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人臉識別技術(shù)的流程

       隨著人臉識別技術(shù)的成熟與發(fā)展,今年,無人超市的開業(yè)以及iphone X 的發(fā)布,把人臉識別技術(shù)的應(yīng)用推向了一個高潮。那么,人臉識別技術(shù)是什么呢?人臉識別算法又是什么呢?下面我們就來探討一下人臉識別技術(shù)和流程。

       首先,我們先來了解一下什么是人臉識別技術(shù)。人臉識別技術(shù),是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流,并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉,進(jìn)而給出每個臉的位置、大小和各個主要面部器官的位置信息,并依據(jù)這些信息,進(jìn)一步提取每個人臉中所蘊涵的身份特征,并將其與已知的人臉進(jìn)行對比,從而識別每個人臉的身份的一系列相關(guān)技術(shù)。因而,人臉識別通常也叫做人像識別、面部識別。人臉識別系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)60年代,80年代后隨著計算機(jī)技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展得到提高,而真正進(jìn)入初級的應(yīng)用階段則在90年代后期。2014年3月,香港中文大學(xué)信息工程系主任、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院副院長湯曉鷗領(lǐng)軍的團(tuán)隊發(fā)布研究成果,基于原創(chuàng)的人臉識別算法,準(zhǔn)確率達(dá)到98.52%,首次超越人眼識別能力(97.53%)。

       人臉識別系統(tǒng)主要包括四個組成部分,分別為:人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預(yù)處理、人臉圖像特征提取以及匹配與識別。
 

       1. 人臉圖像采集:不同的人臉圖像都能通過攝像鏡頭采集下來,比如靜態(tài)圖像、動態(tài)圖像、不同的位置、不同表情等方面都可以得到很好的采集。當(dāng)用戶在采集設(shè)備的拍攝范圍內(nèi)時,采集設(shè)備會自動搜索并拍攝用戶的人臉圖像。人臉檢測:人臉檢測在實際中主要用于人臉識別的預(yù)處理,即在圖像中準(zhǔn)確標(biāo)定出人臉的位置和大小。人臉圖像中包含的模式特征十分豐富,如直方圖特征、顏色特征、模板特征、結(jié)構(gòu)特征及Haar特征等。人臉檢測就是把這其中有用的信息挑出來,并利用這些特征實現(xiàn)人臉檢測。
 
        2. 人臉圖像預(yù)處理:對于人臉的圖像預(yù)處理是基于人臉檢測結(jié)果,對圖像進(jìn)行處理并最終服務(wù)于特征提取的過程。系統(tǒng)獲取的原始圖像由于受到各種條件的限制和隨機(jī) 干擾,往往不能直接使用,必須在圖像處理的早期階段對它進(jìn)行灰度校正、噪聲過濾等圖像預(yù)處理。對于人臉圖像而言,其預(yù)處理過程主要包括人臉圖像的光線補 償、灰度變換、直方圖均衡化、歸一化、幾何校正、濾波以及銳化等。
 
       3. 人臉圖像特征提取:人臉識別系統(tǒng)可使用的特征通常分為視覺特征、像素統(tǒng)計特征、人臉圖像變換系數(shù)特征、人臉圖像代數(shù) 特征等。人臉特征提取就是針對人臉的某些特征進(jìn)行的。人臉特征提取,也稱人臉表征,它是對人臉進(jìn)行特征建模的過程。人臉特征提取的方法歸納起來分為兩大 類:一種是基于知識的表征方法;另外一種是基于代數(shù)特征或統(tǒng)計學(xué)習(xí)的表征方法。
 
 
       4. 人臉圖像匹配與識別:提取的人臉圖像的特征數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中存儲的特征模板進(jìn)行搜索匹配,通過設(shè)定一個閾值,當(dāng)相似度超過這一閾值,則把匹配得到的結(jié)果輸 出。人臉識別就是將待識別的人臉特征與已得到的人臉特征模板進(jìn)行比較,根據(jù)相似程度對人臉的身份信息進(jìn)行判斷。這一過程又分為兩類:一類是確認(rèn),是一對一 進(jìn)行圖像比較的過程,另一類是辨認(rèn),是一對多進(jìn)行圖像匹配對比的過程。

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