AI時代你還不知道什么是人臉識別？趕緊來學(xué)習(xí)吧！

2018-02-28 10:52:34 來源：太平洋電腦網(wǎng) 熱度:

人臉識別，特指利用分析比較人臉視覺特征信息進(jìn)行身份鑒別的計算機(jī)技術(shù)。人臉識別是用攝像機(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)而對檢測到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)，通常也叫做人像識別、面部識別。

“人臉識別系統(tǒng)”集成了人工智能、機(jī)器識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、模型理論、專家系統(tǒng)、視頻圖像處理等多種專業(yè)技術(shù)，其核心技術(shù)的實現(xiàn)，展現(xiàn)了弱人工智能向強(qiáng)人工智能的轉(zhuǎn)化。

1主要特點

傳統(tǒng)的人臉識別技術(shù)主要是基于可見光圖像的人臉識別，這也是人們熟悉的識別方式，已有30多年的研發(fā)歷史。但這種方式有著難以克服的缺陷，尤其在環(huán)境光照發(fā)生變化時，識別效果會急劇下降，無法滿足實際系統(tǒng)的需要。解決光照問題的方案有三維圖像人臉識別，和熱成像人臉識別。但這兩種技術(shù)還遠(yuǎn)不成熟，識別效果不盡人意。

迅速發(fā)展起來的一種解決方案是基于主動近紅外圖像的多光源人臉識別技術(shù)。它可以克服光線變化的影響，已經(jīng)取得了卓越的識別性能，在精度、穩(wěn)定性和速度方面的整體系統(tǒng)性能超過三維圖像人臉識別。這項技術(shù)在近兩三年發(fā)展迅速，使人臉識別技術(shù)逐漸走向?qū)嵱没?/span>

人臉與人體的其它生物特征（指紋、虹膜等）一樣與生俱來，它的唯一性和不易被復(fù)制的良好特性為身份鑒別提供了必要的前提，與其它類型的生物識別比較人臉識別具有如下特點：

非強(qiáng)制性：用戶不需要專門配合人臉采集設(shè)備，幾乎可以在無意識的狀態(tài)下就可獲取人臉圖像，這樣的取樣方式?jīng)]有“強(qiáng)制性”；

非接觸性：用戶不需要和設(shè)備直接接觸就能獲取人臉圖像；

并發(fā)性：在實際應(yīng)用場景下可以進(jìn)行多個人臉的分揀、判斷及識別；

除此之外，還符合視覺特性：“以貌識人”的特性，以及操作簡單、結(jié)果直觀、隱蔽性好等特點。

2發(fā)展歷史

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年后期，并且以美國、德國和日本的技術(shù)實現(xiàn)為主；人臉識別系統(tǒng)成功的關(guān)鍵在于是否擁有尖端的核心算法，并使識別結(jié)果具有實用化的識別率和識別速度；“人臉識別系統(tǒng)”集成了人工智能、機(jī)器識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、模型理論、專家系統(tǒng)、視頻圖像處理等多種專業(yè)技術(shù)，同時需結(jié)合中間值處理的理論與實現(xiàn)，是生物特征識別的最新應(yīng)用，其核心技術(shù)的實現(xiàn)，展現(xiàn)了弱人工智能向強(qiáng)人工智能的轉(zhuǎn)化。

3技術(shù)流程

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。

采集及檢測

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。

主流的人臉檢測方法基于以上特征采用Adaboost學(xué)習(xí)算法，Adaboost算法是一種用來分類的方法，它把一些比較弱的分類方法合在一起，組合出新的很強(qiáng)的分類方法。

人臉檢測過程中使用Adaboost算法挑選出一些最能代表人臉的矩形特征(弱分類器)，按照加權(quán)投票的方式將弱分類器構(gòu)造為一個強(qiáng)分類器，再將訓(xùn)練得到的若干強(qiáng)分類器串聯(lián)組成一個級聯(lián)結(jié)構(gòu)的層疊分類器，有效地提高分類器的檢測速度。

預(yù)處理

　　
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(bǔ)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。

