人臉識(shí)別(全面)

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1、人臉識(shí)別目錄一、人臉識(shí)別技術(shù)概述二、研究背景及意義三、人臉識(shí)別的過(guò)程1、圖像與處理工作2、人臉識(shí)別的兩個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)四、人臉識(shí)別中的關(guān)鍵問(wèn)題五、總結(jié)一、人臉識(shí)別技術(shù)概述作為生物特征識(shí)別領(lǐng)域中一種基于生理特征的識(shí)別技術(shù)，人臉識(shí)別技術(shù)是通過(guò)有攝像頭的終端設(shè)備拍攝人的行為圖像，通過(guò)人臉檢測(cè)算法，從原始的行為圖像中得到人臉區(qū)域，用特征提取算法提取人臉的特征，并根據(jù)這些特征確認(rèn)身份的一種技術(shù)。二、研究背景及意義隨著社會(huì)的發(fā)展,對(duì)一些如：機(jī)場(chǎng)安檢、銀行、軍事基地等安全性要求較高的場(chǎng)所，能夠?qū)崿F(xiàn)快速有效的自動(dòng)身份驗(yàn)證的要求日益迫切。由于生物特征是人的內(nèi)在屬性,具有很

2、強(qiáng)的自身穩(wěn)定性和個(gè)體差異性,因此是身份驗(yàn)證的最理想依據(jù)。但是人臉識(shí)別的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪里呢？從表1中，我們可以看出指紋和虹膜生物特征識(shí)別技術(shù)各個(gè)方面都比較好，與指紋、虹膜相比，它們的穩(wěn)定性包括性能都比較好，但指紋、虹膜識(shí)別技術(shù)需要被識(shí)別者在設(shè)備前停留、觸摸，而人臉識(shí)別只要人經(jīng)過(guò)攝像頭，攝像頭就會(huì)將人臉拍攝下來(lái)，這種識(shí)別方式適合在公共場(chǎng)合、特別是人群聚集處使用。與傳統(tǒng)的身份鑒定手段相比，基于人臉生物特征信息的身份鑒定技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①用戶易接受：簡(jiǎn)單易用，對(duì)用戶無(wú)特殊要求。②防偽性能好：不易偽造或被盜。③“隨身攜帶”：不用擔(dān)心遺漏或丟失，隨時(shí)隨地可用。

3、此外，人臉識(shí)別還有精度較高等優(yōu)點(diǎn)。鑒于人臉識(shí)別技術(shù)在個(gè)人身份鑒定方面的眾多優(yōu)點(diǎn)，這項(xiàng)技術(shù)可以在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用：視頻監(jiān)視系統(tǒng)：例如在機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)等公共場(chǎng)所對(duì)人群進(jìn)行監(jiān)視，以達(dá)到身份識(shí)別的目的。公安刑偵破案：通過(guò)查詢?nèi)讼駭?shù)據(jù)尋找數(shù)據(jù)庫(kù)中是否存在重點(diǎn)人口基本信息。例如在機(jī)場(chǎng)或車(chē)站安裝系統(tǒng)以抓捕在逃案犯。加強(qiáng)交通管制；確認(rèn)身份證、護(hù)照等證件的真?zhèn)危或?yàn)證各類(lèi)信用卡的持卡人身份。門(mén)禁系統(tǒng)：受安全保護(hù)的地區(qū)可以通過(guò)人臉識(shí)別辨識(shí)試圖進(jìn)入者的身份，高檔小區(qū)的門(mén)禁系統(tǒng)以及家庭安保系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：利用人臉識(shí)別系統(tǒng)確認(rèn)信用卡網(wǎng)絡(luò)支付，以防止盜用信用卡等。三、人臉識(shí)別的過(guò)

