一類變化是應該放大而作為區分個體的標準,而第二類的變化應該消除,因為它可以代表同乙個個體。通常稱第一類變化為類間變化,而稱第二類變化為類內變化。對於人臉,類內變化往往大於類間變化,從而在使在受類內變化干擾的情況下利用類間變化區分個體變得異常困難。

4,人臉識別的基本方法

4-1,幾何特徵的人臉識別方法:幾何特徵可以是眼,鼻,嘴等的形狀和他們之間的幾何關係(如相互之間的距離)。這類演算法識別速度快,占用記憶體少,速度快。

4-2,基於特徵臉(pca)的人臉識別方法:特徵臉方法是基於kl變換的人臉識別方法,kl的變化是影象壓縮的一種最優正交變化。高維的影象空間經過kl變換後得到一組新的正交基,保留其中最重要的正交基,就可以將這些投影用作識別的特徵向量,這就是特徵臉方法的基本思想。這類方法需要較多的訓練樣本,而且完全是基於影象灰度的統計特性的。

4-4,彈性圖匹配的人臉識別方法:彈性圖匹配法在二維的空間中定義了一種對於通常的人臉變形具有一定的不變性的距離,並採用屬性拓撲圖來代表人臉,拓撲圖的任何一項點均包含一特徵向量,用來記錄人臉在該頂點位置附近的資訊。該方法結合了灰色特性和幾何因素。在比對時可以允許影象存在彈性形變,在克服表情變化對識別的影響方面收到了較好的效果。同時對於單個人也不再需要多個樣本進行訓練。

4-5,線段hausdorff距離(lhd)的人臉識別方法:心理學研究表明,人類在識別輪廓圖(比如漫畫)的速度和準確度上絲毫不比識別灰度圖差。lhd是基於從人臉灰度影象提取出來的線段圖的,他定義的是兩個線段集之間的距離,與眾不同的是,lhd並不建立不同線段之間線段的一一對應關係,因而它更能適應線段圖之間的微小變化。實驗結果表明,lhd在不同光照條件下和不同姿態下都有出色的表現,但是它在大表情下識別效果不好。

4-6支援向量機(svm):支援向量機主要解決二分類問題,他的基本思想是試圖把乙個低緯的不可分問題轉化成乙個高維的線性可分問題。實驗結果表明svm有很好的識別率,但是他需要大量的訓練樣本(每類300個),這在實際應用中往往是不現實的。而且支援向量機訓練時間長,方法實現複雜,該函式的取法沒有統一的理論。

5,人臉識別的技術細節

一般來說人臉識別流程為:影象攝取,人臉定位,影象預處理,以及人臉識別(身份確認或者身份查詢)。系統輸入一般是 一張或一系列含有未知身份的人臉影象,以及人臉資料庫中若干已知身份的人臉影象或者相應的編碼,而輸出是一系列相似度的得分,表明待識別的人臉身份。

注:這裡說明了人臉識別的流程,能指明文件撰寫時需要包含的內容。

目前人臉識別的演算法可以分類為:基於人臉特徵點的識別演算法,基於整副人臉影象的識別演算法,基於模板的識別演算法,利用神經網路進行識別的演算法。

6,人臉識別系統的用途

與此前的指紋識別系統相比,人臉識別系統有很多的改進。指紋技術的使用壽命不如人臉識別系統,使用成本也高於人臉識別系統。由於沾水、沾汗、沾灰,還有感測器只能在室內使用等原因,指紋識別系統在露天戶外使用的可能性很小。而用於人臉識別的攝像機一天24小時都可工作,第一它不侵犯人權,第二它是很安全的,無論室內還是戶外均可使用。人臉識別系統意味著每個人的臉上都貼著名字,外人看不見,但監控系統能看得見。包括外國人,從踏入中國的一瞬間,他的影象和個人資料就會進入電腦的控制中心,不管在什麼地方出現,都可認出此人。

注:這裡加深了人臉識別的優點的認知,因為在目前的指紋門禁和人臉識別門禁系統中,體驗上感覺指紋識別體驗更便利。

7,人臉識別的系統應用案例

企業、住宅安全和管理。如人臉識別門禁考勤系統,人臉識別防盜門等。

電子護照及身份證。這或許是未來規模最大的應用。

公安、司法和刑偵。如利用人臉識別系統和網路,在全國範圍內搜捕逃犯。

自助服務。如銀行的自動提款機,如果使用者卡片和密碼被盜,就會被他人冒取現金。如果同時應用人臉識別就會避免這種情況的發生。

人臉識別9 人臉搜尋 概述

給定一張 與指定人臉庫中的n個人臉進行比對,找出最相似的一張臉或多張人臉。根據待識別人臉與現有人臉庫中的人臉匹配程度,返回使用者資訊和匹配度,即1 n人臉檢索。可用於使用者身份識別 身份驗證相關場景。一般人臉搜尋的步驟 給定一批人臉及標籤。對給定的人臉預先進行批量建模。對於後續新增或刪除的人臉可以進...

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