人臉識別基本方式及常見問題解決之道

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人臉辨認(rèn)技術(shù)是基于人的臉部特征，對輸入的人臉圖像或者視頻流，根據(jù)具體的面貌特征信息進(jìn)行判斷。并與數(shù)據(jù)庫中的人臉進(jìn)行對比，從而達(dá)到辨認(rèn)每個人身份的目的。

人臉辨認(rèn)基本方式

人臉辨認(rèn)的方法很多，以下介紹一些主要的人臉辨認(rèn)方法。

(1)幾何特征的人臉辨認(rèn)方法

幾何特征可以是眼、鼻、嘴等的形狀和它們之間的幾何關(guān)系(如相互之間的距離)。這些算法辨認(rèn)速度快，需要的內(nèi)存小，但辨認(rèn)率較低。

(2)基于特征臉(PCA)的人臉辨認(rèn)方法

特征臉方法是基于KL變換的人臉辨認(rèn)方法，KL變換是圖像壓縮的一種最優(yōu)正交變換。高維的圖像空間經(jīng)過KL變換后得到一組新的正交基，保留其中重要的正交基，由這些基可以張成低維線性空間。假如假設(shè)人臉在這些低維線性空間的投影具有可分性，就可以將這些投影用作辨認(rèn)的特征矢量，這就是特征臉方法的基本思想。這些方法需要較多的練習(xí)樣本，而且完全是基于圖像灰度的統(tǒng)計特性的。目前有一些改進(jìn)型的特征臉方法。

(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉辨認(rèn)方法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入可以是降低分辨率的人臉圖像、局部區(qū)域的自相關(guān)函數(shù)、局部紋理的二階矩等。這類方法同樣需要較多的樣本進(jìn)行練習(xí)，而在許多應(yīng)用中，樣本數(shù)量是很有限的。

(4)彈性圖匹配的人臉辨認(rèn)方法

彈性圖匹配法在二維的空間中定義了一種對于通常的人臉變形具有一定的不變性的距離，并采用屬性拓?fù)鋱D來代表人臉，拓?fù)鋱D的任一頂點(diǎn)均包含一特征向量，用來記錄人臉在該頂點(diǎn)位置附近的信息。該方法結(jié)合了灰度特性和幾何因素，在比對時可以答應(yīng)圖像存在彈性形變，在克服表情變化對辨認(rèn)的影響方面收到了較好的效果，同時對于單個人也不再需要多個樣本進(jìn)行練習(xí)。

(5)線段Hausdorff距離(LHD)的人臉辨認(rèn)方法

心理學(xué)的研究表明，人類在辨認(rèn)輪廓圖(好比漫畫)的速度和準(zhǔn)確度上絲毫不比辨認(rèn)灰度圖差。LHD是基于從人臉灰度圖像中提取出來的線段圖的，它定義的是兩個線段集之間的距離，與眾分歧的是，LHD并不建立分歧線段集之間線段的一一對應(yīng)關(guān)系，因此它更能適應(yīng)線段圖之間的微小變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LHD在分歧光照條件下和分歧姿態(tài)情況下都有非常出色的表現(xiàn)，但是它在大表情的情況下辨認(rèn)效果不好。

(6)支持向量機(jī)(SVM)的人臉辨認(rèn)方法

近年來，支持向量機(jī)是統(tǒng)計模式辨認(rèn)領(lǐng)域的一個新的熱點(diǎn)，它試圖使得學(xué)習(xí)機(jī)在經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險和泛化能力上達(dá)到一種妥協(xié)，從而提高學(xué)習(xí)機(jī)的性能。支持向量機(jī)主要解決的是一個2分類問題，它的基本思想是試圖把一個低維的線性不可分的問題轉(zhuǎn)化成一個高維的線性可分的問題。通常的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SVM有較好的辨認(rèn)率，但是它需要大量的練習(xí)樣本(每類300個)，這在實(shí)際應(yīng)用中往往是不現(xiàn)實(shí)的。而且支持向量機(jī)練習(xí)時間長，方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，該函數(shù)的取法沒有統(tǒng)一的理論。

人臉辨認(rèn)的方法很多，當(dāng)前的一個研究方向是多方法的融合，以提高辨認(rèn)率。