人臉比對(duì)技術(shù),常常用于人臉檢索、智能門(mén)禁、失蹤人口的全庫(kù)排查、公安系統(tǒng)的人臉檢索等,以此相似度列出相應(yīng)的結(jié)果,可以大大提高檢索效率。
目前市面上常見(jiàn)的人臉比對(duì)技術(shù)流程大抵可分為三步,首先是人臉圖像預(yù)處理,其次是人臉特征提取,最后是人臉相似度對(duì)比。
人臉特征提取檢測(cè)方法也可以分為三類(lèi),即膚色模型的檢測(cè),邊緣特征的檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)理論方法。
人臉比對(duì)是指將提取的多方面人臉特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存的特征模板進(jìn)行搜索匹配,通過(guò)設(shè)定一個(gè)閾值,將相似度與這一閾值進(jìn)行比較,最后對(duì)相似的人臉的身份信息進(jìn)行置信度評(píng)分和判斷。人臉比對(duì)的方法包括應(yīng)用幾何特征的方法、應(yīng)用模板的方法和應(yīng)用模型的方法。其中幾何特征是最傳統(tǒng)的人臉比對(duì)方法,常常需要和其他算法結(jié)合才能有更好的效果;應(yīng)用模板的方法又分為相關(guān)模板匹配、特征臉?lè)椒ㄒ约皠?dòng)態(tài)連接匹配等;而應(yīng)用模型的方法包括隱馬爾柯夫模型,主動(dòng)形狀模型和主動(dòng)外觀模型的方法等。
1、幾何特征法
人的正臉由眼睛、眉毛、鼻子、嘴巴(包括牙齒和舌頭)、下巴等部位構(gòu)成,正因?yàn)檫@些部件的形狀、大小和結(jié)構(gòu)上的各種差異才使得世界上每個(gè)人臉千差萬(wàn)別,因此對(duì)這些部件的形狀和結(jié)構(gòu)關(guān)系的幾何描述,可以做為人臉識(shí)別的重要特征。幾何特征這些方法簡(jiǎn)單直觀,識(shí)別速度快,需要的內(nèi)存小,但是一旦人臉的表情和姿態(tài)發(fā)生變化,會(huì)嚴(yán)重影響到比對(duì)精度。
線結(jié)構(gòu)光測(cè)量原理圖
2、模板法
(1)模板匹配法:模板匹配就是在整個(gè)圖像區(qū)域發(fā)現(xiàn)與給定子圖像匹配的最小區(qū)域。將模板和重疊區(qū)域進(jìn)行比較,通過(guò)滑動(dòng)人臉圖像尋找圖像中和模板圖像最匹配的部分實(shí)現(xiàn)模板人臉比對(duì)。
(2)特征臉?lè)椒ǎ菏侵溉四樧R(shí)別問(wèn)題中的一組特征向量。特征臉通過(guò)PCA(principal components analysis)方法獲得,PCA 是最常用的線性降維方法,即將高維的人臉特征映射到低維的空間中表示,并讓該維度的數(shù)據(jù)方差最大,在保留多的原始特征基礎(chǔ)上減少數(shù)據(jù)維度。
2、應(yīng)用模型法
隱馬爾可夫模型人臉識(shí)別屬于機(jī)器學(xué)習(xí)范疇,主要是依據(jù)隱馬爾可夫模型技術(shù)來(lái)對(duì)人臉信息進(jìn)行檢測(cè)和比對(duì)。它是一種對(duì)信號(hào)統(tǒng)計(jì)的特性進(jìn)行科學(xué)描述的統(tǒng)計(jì)模型。 隱馬爾可夫模型可以準(zhǔn)確的對(duì)處于變化中各種環(huán)境因素進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,且識(shí)別率較高,但是在使用過(guò)程中對(duì)整體模型的復(fù)雜度要求較高。因此,利用該模型對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí),不需要對(duì)復(fù)雜的人臉圖像中的種類(lèi)特征進(jìn)行提取。
最后,人臉比對(duì)算法在各種環(huán)境下都能滿足基本要求,但是任然有許多缺陷需要解決,比如姿態(tài)問(wèn)題,圖片遮擋問(wèn)題和圖片質(zhì)量問(wèn)題等等。由于人臉圖像在高維空間中的分布是一個(gè)不規(guī)則的流形分布,所以更穩(wěn)定和準(zhǔn)確地比對(duì)人臉還有待進(jìn)一步的研究。