數(shù)字人像的識別度研究

什么是人像識別？人像識別又叫人臉識別，特指利用分析比較人臉視覺特征信息進(jìn)行身份鑒別的計(jì)算機(jī)技術(shù)。人像識別概述：廣義的人像識別實(shí)際包括構(gòu)建人像識別系統(tǒng)的一系列相關(guān)技術(shù)，包括人臉圖像采集、人臉定位、人像識別預(yù)處理、身份確認(rèn)以及身份查找等；而狹義的人像識別特指通過人臉進(jìn)行身份確認(rèn)或者身份查找的技術(shù)或系統(tǒng)。人像識別的困難：雖然人像識別有很多其他識別無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是它本身也存在許多困難。人像識別被認(rèn)為是生物特征識別領(lǐng)域甚至人工智能領(lǐng)域最困難的研究課題之一。人像識別的困難主要是人臉作為生物特征的特點(diǎn)所帶來的。人臉在視覺上的特點(diǎn)是：

第一，不同個體之間的區(qū)別不大，所有的人臉的結(jié)構(gòu)都相似，甚至人臉器官的結(jié)構(gòu)外形都很相似。這樣的特點(diǎn)對于利用人臉進(jìn)行定位是有利的，但是對于利用人臉區(qū)分人類個體是不利的。

第二，人臉的外形很不穩(wěn)定，人可以通過臉部的變化產(chǎn)生很多表情，而在不同觀察角度，人臉的視覺圖像也相差很大，另外，人像識別還受光照條件（例如白天和夜晚，室內(nèi)和室外等）、人臉的很多遮蓋物（例如口罩、墨鏡、頭發(fā)、胡須等）、年齡等多方面因素的影響。

在人像識別中，第一類的變化是應(yīng)該放大而作為區(qū)分個體的標(biāo)準(zhǔn)的，而第二類的變化應(yīng)該消除，因?yàn)樗鼈兛梢源硗粋€個體。通常稱第一類變化為類間變化，而稱第二類變化為類內(nèi)變化。對于人臉，類內(nèi)變化往往大于類間變化，從而使在受類內(nèi)變化干擾的情況下利用類間變化區(qū)分個體變得異常困難。

對于人物數(shù)字圖像的識別，我們還是要從人物本身出發(fā)，首先要我們了解人體的構(gòu)造，其次我們要知曉對于人物數(shù)字圖像的后期加工有哪些方法。一般來說對人物的后期處理有幾種手法，即對人物身體比例的改變，如有一些明星的瘦身照片，其實(shí)就是后期把一些身體部位（如腿部等）進(jìn)行了人為的拉伸；對人物顏色的改變，如我們常見的面部皮膚的美白，其實(shí)就是在圖像后期處理時進(jìn)行了畫面亮度、對比度、色相等一些信息的改變；對人物一些細(xì)節(jié)的改變，比如臉部的祛皺、下巴的打磨等；對人物的合成，就像“移花接木”，用張三的身體、用李四的臉合成一個人物，這也是現(xiàn)在一些網(wǎng)絡(luò)惡搞的主要方法。對于這些后期處理過的數(shù)字圖像，我們怎么來快速和科學(xué)的識別，我現(xiàn)在來提供一下幾種快捷的方法。

1、從人體比例人手

首先我們要科學(xué)的來認(rèn)識我們的人體，要知道對于成年人，可能身體的胖瘦會出現(xiàn)變化，但骨骼是不會變化的，因而我們成年人也不會一夜之間長高，也不會一夜之間變矮。其實(shí)按照解剖學(xué)來說，我們的人體是有一定比例的。以東方人為例，我們的身體比例大概是七個半頭長，即一個成年人的高度是他頭長的7.5倍，一般來說一個人的頸部到胸部為一個頭長；胸部到肚臍為一個頭長；肚臍到尾骨為一個頭長；尾骨到膝關(guān)節(jié)為一個半頭長；膝關(guān)節(jié)到踝關(guān)節(jié)為一個半頭長；踝關(guān)節(jié)到腳底為半個頭長。西方人身體的比例一般比東方人的略大，基本上是八個頭長。因此我們在判斷一個人有沒有被長高或縮矮，我們應(yīng)首先看他的比例，特別是腿部的比例，如果說我們發(fā)現(xiàn)一個成年人的身體比例大于8個頭長，那這個圖像就很有可能進(jìn)行了后期的處理。

2、從光色人手

對采用了“移花接木”、改變顏色信息等后期處理手法的人物數(shù)字圖像，我們就可以從色彩和光線以及細(xì)節(jié)等方面人手，在這里我們必須要把光與色放到一起來討論，因?yàn)樯挥性诠獾恼找虏拍芊Q其為色，同樣光也是色的一種表現(xiàn)。對于一個合成的人物而言，我們可以仔細(xì)的查看它光線的變化和色彩的變化，特別是人物臉部和其他部位的比較，這個時候我們要觀察光線的角度、明暗和顏色，一般來說，對于有兩個及以上元素合成的人物，它們的光影和顏色肯定會有一定區(qū)別的，只要仔細(xì)觀察，也不難發(fā)現(xiàn)。

