人臉識(shí)別系統(tǒng)主要包括四個(gè)組成部分,分別為:人臉圖像采集及檢測(cè)、人臉圖像預(yù)處理、人臉圖像特征提取以及匹配與識(shí)別。
人臉圖像采集及檢測(cè)
人臉圖像采集:不同的人臉圖像都能通過(guò)攝像鏡頭采集下來(lái),比如靜態(tài)圖像、動(dòng)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(shí),采集設(shè)備會(huì)自動(dòng)搜索并拍攝用戶的人臉圖像。
人臉圖像預(yù)處理:對(duì)于人臉的圖像預(yù)處理是基于人臉檢測(cè)結(jié)果,對(duì)圖像進(jìn)行處理并終服務(wù)于特征提取的過(guò)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,在圖像處理的早期階段對(duì)它進(jìn)行灰度校正、噪聲過(guò)濾等圖像預(yù)處理。對(duì)于人臉圖像而言,其預(yù)處理過(guò)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。
人臉圖像特征提取
人臉圖像特征提取:人臉識(shí)別系統(tǒng)可使用的特征通常分為視覺(jué)特征、像素統(tǒng)計(jì)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(duì)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(duì)人臉進(jìn)行特征建模的過(guò)程。人臉特征提取的方法歸納起來(lái)分為兩大類:一種是基于知識(shí)的表征方法;另外一種是基于代數(shù)特征或統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的表征方法。
基于知識(shí)的表征方法主要是根據(jù)人臉的形狀描述以及他們之間的距離特性來(lái)獲得有助于人臉?lè)诸惖奶卣鲾?shù)據(jù),其特征分量通常包括特征點(diǎn)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(duì)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(shí)別人臉的重要特征,這些特征被稱為幾何特征?;谥R(shí)的人臉表征主要包括基于幾何特征的方法和模板匹配法。
現(xiàn)有的人臉識(shí)別系統(tǒng)在用戶配合、采集條件比較理想的情況下可以取得令人滿意的結(jié)果。但是,在用戶不配合、采集條件不理想的情況下,現(xiàn)有系統(tǒng)的識(shí)別率將陡然下降。比如,人臉比對(duì)時(shí),與系統(tǒng)中存儲(chǔ)的人臉有出入,例如剃了胡子、換了發(fā)型、多了眼鏡、變了表情都有可能引起比對(duì)失敗。
人臉識(shí)別的優(yōu)勢(shì)在于其自然性和不被被測(cè)個(gè)體察覺(jué)的特點(diǎn)。
所謂自然性,是指該識(shí)別方式同人類(甚至其他生物)進(jìn)行個(gè)體識(shí)別時(shí)所利用的生物特征相同。例如人臉識(shí)別,人類也是通過(guò)觀察比較人臉區(qū)分和確認(rèn)身份的,另外具有自然性的識(shí)別還有語(yǔ)音識(shí)別、體形識(shí)別等,而指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別等都不具有自然性,因?yàn)槿祟惢蛘咂渌锊⒉煌ㄟ^(guò)此類生物特征區(qū)別個(gè)體。
不被察覺(jué)的特點(diǎn)對(duì)于一種識(shí)別方法也很重要,這會(huì)使該識(shí)別方法不令人反感,并且因?yàn)椴蝗菀滓鹑说淖⒁舛蝗菀妆黄邸H四樧R(shí)別具有這方面的特點(diǎn),它完全利用可見(jiàn)光獲取人臉圖像信息,而不同于指紋識(shí)別或者虹膜識(shí)別,需要利用電子壓力傳感器采集指紋,或者利用紅外線采集虹膜圖像,這些特殊的采集方式很容易被人察覺(jué),從而更有可能被偽裝欺。
人臉識(shí)別技術(shù)廣泛地應(yīng)用于日常生活中,如相機(jī)拍攝,圖片對(duì)比等,尤其近兩年來(lái),相親節(jié)目如火如荼,其中浙江電視臺(tái)的愛(ài)情連連看中的佳像環(huán)節(jié)就利用了人臉對(duì)比技術(shù)來(lái)測(cè)試男女主人公面相的相似程度。