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人臉識別系統(tǒng)是如何識別人臉的呢?
人臉識別是基于人的臉部特征等信息進(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流,并自動(dòng)在圖像中檢測和跟蹤人臉,進(jìn)而對檢測到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù),包括人臉圖像采集、人臉定位、人臉識別預(yù)處理、記憶存儲和比對辨識,達(dá)到識別不同人身份的目的。人臉識別門禁系統(tǒng)就是把人臉識別和門禁系統(tǒng)結(jié)合,并且通過人臉識別作為門禁開啟的要素之一。
影響人臉識別系統(tǒng)對人臉采集的主要因素有哪些?
1.圖像大小:人臉圖像過小會影響識別效果,人臉圖像過大會影響識別速度。非專業(yè)人臉識別攝像頭常見規(guī)定的蕞小識別人臉像素為60*60或100*100以上。在規(guī)定的圖像大小內(nèi),算法更容易提升準(zhǔn)確率和召回率。圖像大小反映在實(shí)際應(yīng)用場景就是人臉離攝像頭的距離。
2.圖像分辨率:越低的圖像分辨率越難識別。圖像大小綜合圖像分辨率,直接影響攝像頭識別距離?,F(xiàn)4K攝像頭看清人臉的遠(yuǎn)距離是10米,7K攝像頭是20米。
3.光照環(huán)境:過曝或過暗的光照環(huán)境都會影響人臉識別效果??梢詮臄z像頭自帶的功能補(bǔ)光或?yàn)V光平衡光照影響,也可以利用算法模型優(yōu)化圖像光線。
4.模糊程度:實(shí)際場景主要著力解決運(yùn)動(dòng)模糊,人臉相對于攝像頭的移動(dòng)經(jīng)常會產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊。部分?jǐn)z像頭有抗模糊的功能,而在成本有限的情況下,考慮通過算法模型優(yōu)化此問題。
5.遮擋程度:五官無遮擋、臉部邊緣清晰的圖像為蕞佳。而在實(shí)際場景中,很多人臉都會被帽子、眼鏡、口罩等遮擋物遮擋,這部分?jǐn)?shù)據(jù)需要根據(jù)算法要求決定是否留用訓(xùn)練。
6.采集角度:人臉相對于攝像頭角度為正臉蕞佳。但實(shí)際場景中往往很難抓拍正臉。因此算法模型需訓(xùn)練包含左右側(cè)人臉、上下側(cè)人臉的數(shù)據(jù)。工業(yè)施工上攝像頭安置的角度,需滿足人臉與攝像頭構(gòu)成的角度在算法識別范圍內(nèi)的要求。
人臉識別的一般流程
人臉識別利用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流,并自動(dòng)在圖像中檢測和跟蹤人臉,進(jìn)而對檢測到的人臉圖像進(jìn)行一系列的相關(guān)應(yīng)用操作,技術(shù)上包括圖像采集、特征定位、身份的確認(rèn)和查找等等。簡單來說,就是從照片中提取人臉中的特征,比如眉毛高度、嘴角等等,再通過特征的對比輸出結(jié)果。人臉識別的一般流程:
一、人臉采集:
不同的人臉圖像通過攝像鏡頭采集得到,比如靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)圖像、不同位置、不同表情等,當(dāng)采集對象在設(shè)備的拍攝范圍內(nèi)時(shí),采集設(shè)備會自動(dòng)搜索并拍攝人臉圖像。
二、人臉檢測方法
在圖像中準(zhǔn)確標(biāo)定出人臉的位置和大小,并把其中有用的信息挑出來(如直方圖特征、顏色特征、模板特征等),然后利用信息來達(dá)到人臉檢測的目的。關(guān)鍵點(diǎn)檢測是自動(dòng)估計(jì)人臉圖片上臉部特征點(diǎn)的坐標(biāo)。
主流方法: 基于檢測出的特征采用Adaboost學(xué)習(xí)算法挑選出一些代表人臉的矩形特征(弱分類器),按照加權(quán)的方式將弱分類器構(gòu)造為一個(gè)強(qiáng)分類器,再將訓(xùn)練得到的若干強(qiáng)分類器串聯(lián)組成一個(gè)級聯(lián)結(jié)構(gòu)的層疊分類器,有效地提高分類器的檢測速度。
三、人臉圖像預(yù)處理 由于系統(tǒng)獲取的原始圖像由于受到各種條件的限制和隨機(jī)干擾,往往不能直接使用,必須在圖像處理的早期階段對它進(jìn)行灰度矯正、噪聲過濾等圖像預(yù)處理,并終服務(wù)于特征提取的過程。
主要預(yù)處理方法有:人臉對準(zhǔn),人臉圖像的光線補(bǔ)償,灰度變換、直方圖均衡化、 化、幾何校正、中值濾波以及銳化等。 四、人臉特征提取 人臉特征提取就是針對人臉的某些特征進(jìn)行的,也稱人臉表征,它是對人臉進(jìn)行特征建模的過程。
五、匹配與識別 提取的人臉特征值數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中存貯的特征模板進(jìn)行搜索匹配,通過設(shè)定一個(gè)閾值參數(shù),將相似度與這一閾值進(jìn)行比較,來對人臉的進(jìn)行判斷。