姓名：彭帥 學(xué)號(hào)：17021210850

【嵌牛導(dǎo)讀】：每個(gè)人都有不同的面部特征，臉是人身份的象征辜妓，區(qū)分如此眾多的不同人臉的“特征”到底是什么?能否設(shè)計(jì)出具有與人類一樣的人臉識(shí)別能力的自動(dòng)機(jī)器?這種自動(dòng)機(jī)器的人臉識(shí)別能力是否能夠超越人類自身?對(duì)這些問題的分析和解答無疑具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值枯途。

【嵌牛鼻子】：人工智能 圖像處理

【嵌牛提問】：人臉識(shí)別原理是什么？

【嵌牛正文】：

人臉識(shí)別系統(tǒng)原理

人臉識(shí)別特指利用分析比較人臉視覺特征信息進(jìn)行身份鑒別的計(jì)算機(jī)技術(shù)嫌拣。人臉識(shí)別是一項(xiàng)熱門的計(jì)算機(jī)技術(shù)研究領(lǐng)域柔袁，可以將人臉明暗偵測(cè)，自動(dòng)調(diào)整動(dòng)態(tài)曝光補(bǔ)償异逐，人臉追蹤偵測(cè)捶索，自動(dòng)調(diào)整影像放大；它屬于生物特征識(shí)別技術(shù)灰瞻，是對(duì)生物體（一般特指人）本身的生物特征來區(qū)分生物體個(gè)體腥例。人臉識(shí)別技術(shù)一般包含三個(gè)部分：人臉檢測(cè)、人臉跟蹤酝润、人臉比對(duì)

(1)人臉檢測(cè)

面貌檢測(cè)是指在動(dòng)態(tài)的場(chǎng)景與復(fù)雜的背景中判斷是否存在面像燎竖，并分離出這種面像。一般有下列幾種方法：①參考模板法要销；首先設(shè)計(jì)一個(gè)或數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)人臉的模板构回，然后計(jì)算測(cè)試采集的樣品與標(biāo)準(zhǔn)模板之間的匹配程度，并通過閾值來判斷是否存在人臉疏咐；②人臉規(guī)則法纤掸；由于人臉具有一定的結(jié)構(gòu)分布特征，所謂人臉規(guī)則的方法即提取這些特征生成相應(yīng)的規(guī)則以判斷測(cè)試樣品是否包含人臉浑塞；③樣品學(xué)習(xí)法借跪；這種方法即采用模式識(shí)別中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，即通過對(duì)面像樣品集和非面像樣品集的學(xué)習(xí)產(chǎn)生分類器酌壕。④膚色模型法掏愁；這種方法是依據(jù)面貌膚色在色彩空間中分布相對(duì)集中的規(guī)律來進(jìn)行檢測(cè)。⑤特征子臉法卵牍；這種方法是將所有面像集合視為一個(gè)面像子空間果港，并基于檢測(cè)樣品與其在子孔間的投影之間的距離判斷是否存在面像。

(2)人臉跟蹤

面貌跟蹤是指對(duì)被檢測(cè)到的面貌進(jìn)行動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤糊昙。具體采用基于模型的方法或基于運(yùn)動(dòng)與模型相結(jié)合的方法辛掠。此外，利用膚色模型跟蹤也不失為一種簡(jiǎn)單而有效的手段溅蛉。

(3)人臉比對(duì)

面貌比對(duì)是對(duì)被檢測(cè)到的面貌像進(jìn)行身份確認(rèn)或在面像庫(kù)中進(jìn)行目標(biāo)搜索公浪。這實(shí)際上就是說鲁驶，將采樣到的面像與庫(kù)存的面像依次進(jìn)行比對(duì)歼捐，并找出最佳的匹配對(duì)象琅摩。所以盗蟆，面像的描述決定了面像識(shí)別的具體方法與性能。目前主要采用特征向量與面紋模板兩種描述方法：①特征向量法预柒；該方法是先確定眼虹膜队塘、鼻翼、嘴角等面像五官輪廓的大小宜鸯、位置憔古、距離等屬性，然后再計(jì)算出它們的幾何特征量淋袖，而這些特征量形成一描述該面像的特征向量鸿市。②面紋模板法；該方法是在庫(kù)中存貯若干標(biāo)準(zhǔn)面像模板或面像器官模板即碗，在進(jìn)行比對(duì)時(shí)焰情，將采樣面像所有象素與庫(kù)中所有模板采用歸一化相關(guān)量度量進(jìn)行匹配。此外剥懒，還有采用模式識(shí)別的自相關(guān)網(wǎng)絡(luò)或特征與模板相結(jié)合的方法内舟。

人臉識(shí)別技術(shù)的核心實(shí)際為“局部人體特征分析”和“圖形/神經(jīng)識(shí)別算法”。這種算法是利用人體面部各器官及特征部位的方法初橘。如對(duì)應(yīng)幾何關(guān)系多數(shù)據(jù)形成識(shí)別參數(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的原始參數(shù)進(jìn)行比較验游、判斷與確認(rèn)。一般要求判斷時(shí)間低于1秒保檐。

二耕蝉、人臉的識(shí)別過程

一般分三步：

(1)首先建立人臉的面像檔案。即用攝像機(jī)采集單位人員的人臉的面像文件或取他們的照片形成面像文件展东，并將這些面像文件生成面紋編碼貯存起來赔硫。

(2)獲取當(dāng)前的人體面像炒俱。即用攝像機(jī)捕捉的當(dāng)前出入人員的面像盐肃，或取照片輸入，并將當(dāng)前的面像文件生成面紋編碼权悟。

