人臉識(shí)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(duì)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(duì)比，從而達(dá)到辨認(rèn)每個(gè)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(jì)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(duì)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(duì)時(shí)可以答應(yīng)圖像存在彈性形變，在克服表情變化對(duì)辨認(rèn)的影響方面收到了較好的效果，同時(shí)對(duì)于單個(gè)人也不再需要多個(gè)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(gè)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(duì)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(jì)模式辨認(rèn)領(lǐng)域的一個(gè)新的熱點(diǎn)，它試圖使得學(xué)習(xí)機(jī)在經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)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(gè)2分類問題，它的基本思想是試圖把一個(gè)低維的線性不可分的問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)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(gè))，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(shí)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(gè)研究方向是多方法的融合，以提高辨認(rèn)率。