4、程光線補(bǔ)償光照變化主要表現(xiàn)為強(qiáng)度變化和角度變化。光照強(qiáng)度變化會(huì)導(dǎo)致極端光照情況的出現(xiàn)(如暗光、高光等現(xiàn)象的出現(xiàn))；而光照角度變化會(huì)產(chǎn)生不同程度的表面明暗區(qū)，光照暗區(qū)會(huì)遮蓋人臉本身的紋理信息。這兩種光照變化都會(huì)對(duì)人臉圖像的整體灰度分布、對(duì)人臉圖像的邊緣信息和人臉的彩色圖像的色度空間產(chǎn)生很大的影響。1、圖像的預(yù)處理工作灰度變化人臉圖像的灰度分布是基于灰度圖像進(jìn)行人臉識(shí)別的主要信息依據(jù)。不同光照條件下所獲得的同一人臉的兩幅圖像可以說(shuō)是完全不同的兩幅圖像，這兩幅圖像之間的灰度分布差異有可能大于不同人臉之間的灰度分布的差異，因而可能會(huì)導(dǎo)致識(shí)別率的下降。平滑處

5、理人臉圖像邊緣也是人臉識(shí)別中的重要信息，它是基于局部特征的人臉檢測(cè)與識(shí)別方法的重要依據(jù)?；诰植刻卣鞯娜四槞z測(cè)和識(shí)別方法是依賴于眼睛、嘴等人臉器官的幾何結(jié)構(gòu)特征的提取，但是人臉圖像的邊緣信息對(duì)光照的反應(yīng)很敏感。特別是光照角度發(fā)生變化時(shí)，人臉表面紋理被陰影遮蔽，無(wú)法檢測(cè)到較完整的人臉邊緣，從而導(dǎo)致識(shí)別的錯(cuò)誤。直方圖均衡直方圖均衡化處理的主要思想是把原始圖像的灰度直方圖從某個(gè)比較集中的灰度區(qū)間映射到全部灰度范圍內(nèi)的均勻分布。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，直方圖均衡化就是將圖像非線性拉伸，重新分配圖像像素值，使得一定灰度范圍內(nèi)的像素?cái)?shù)量基本相同。原始圖像及原始直方圖直方均衡

6、化的圖像及直方圖2、人臉識(shí)別的兩個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)人臉檢測(cè)與定位特征提取與人臉識(shí)別圖1人臉識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)人臉檢測(cè)與定位人臉識(shí)別的第一步就是要從原始的圖像提取我們感興趣的區(qū)域。現(xiàn)在我們獲取原始圖像的渠道主要有，導(dǎo)入原始的圖像或者從視頻流中獲取。常用的人臉檢測(cè)方法基于統(tǒng)計(jì)的人臉檢測(cè)方法(1)事例學(xué)習(xí)：將人臉檢測(cè)視為區(qū)分非人臉樣本與人臉樣本的兩類(lèi)模式分類(lèi)問(wèn)題,通過(guò)對(duì)人臉樣本集和非人臉樣本集進(jìn)行學(xué)習(xí)以產(chǎn)生分類(lèi)器.目前國(guó)際上普遍采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。(2)子空間方法：在人臉識(shí)別中利用的是主元子空間(特征臉),而人臉檢測(cè)利用的是次元子空間(特征臉空間的補(bǔ)空間)。用待檢測(cè)區(qū)域

7、在次元子空間上的投影能量,也即待檢測(cè)區(qū)域到特征臉子空間的距離做為檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量,距離越小,表明越像人臉。子空間方法的特點(diǎn)在于簡(jiǎn)便易行,但由于沒(méi)有利用反例樣本信息,對(duì)與人臉類(lèi)似的物體辨別能力不足。(3)空間匹配濾波器方法：包括各種模板匹配方法、合成辨別函數(shù)方法等。基于知識(shí)建模的人臉檢測(cè)方法(1)器官分布規(guī)則:雖然人臉在外觀上變化很大,但遵循一些幾乎是普遍適用的規(guī)則,如五官的空間位置分布大致符合“三庭五眼”等。(2)輪廓規(guī)則:人臉的輪廓可以簡(jiǎn)單地看成一個(gè)近似橢圓,而人臉檢測(cè)可以通過(guò)橢圓檢測(cè)來(lái)完成。(3)顏色、紋理規(guī)則:同民族人的面部膚色在顏色空間中的分布相

8、對(duì)比較集中,顏色信息在一定程度上可以將人臉同大部分背景區(qū)分開(kāi)來(lái)。(4)運(yùn)動(dòng)規(guī)則:通常相對(duì)背景人總是在運(yùn)動(dòng)的,利用運(yùn)動(dòng)信息可