特征提取

人臉圖像特征提?。喝四樧R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。

基于知識的表征方法主要是根據(jù)人臉器官的形狀描述以及他們之間的距離特性來獲得有助于人臉分類的特征數(shù)據(jù)，其特征分量通常包括特征點間的歐氏距離、曲率和角度等。人臉由眼睛、鼻子、嘴、下巴等局部構(gòu)成，對這些局部和它們之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的幾何描述，可作為識別人臉的重要特征，這些特征被稱為幾何特征。基于知識的人臉表征主要包括基于幾何特征的方法和模板匹配法。

匹配與識別

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。

4識別算法

人臉識別一般來說，人臉識別系統(tǒng)包括圖像攝取、人臉定位、圖像預(yù)處理、以及人臉識別（身份確認(rèn)或者身份查找）。系統(tǒng)輸入一般是一張或者一系列含有未確定身份的人臉圖像，以及人臉數(shù)據(jù)庫中的若干已知身份的人臉圖象或者相應(yīng)的編碼，而其輸出則是一系列相似度得分，表明待識別的人臉的身份。

人臉識別算法分類

基于人臉特征點的識別算法（Feature-based recognition algorithms）。

基于整幅人臉圖像的識別算法（Appearance-based recognition algorithms）。

基于模板的識別算法（Template-based recognition algorithms）。

利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識別的算法（Recognition algorithms using neural network）。

基于光照估計模型理論

提出了基于Gamma灰度矯正的光照預(yù)處理方法,并且在光照估計模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相應(yīng)的光照補(bǔ)償和光照平衡策略。

優(yōu)化的形變統(tǒng)計校正理論

基于統(tǒng)計形變的校正理論，優(yōu)化人臉姿態(tài)；強(qiáng)化迭代理論

強(qiáng)化迭代理論是對DLFA人臉檢測算法的有效擴(kuò)展；

獨創(chuàng)的實時特征識別理論

該理論側(cè)重于人臉實時數(shù)據(jù)的中間值處理，從而可以在識別速率和識別效能之間，達(dá)到最佳的匹配效果

當(dāng)我們還在感嘆科幻電影里一幕幕不可思議的場景時，一覺醒來已經(jīng)步入刷臉時代，隨著人臉識別技術(shù)的不斷更新，隨著各行業(yè)爭先恐后的試水，人臉識別技術(shù)正在不知不覺中改變我們的生活：如果你還停留在iPhone X的Face ID中沒醒過來，快來看看農(nóng)村的變化吧！快遞到村里、手機(jī)支付等，早已改變了我們的生活，如今農(nóng)行讓“刷臉取款”覆蓋全中國，走進(jìn)我們從未想過的農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)！

短短半個月，我們的這張臉就已經(jīng)開始取代：銀行卡、身份證、手機(jī)、火車票，乃至開門的鑰匙。

馬云說，未來憑一張臉就能在全世界暢通無阻。他沒有天馬行空，這一天正離我們越來越近！

所以，

永遠(yuǎn)不要覺得創(chuàng)新的大潮離自己還有很遠(yuǎn)。農(nóng)行的一個舉動，就讓刷臉取款走進(jìn)你老家的村頭。

永遠(yuǎn)不要低估時代變化的速度。它常常掀起一陣風(fēng)，你還沒有反應(yīng)過來，傾盆大雨就突然襲來。

永遠(yuǎn)不要相信一成不變。你現(xiàn)在離不開的鑰匙、手機(jī)、身份證，也許下一秒就消失得無影無蹤。

未來的世界會越來越高效、越來越公平，會創(chuàng)造出越來越多的福利。但你不擁抱，就沒有機(jī)會。

不要等村頭李大爺都靠一張臉取款、購物了，你還在家里翻箱倒柜找你那張已經(jīng)泛黃的銀行卡。

快醒醒吧！AI時代已來臨，請狠狠洗一把臉，讓我們一起迎接這個全新的時代！還有更多關(guān)于人臉識別的應(yīng)用，不同的行業(yè)不同的需求，唯一不變的是在這個刷臉的時代，昊暢達(dá)給足你面兒！為您定制專屬解決方案，昊暢達(dá)——為安全而戰(zhàn)！

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責(zé)任編輯：吳一波

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