人脸算法概述

非思丸智能 测试技术 2019-07-15

脸识别算法基本上可以分为三种方式:基于几何特征的方法、基于模板的方法和基于模型的方法 基于几何特征的方法

人脸由眼睛、鼻子、嘴巴、下巴等部件构成,正因为这些部件的形状、大小和结构上的各种差异才使得世界上每个人脸千差万别,因此对这些部件的形状和结构关系的几何描述,可以做为人脸识别的重要特征。 采用几何特征进行正面人脸识别一般是通过提取人眼、口、鼻等重要特征点的位置和眼睛等重要器官的几何形状作为分类特征。在方法上面进行改进后,产生一种可变形模板法提取特征值,主要是设计一个参数可调的器官模型 (即可变形模板),定义一个能量函数,通过调整模型参数使能量函数最小化,此时的模型参数即做为该器官的几何特征

基于模板的方法

人工神经网络是一种非线性动力学系统,具有良好的自组织、自适应能力。目前神经网络方法在人脸识别中的研究方兴未艾。Valentin提出一种方法,首先提取人脸的 50个主元,然后用自相关神经网络将它映射到 5维空间中,再用一个普通的多层感知器进行判别,对一些简单的测试图像效果较好;Intrator等提出了一种混合型神经网络来进行人脸识别,其中非监督神经网络用于特征提取,而监督神经网络用于分类。Lee等将人脸的特点用六条规则描述,然后根据这六条规则进行五官的定位,将五官之间的几何距离输入模糊神经网络进行识别,效果较一般的基于欧氏距离的方法有较大改善,Laurence等采用卷积神经网络方法进行人脸识别,由于卷积神经网络中集成了相邻像素之间的相关性知识,从而在一定程度上获得了对图像平移、旋转和局部变形的不变性,因此得到非常理想的识别结果,Lin等提出了基于概率决策的神经网络方法 (PDBNN),其主要思想是采用虚拟 (正反例 )样本进行强化和反强化学习,从而得到较为理想的概率估计结果,并采用模块化的网络结构 (OCON)加快网络的学习。这种方法在人脸检测、人脸定位和人脸识别的各个步骤上都得到了较好的应用,其它研究还有 :Dai等提出用Hopfield网络进行低分辨率人脸联想与识别,Gutta等提出将RBF与树型分类器结合起来进行人脸识别的混合分类器模型,Phillips等人将MatchingPursuit滤波器用于人脸识别。神经网络方法在人脸识别上的应用比起前述几类方法来有一定的优势,因为对人脸识别的许多规律或规则进行显性的描述是相当困难的,而神经网络方法则可以通过学习的过程获得对这些规律和规则的隐性表达,它的适应性更强,一般也比较容易实现。因此人工神经网络识别速度快,但识别率低 。而神经网络方法通常需要将人脸作为一个一维向量输入,因此输入节点庞大,其识别重要的一个目标就是降维处理。

人脸识别关键问题

人脸识别中的光照问题   光照变化是影响人脸识别性能的最关键因素,对该问题的解决程度关系着人脸识别实用化进程的成败。中科院计算所将在对其进行系统分析的基础上,考虑对其进行量化研究的可能性,其中包括对光照强度和方向的量化、对人脸反射属性的量化、面部阴影和照度分析等等。在此基础上,考虑建立描述这些因素的数学模型,以便利用这些光照模型,在人脸图像预处理或者归一化阶段尽可能的补偿乃至消除其对识别性能的影响。重点研究如何在从人脸图像中将固有的人脸属性(反射率属性、3D表面形状属性)和光源、遮挡及高光等非人脸固有属性分离开来。基于统计视觉模型的反射率属性估计、3D表面形状估计、光照模式估计,以及任意光照图像生成算法是中科院计算所的主要研究内容。 人脸识别中的姿态问题姿态问题涉及头部在三维垂直坐标系中绕三个轴的旋转造成的面部变化,其中垂直于图像平面的两个方向的深度旋转会造成面部信息的部分缺失。使得姿态问题成为人脸识别的一个技术难题。解决姿态问题有三种思路: 第一种思路是学习并记忆多种姿态特征,这对于多姿态人脸数据可以容易获取的情况比较实用,其优点是算法与正面人脸识别统一,不需要额外的技术支持,其缺点是存储需求大,姿态泛化能力不能确定,不能用于基于单张照片的人脸识别算法中等。 第二种思路是基于单张视图生成多角度视图,可以在只能获取用户单张照片的情况下合成该用户的多个学习样本,可以解决训练样本较少的情况下的多姿态人脸识别问题,从而改善识别性能。

中文版Postman,rap文档管理

评论