人臉識別技術(shù)原理、特點(diǎn)及應用

生物識別技術(shù)中的指紋識別已經(jīng)廣泛應用于智能手機，除了指紋識別，人臉、虹膜等技術(shù)也受到關(guān)注。其中，人臉識別技術(shù)是基于人的臉部特征，對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。并依據這些信息，進(jìn)一步提取每個(gè)人臉中所蘊涵的身份特征，并將其與已知的人臉進(jìn)行對比，從而識別每個(gè)人臉的身份。

人臉識別技術(shù)原理分析

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

人臉檢測：人臉檢測是指從輸入圖像中檢測并提取人臉圖像，通常采用haar特征和Adaboost算法 訓練級聯(lián)分類(lèi)器對圖像中的每一塊進(jìn)行分類(lèi)。如果某一矩形區域通過(guò)了級聯(lián)分類(lèi)器，則被判別為人臉圖像。

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

常見(jiàn)的人臉特征分為兩類(lèi)，一類(lèi)是幾何特征，另一類(lèi)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(guān)的特征，計算量小。

不過(guò)，由于其所需的特征點(diǎn)不能精確選擇，限制了它的應用范圍。另外，當光照變化、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(lèi)算法只適合于人臉圖像的粗略識別，無(wú)法在實(shí)際中應用。

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 圖像分成若干區域，在每個(gè)區域的像素640x960鄰域中用中心值作閾值化，將結果看成是二進(jìn)制數。

圖顯示了一個(gè)LBP算子。LBP算子的特點(diǎn)是對單調 灰度變化保持不變。每個(gè)區域通過(guò)這樣的運算得到一組直方圖，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)行直方圖匹配計算進(jìn)行分類(lèi)。

人臉識別：這里提到的人臉識別是狹義的人臉識別，即將待識別人臉所提取的特征與數據庫中人臉的特征進(jìn)行對比，根據相似度判別分類(lèi)。而人臉識別又可以分為兩個(gè)大類(lèi)：一類(lèi)是確認，這是人臉圖像與數據庫中已存的該人圖像比對的過(guò)程，回答你是不是你的問(wèn)題;

另一類(lèi)是辨認，這是人臉圖像與數據庫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，人臉辨認要比人臉確認困難，因為辨認需要進(jìn)行海量數據的匹配。常用的分類(lèi)器有最近鄰分類(lèi)器、支持向量機等。

與指紋應用方式類(lèi)似，人臉識別技術(shù)目前比較成熟的也是考勤機。因為在考勤系統中，用戶(hù)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 識別提供了良好的輸入源，往往可以得到滿(mǎn)意的結果。

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

人臉識別技術(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制的良好特性為身份鑒別提供了必要的前提，與其它類(lèi)型的生物識別比較人臉識別具有如下特點(diǎn)：

非強制性：用戶(hù)不需要專(zhuān)門(mén)配合人臉采集設備，幾乎可以在無(wú)意識的狀態(tài)下就可獲取人臉圖像，這樣的取樣方式?jīng)]有“強制性”;

非接觸性：用戶(hù)不需要和設備直接接觸就能獲取人臉圖像;

并發(fā)性：在實(shí)際應用場(chǎng)景下可以進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷及識別;

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

人臉識別技術(shù)應用前景

1）企業(yè)、住宅安全和管理。如人臉識別門(mén)禁考勤系統，人臉識別防盜門(mén)等。

2）電子護照及身份證。這或許是未來(lái)規模最大的應用，國際民航組織（ICAO）已確定，從2010年起，其118個(gè)成員國家和地區，必須使用機讀護照，人臉識別技術(shù)是首推識別模式，該規定已經(jīng)成為國際標準。

3）公安、司法和刑偵。如利用人臉識別系統和網(wǎng)絡(luò )，在全國范圍內搜捕逃犯。

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

5）信息安全。如計算機登錄、電子政務(wù)和電子商務(wù)。