人臉識(shí)別技術(shù)原理、特點(diǎn)及應(yīng)用

生物識(shí)別技術(shù)中的指紋識(shí)別已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)，除了指紋識(shí)別，人臉、虹膜等技術(shù)也受到關(guān)注。其中，人臉識(shí)別技術(shù)是基于人的臉部特征，對(duì)輸入的人臉圖象或者視頻流 。 首先判斷其是否存在人臉 ，如果存在人臉，則進(jìn)一步的給出每個(gè)臉的位置、大小和各個(gè)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(gè)人臉中所蘊(yùn)涵的身份特征，并將其與已知的人臉進(jìn)行對(duì)比，從而識(shí)別每個(gè)人臉的身份。

人臉識(shí)別技術(shù)原理分析

人臉識(shí)別主要分為人臉檢測(cè)（face detecTIon）、特征提?。╢eature extracTIon）和人臉識(shí)別（face recogniTIon）三個(gè)過(guò)程。

人臉檢測(cè)：人臉檢測(cè)是指從輸入圖像中檢測(cè)并提取人臉圖像，通常采用haar特征和Adaboost算法 訓(xùn)練級(jí)聯(lián)分類器對(duì)圖像中的每一塊進(jìn)行分類。如果某一矩形區(qū)域通過(guò)了級(jí)聯(lián)分類器，則被判別為人臉圖像。

特征提?。禾卣魈崛∈侵竿ㄟ^(guò)一些數(shù)字來(lái)表征人臉信息，這些數(shù)字就是我們要提取的特征。

常見(jiàn)的人臉特征分為兩類，一類是幾何特征，另一類是表征特征。幾何 特征是指眼睛、鼻子和嘴等面部特征之間的幾何關(guān)系，如距離、面積和角度等。由于算法利用了一些直觀的特征，計(jì)算量小。

不過(guò)，由于其所需的特征點(diǎn)不能精確選擇，限制了它的應(yīng)用范圍。另外，當(dāng)光照變化、人臉有外物遮擋、面部表情變化時(shí)，特征變化較大。所以說(shuō)，這類算法只適合于人臉圖像的粗略識(shí)別，無(wú)法在實(shí)際中應(yīng)用。

表征特征利用人臉圖像的灰度信息，通過(guò)一些算法提取全局或局部特征。其中比較常用的特征提取算法是LBP算法。LBP方法首先將 圖像分成若干區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域的像素640x960鄰域中用中心值作閾值化，將結(jié)果看成是二進(jìn)制數(shù)。

圖顯示了一個(gè)LBP算子。LBP算子的特點(diǎn)是對(duì)單調(diào) 灰度變化保持不變。每個(gè)區(qū)域通過(guò)這樣的運(yùn)算得到一組直方圖，然后將所有的直方圖連起來(lái)組成一個(gè)大的直方圖并進(jìn)行直方圖匹配計(jì)算進(jìn)行分類。

人臉識(shí)別：這里提到的人臉識(shí)別是狹義的人臉識(shí)別，即將待識(shí)別人臉?biāo)崛〉奶卣髋c數(shù)據(jù)庫(kù)中人臉的特征進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)相似度判別分類。而人臉識(shí)別又可以分為兩個(gè)大類：一類是確認(rèn)，這是人臉圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中已存的該人圖像比對(duì)的過(guò)程，回答你是不是你的問(wèn)題;

另一類是辨認(rèn)，這是人臉圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中已存的所有圖像匹 配的過(guò)程，回答你是誰(shuí)的問(wèn)題。顯然，人臉辨認(rèn)要比人臉確認(rèn)困難，因?yàn)楸嬲J(rèn)需要進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的匹配。常用的分類器有最近鄰分類器、支持向量機(jī)等。

與指紋應(yīng)用方式類似，人臉識(shí)別技術(shù)目前比較成熟的也是考勤機(jī)。因?yàn)樵诳记谙到y(tǒng)中，用戶是主動(dòng)配合的，可以在特定的環(huán)境下獲取符合要求的人臉。這就為人臉 識(shí)別提供了良好的輸入源，往往可以得到滿意的結(jié)果。

但是在一些公共場(chǎng)所安裝的視頻監(jiān)控探頭，由于光線、角度問(wèn)題，得到的人臉圖像很難比對(duì)成功。這也是未來(lái) 人臉識(shí)別技術(shù)發(fā)展必須要解決的難題之一。

人臉識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)

人臉與人體的其它生物特征（指紋、虹膜等）一樣與生俱來(lái)，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(shí)別比較人臉識(shí)別具有如下特點(diǎn)：

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(wú)意識(shí)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(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下可以進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷及識(shí)別;

除此之外，還符合視覺(jué)特性：“以貌識(shí)人” 的特性，以及操作簡(jiǎn)單、結(jié)果直觀、隱蔽性好等特點(diǎn)。

人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用前景

1）企業(yè)、住宅安全和管理。如人臉識(shí)別門禁考勤系統(tǒng)，人臉識(shí)別防盜門等。

2）電子護(hù)照及身份證。這或許是未來(lái)規(guī)模最大的應(yīng)用，國(guó)際民航組織（ICAO）已確定，從2010年起，其118個(gè)成員國(guó)家和地區(qū)，必須使用機(jī)讀護(hù)照，人臉識(shí)別技術(shù)是首推識(shí)別模式，該規(guī)定已經(jīng)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

3）公安、司法和刑偵。如利用人臉識(shí)別系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，在全國(guó)范圍內(nèi)搜捕逃犯。

4）自助服務(wù)。如銀行的自動(dòng)提款機(jī)，如果用戶卡片和密碼被盜，就會(huì)被他人冒取現(xiàn)金。如果同時(shí)應(yīng)用人臉識(shí)別就會(huì)避免這種情況的發(fā)生。

5）信息安全。如計(jì)算機(jī)登錄、電子政務(wù)和電子商務(wù)。