劉思成 湖南師大附中梅溪湖中學(xué)

計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)概述

劉思成 湖南師大附中梅溪湖中學(xué)

在計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，通常都是利用攝像頭或者攝像機(jī)來對人臉的圖像信息進(jìn)行采集，然后在將信息進(jìn)行保存，并自動(dòng)根據(jù)圖像中對人臉進(jìn)行識(shí)別。另外，計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)作為一門新型技術(shù)，它不僅僅只是利用了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的知識(shí)，它還涵蓋模式識(shí)別、數(shù)字圖像處理等領(lǐng)域的知識(shí)，它是一門知識(shí)含量極高的識(shí)別技術(shù)。本文主要對人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)行概述，分別通過對計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)定義、人臉識(shí)別技術(shù)內(nèi)容、人臉識(shí)別技術(shù)流程的分析來完成概述。

計(jì)算機(jī) 人臉識(shí)別 技術(shù)

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域當(dāng)中，人臉識(shí)別技術(shù)是一門新型技術(shù)，人臉識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢有兩點(diǎn)，一是人臉識(shí)別技術(shù)的自然性；二是人臉識(shí)別技術(shù)不被察覺的特點(diǎn)。人臉識(shí)別技術(shù)的自然性是指：通過人臉識(shí)別方式進(jìn)行個(gè)體識(shí)別時(shí)，都是通過人臉來進(jìn)行識(shí)別；不被察覺的特點(diǎn)是因?yàn)槿四樧R(shí)別技術(shù)可以通過光來獲取人臉信息，而指紋識(shí)別等識(shí)別技術(shù)，還需要通過電子壓力傳感器來進(jìn)行信息采集，這種方式很容易被他人察覺，從而引起他人反感。另外，隨著人臉識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步，人臉識(shí)別技術(shù)可以運(yùn)用在更廣泛的領(lǐng)域中，如司法機(jī)構(gòu)采集信息、電子護(hù)照等領(lǐng)域，都可以通過識(shí)別度較高的人臉識(shí)別技術(shù)來進(jìn)行識(shí)別。

1 計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)定義

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)出現(xiàn)在人們視野當(dāng)中，在現(xiàn)代信息化社會(huì)建設(shè)過程中，計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)的出現(xiàn)加速了信息化社會(huì)建設(shè)。計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)屬于生物識(shí)別技術(shù)，也通常被稱為人像識(shí)別技術(shù)或者面部識(shí)別技術(shù)，它主要是通過采集人類臉部特征信息來達(dá)到身份識(shí)別的目的。在對計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)的定義方面，一共存在兩種定義，一種是廣義，另一種為狹義。廣義的計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)主要是指構(gòu)建人臉識(shí)別系統(tǒng)的一系列相關(guān)技術(shù)，都被稱為人臉識(shí)別技術(shù)，如人臉信息采集、人臉定位、人臉身份確認(rèn)等，都是廣義上的人臉識(shí)別技術(shù)；而狹義主要是指通過人臉來對使用者的身份進(jìn)行確認(rèn)，或者通過人臉身份查找來確認(rèn)身份，這兩種被認(rèn)為是狹義上的人臉識(shí)別技術(shù)。

2 人臉識(shí)別技術(shù)內(nèi)容

在計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)中，人臉識(shí)別技術(shù)內(nèi)容主要包括三個(gè)部分，分別是人臉檢測、人臉跟蹤、人臉比對這三部分，下面將對這三部分的技術(shù)進(jìn)行介紹。

2.1 人臉檢測

在人臉識(shí)別技術(shù)中，運(yùn)用的人臉檢測方法有很多種，下面將對常用的方法進(jìn)行介紹：

2.1.1 模板參考法

這種人臉檢測方法需要設(shè)計(jì)出若干個(gè)人臉模板，然后通過計(jì)算機(jī)攝像頭對真實(shí)人臉進(jìn)行采集，再將采集到的信息與模板的匹配程度進(jìn)行技術(shù)，然后通過對計(jì)算結(jié)果來對人臉進(jìn)行檢測；

2.1.2 人臉特征法

根據(jù)人臉規(guī)則進(jìn)行檢測主要是根據(jù)人臉中的一些特定結(jié)構(gòu)分布特征，然后再通過計(jì)算機(jī)圖像采集技術(shù)提取這些人臉特征來進(jìn)行識(shí)別。

2.1.3 膚色模型

在人臉識(shí)別領(lǐng)域中，這種人臉檢測方法需要先建立膚色模型，然后通過面部膚色在色彩空間內(nèi)的規(guī)律來進(jìn)行檢測，由于這種識(shí)別檢測缺點(diǎn)很大，所以一般情況都是配合其它技術(shù)檢測技術(shù)來完成對人臉的檢測。

2.2 人臉跟蹤

人臉跟蹤部分主要是對面貌進(jìn)行跟蹤，通過對已經(jīng)被人臉檢測到面貌進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，這種技術(shù)一般都是采用模型的方法，當(dāng)然，也可以采用膚色模型法來對人臉面貌進(jìn)行跟蹤，膚色模型雖然用來人臉檢測的精準(zhǔn)度會(huì)降低，但是用來人臉跟蹤的話，不僅簡單而且十分有效。

2.3 人臉對比

人臉對比是基于人臉檢測而出現(xiàn)的，當(dāng)對人臉面貌進(jìn)行檢測以后，為了進(jìn)一步確認(rèn)使用者身份，會(huì)在面像庫內(nèi)對相同人臉面貌進(jìn)行搜索，然后進(jìn)行人臉對比。通俗來講，就是將已經(jīng)采樣的人臉與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的人臉信息進(jìn)行對比，然后找出信息相似度最高的人臉信息。

3 計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)流程

3.1 人臉信息采集以及檢測

人臉信息采集主要是通過攝像頭對人臉信息進(jìn)行采集，可以對人臉靜態(tài)面貌、動(dòng)態(tài)面貌進(jìn)行不同角度的采集，在對人臉進(jìn)行采集時(shí)，人臉識(shí)別系統(tǒng)會(huì)對人臉進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，保證能夠采集到正確有效的人臉信息。人臉檢測則是通過上述方法來對人臉進(jìn)行檢測，雖然方法不同，但都是通過人臉的特征來對人臉進(jìn)行檢測。

3.2 人臉圖像處理

在對人臉圖像進(jìn)行采集和檢測以后，由于計(jì)算機(jī)獲取的圖像會(huì)受到光度、人臉表情、角度的影響，如果不進(jìn)行處理的話，就無法對人臉特征進(jìn)行有效提取，所以會(huì)通過光線補(bǔ)償、幾何校正等技術(shù)來對人臉圖像信息進(jìn)行修復(fù)。

3.3 人臉圖像匹配和識(shí)別

人臉圖像匹配主要就是根據(jù)對人臉特征圖像的采集信息，然后在信息庫內(nèi)找到匹配度最高的人臉特征信息，通過設(shè)置閾值，只要匹配程度超過閾值，就將匹配結(jié)果進(jìn)行輸出。所謂的人臉識(shí)別，其實(shí)就是將待識(shí)別的人臉圖像特征與已經(jīng)存儲(chǔ)到信息庫內(nèi)的人臉圖像特征進(jìn)行對比，根據(jù)相似度來完成信息確認(rèn)。

由于計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)是一門新型技術(shù)，雖然已經(jīng)投入到市場當(dāng)中，但是該技術(shù)仍有一些不足之處，這些不足之處還需要計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士對其進(jìn)行深入研究，只有這樣才能保證計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別在未來有更廣泛的應(yīng)用市場。

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