對于改變了顏色信息的圖像，我們要知道人物的顏色信息后期處理的主要對象就是臉，一個人臉部皮膚的變白、變細(xì)一般來說有三種方法，即化妝、燈光、后期處理。如果是化妝的話，臉部有很重的粉質(zhì)，我們比較好識別；如果是燈光的話，在人物的眼睛等部位會有強(qiáng)烈的高光，另外人物的皮膚和衣服、頭發(fā)等會呈現(xiàn)強(qiáng)烈的光源色；如果是后期處理的話，我們就要了解處理的方法，一般來說我們對人物進(jìn)行美白和嫩膚會采用局部提亮和模糊的方法，這就要我們仔細(xì)觀察、對比，人物臉部和頭發(fā)、衣服比較起來是不是有明顯的變亮和模糊，如果是，那肯定就是進(jìn)行了后期處理。

綜合數(shù)字圖像的識別這里的綜合數(shù)字圖像指的是有人物和景物的數(shù)字圖像，其實(shí)目前我們所見的圖像大部分是這種綜合圖像。這一類數(shù)字圖像常見的后期處理方法有：處理背景或人物，從而突出人物；更換背景或人物，形成新的圖像，當(dāng)然還有前面提到的改變顏色、處理人物細(xì)部和比例、人為做舊等，對于這些，其識別的方法和前面基本一樣，這里主要強(qiáng)調(diào)對前兩種處理手法的識別。

1、從畫面虛實(shí)人手

一張數(shù)字圖像在拍攝時，如果不采用特殊的手法（如長時間曝光等），其拍攝的圖像中，人物和背景應(yīng)該是融為一體的，如果我們想要人物在畫面中比較突出，只有兩種方法，即把背景減弱或者把人物增強(qiáng)。

把背景減弱的方法有：變模糊、顏色減淡、透明度降低，但不管用什么方法，最后的結(jié)果都是背景變得虛化，這種后期處理出來的虛化和我們用特殊拍攝手法照出來的虛化還是有一些不一樣的，首先拍攝出來的虛化有一個漸變的過程，這個過程是隨機(jī)的、無規(guī)律的；經(jīng)過后期處理出來的虛化，要么是一片虛化，要么虛化的漸變是平均的，這是因?yàn)樵诤笃谔幚頃r，其漸變是從一個色到另一個色，或者從實(shí)到虛的一個機(jī)械漸變過程，這種漸變較之拍攝出來的漸變明顯不自然，只有我們用心觀察是完全可以覺察出來的。

對于增強(qiáng)人物的處理方法一般有：增加人物的亮度、增強(qiáng)人物的對比度，當(dāng)然也可以改變?nèi)宋锏念伾珜傩?，對于這一點(diǎn)我們前面已經(jīng)有了識別的方法。對于改變?nèi)宋锏牧炼群蛯Ρ榷鹊氖址ǎ覀兤鋵?shí)也可以一目了然的識別，它的這種變化肯定會改變?nèi)宋锏墓饩€，這種光線必然會和背景的光線形成強(qiáng)烈的反差，這種反差就是我們最好的識別點(diǎn)。

2、從光影輪廓人手

對于由背景和人物合成的數(shù)字圖像的識別，我們首先要認(rèn)識到這種合成的處理手法肯定是把人物從一張圖像中分離出來，我們稱之為“摳圖”，然后把摳出來的形象放到另外一張圖像中，最后調(diào)節(jié)它們的顏色等信息，使之融合。

對于這類圖像的識別，我們首先要從輪廓人手，因?yàn)樵趽笀D的階段，其形象必然會形成輪廓，這種形象與另外的圖像放到一起時，為了更好的融合，一般會虛化其邊緣，或者用東西對輪廓進(jìn)行遮掩。另外一般摳出形象的擺放位置也有一定的講究，它一般不會擺放全身，因?yàn)槿绻侨?，其人物在背景上就會形成一個明顯的陰影。我們知道人物的陰影在后期是最難處理的，這涉及人物的動態(tài)姿勢、陰影的明暗變化、背景的空間透視等諸多要素。因此對于這一類型的數(shù)字圖像的識別，我們要從輪廓與光影人手，仔細(xì)觀察人物在背景中的輪廓線是否自然；光影是否符合人物在圖像中的特性；光影與背景是否融為一體，通過這方法我們就可以快速、科學(xué)的進(jìn)行識別。

對于數(shù)字圖像的快速與科學(xué)識別，我們首先要了解數(shù)字圖像后期處理的方法，了解被分析對象的一些基本特征，然后對癥下藥，從光線、色彩、比例、透視等方面人手，仔細(xì)觀察，我們就可以快速、科學(xué)的加以識別。