(3)用當(dāng)前的面紋編碼與檔案庫(kù)存的比對(duì)砸王。即將當(dāng)前的面像的面紋編碼與檔案庫(kù)存中的面紋編碼進(jìn)行檢索比對(duì)。上述的“面紋編碼”方式是根據(jù)人臉臉部的本質(zhì)特征和開頭來工作的峦阁。這種面紋編碼可以抵抗光線谦铃、皮膚色調(diào)、面部毛發(fā)榔昔、發(fā)型驹闰、眼鏡瘪菌、表情和姿態(tài)的變化，具有強(qiáng)大的可靠性嘹朗，從而使它可以從百萬人中精確地辯認(rèn)出某個(gè)人师妙。人臉的識(shí)別過程，利用普通的圖像處理設(shè)備就能自動(dòng)屹培、連續(xù)默穴、實(shí)時(shí)地完成。

三褪秀、人臉識(shí)別的發(fā)展

人臉是人類情感表達(dá)和交流的最重要蓄诽、最直接的載體。通過人臉可以推斷出一個(gè)人的種族媒吗、地域仑氛，甚至身份、地位等信息闸英；人們還能通過人臉豐富而復(fù)雜細(xì)小的變化调衰，得到對(duì)方的個(gè)性和情緒狀態(tài)∽在澹科學(xué)界從計(jì)算機(jī)圖形學(xué)嚎莉、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺沛豌、人類學(xué)等多個(gè)學(xué)科對(duì)人臉進(jìn)行研究趋箩。最早的人臉識(shí)別技術(shù)的研究可以追溯到20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)的研究人員主要涉及的是社會(huì)心理學(xué)領(lǐng)域加派；到了60年代叫确，開始有一些工程文獻(xiàn)陸續(xù)發(fā)表出來；但是芍锦，真正的自動(dòng)人臉識(shí)別的研究是從20世紀(jì)70年代開始的竹勉，當(dāng)時(shí)采用的技術(shù)基本上都是典型的模式識(shí)別技術(shù)，例如利用臉部重要特征點(diǎn)之間的距離進(jìn)行分類識(shí)別娄琉。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展次乓，從80年代到90年代初期，人臉識(shí)別技術(shù)得到了很大的發(fā)展并進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域孽水。在這一階段票腰，基于人臉外貌的統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法得到了很大的發(fā)展，其中在大規(guī)模的人臉數(shù)據(jù)庫(kù)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)得到了相當(dāng)不錯(cuò)的結(jié)果女气。同時(shí)杏慰，基于人臉特征的識(shí)別方法也逐漸發(fā)展起來，此類方法對(duì)光線和視角的變化、人臉的定位都不太敏感缘滥，有利于識(shí)別率的提高轰胁，但是其采用的特征提取方法還不夠成熟和可靠。

90年代后期朝扼，一些商業(yè)性的人臉識(shí)別系統(tǒng)逐漸進(jìn)入市場(chǎng)软吐；近幾年來人臉識(shí)別作為計(jì)算機(jī)安全技術(shù)在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展起來，特別是美國(guó)遭受“9·11”恐怖襲擊以后吟税，人臉識(shí)別技術(shù)更引起了廣泛的關(guān)注凹耙。在這一階段，更多的研究集中在基于視頻的人臉識(shí)別上面肠仪。人臉識(shí)別技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景,在國(guó)家安全肖抱、軍事安全和公共安全領(lǐng)域，智能門禁异旧、智能視頻監(jiān)控意述、公安布控、海關(guān)身份驗(yàn)證吮蛹、司機(jī)駕照驗(yàn)證等是典型的應(yīng)用荤崇；在民事和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,各類銀行卡、金融卡潮针、信用卡术荤、儲(chǔ)蓄卡的持卡人的身份驗(yàn)證、社會(huì)保險(xiǎn)人的身份驗(yàn)證等具有重要的應(yīng)用價(jià)值每篷；在家庭娛樂等領(lǐng)域瓣戚，人臉識(shí)別也具有一些有趣有益的應(yīng)用,比如能夠識(shí)別主人身份的智能玩具、家政機(jī)器人焦读、具有真實(shí)像的虛擬游戲玩家等子库。

四、人臉識(shí)別的意義

研究人臉識(shí)別在理論和技術(shù)上都有重要的意義：一是可以推進(jìn)對(duì)人類視覺系統(tǒng)本身的認(rèn)識(shí)矗晃；二是可以滿足人工智能應(yīng)用的需要仑嗅。采用人臉識(shí)別技術(shù)，建立自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)张症，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)人臉圖像的自動(dòng)識(shí)別有著廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和誘

人的應(yīng)用前景仓技。同時(shí)人臉識(shí)別作為一種生物體征識(shí)別與其它較成熟的識(shí)別方法（如指紋、虹膜吠冤、DAN檢測(cè)等）相比有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①無侵犯性浑彰，人臉圖像的獲取不需要被檢測(cè)人發(fā)生身體接觸恭理，可以在不驚動(dòng)被檢測(cè)人的情況下進(jìn)行拯辙；②低成本、易安裝，人臉識(shí)別系統(tǒng)只需要采用普通的攝像頭涯保、數(shù)碼攝像機(jī)或手機(jī)上的嵌入式攝像頭等被廣泛使用的攝像設(shè)備即可诉濒，對(duì)用戶來說也沒有特別的安裝要求；③無人工參與夕春，整個(gè)人臉識(shí)別過程不需要用戶或被檢測(cè)人的主動(dòng)參與未荒，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)用戶預(yù)先的設(shè)置自動(dòng)進(jìn)行。