淺談人臉識別的關鍵技術及其應用

趙忠明

摘要：隨著信息科學技術的高速發展，人工智能被應用到生活的各個領域，指紋識別、人臉識別等技術也隨之應用到各個領域之中，人臉識別技術作為身份識別的一種由于其可靠性高，實用性強等特點，越來越受到青睞。本文就人臉識別的關鍵技術及其應用領域做出相關介紹，以往為之后的研究者提供一定的參考。

關鍵詞：人臉識別;身份認證

中圖分類號：TP391.41文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）13-0040-01

1人臉識別技術簡介

目前，人臉識別技術主要用于識別和匹配。識別的流程是：首先，系統將識別獲取的面部圖像，獲取面部特征，然后調整并檢查識別的面部特征參數以達到身份驗證的目的，但是在身份驗證和面部識別等場景下，面部識別的準確性很高。因此，人臉識別算法要求識別準確，穩定性強，并且適合于多種場景。

2基于幾何特征的人臉識別技術

臉部由眼睛，鼻子，嘴巴，下巴和其他部分組成。由于這些組件的形狀，大小和結構不同，因此世界上的每個面孔都大不相同。因此，這些部件的形狀和結構的幾何描述可以用作面部識別技術的重要特征，首先使用幾何特征來描述和識別人臉的輪廓。首先根據輪廓曲線確定一些凸點，然后從這些凸點得出一系列的特征量度，例如距離和角度，這是一種從前灰度圖像中心線附近的整體投影中獲取輪廓的新方法。幾何特征面部識別通常使用關鍵點的位置以及眼睛和其他關鍵器官的幾何形狀作為分類特征。但是，對幾何函數提取精度的實驗研究表明結果并不樂觀。

這種方法還有兩個問題：第一，能量函數中沒有不同加權系數的標準值，只能通過經驗來確定，不能推廣。另一方面，該方法的能量函數優化過程非常耗時，無法實際應用;幾何特征方法不僅需要大量的預處理和精細的參數選擇，而且還描述了易于加工的零件的基本形狀和結構關系。可能會導致人臉局部細微特征的丟失，使其更適合粗略分類;同時，目前的幾何特征檢測技術精度低，計算量大，這也是使用該方法進行檢測時不可避免的錯誤，解決本文中的識別問題。

3基于模板的特征臉識別技術

基于模板的特征臉識別技術的想法是將人臉從像素空間轉換到另一個空間并在另一個空間中進行相似度計算，特征臉識別技術選擇的空間轉換方法是PCA，這是著名的主成分分析方法，在預處理中被廣泛使用。消除模式特征之間的相關性，當然這并不是關于特征臉識別方法使用PCA來獲得支撐分布的主要成分的。具體的實現是分解訓練集中所有人臉模式的協方差矩陣，得到對應的特征向量，每個特征向量或每個特征人臉對應于檢測或描述表面之間的變化或特性，即每個人臉可以表示為這些特征的線性組合。根據PCA，空間是基于任何特征面或特征向量的。在此空間（或坐標軸）中，每個人臉都是一個點，并且該點的坐標是每個要素基礎下區域的投影坐標。

4基于模型的人臉識別技術

基于祖母模型的人臉識別技術是基于模型的人臉識別技術之一。該模型根據需求將應用場景和應用類型進行劃分，實際場景中的應用對于實現不同場景中的人臉識別任務更加實用。實際上，該模型不是深度神經網絡模型，而是一種基于特定結構特征的神經網絡模型，不同的應用場景，用戶對人臉識別的準確性和速度有不同的要求，目前，深度神經網絡的結構大致可以分為三種類型：VggNet，RESNET和Googlenet，其中線性網絡結構最簡單，但結構卻難以優化;局部多分支網絡模型不僅功能強大，而且高效，而且最復雜，優圖祖母模型采用結構相對簡單，建模能力強的局部雙分支型網絡構建人臉識別的祖母模型。

5人臉識別技術的應用場景

5.1安全和執法。執法機構使用面部識別軟件，通過將收集到的面部照片與地方，市和省來源的數據庫進行比較，來識別和逮捕罪犯;機場使用人臉識別軟件來定位犯罪嫌疑人并將護照照片與面部相匹配以確認其身份，一些部門使用人臉識別軟件來防止人們獲得假身份證或駕駛執照，而一些海外政府甚至在使用面部識別技術來應對選舉欺詐。

5.2支付。人臉識別技術在支付中變得越來越流行，無論是移動支付還是離線支付，面部識別被認為是重要的選擇。例如，如果你不必用手機付款，使用自己的面部即可付款。

5.3身份驗證和識別。現在，門禁系統的人臉識別軟件是一個非常普遍的例子，移動設備的高質量攝像頭使人臉識別成為身份驗證和身份識別的另一種可能性，例如，通過移動應用程序和應用程序注冊會員時，公司可以收集人臉數據以及每個人的人臉數據 進入商店的顧客將收集并接收面部識別碼作為會員識別的依據，下次他們進入中國的商店時，面部識別設備將分析其面部特征信息以確定其是否為會員，是普通客戶還是新客戶，售貨員可以針對自己的會員提前掌握會員的偏好，為他們提供最準確的服務并提高客戶滿意度。

5.4統計人流量。可以說，存儲客流統計信息與存儲性能直接相關，目前進行流量統計的方法有三種：紅外客流統計，視頻客流統計和WiFi客流統計。人員吞吐量統計，視頻客流吞吐量統計的優點是準確性高，并且面部識別可以連接到CRM系統。

5.5營銷和廣告。例如，機場和其他地方的智能廣告可以識別出行人和目標受眾的性別，種族和大概年齡，而且營銷人員可以使用面部識別來識別年齡，性別和種族來標記受眾。智能試衣間是基于人臉識別為客戶提供合適服務的新嘗試，客戶只需在智能試衣間前“刷”一下，系統便可以根據客戶的外觀和身材為他們提供合適的衣服，提供與倉庫中貨物類型的組合。

6總結

人臉識別技術使用深度學習算法將實時圖像或數字圖像與存儲的面部圖像進行比較，以驗證個人身份，人臉識別正迅速成為最安全的方法和最可靠的用戶身份驗證工具，并需要研究人員進行進一步的探究。

參考文獻：

[1] 人臉識別技術在行政集中辦公區的應用[J]. 范亞瓊，桑賢來.? 無線互聯科技. 2020（07）

[2] 人臉識別技術綜述[J]. 左騰.? 軟件導刊. 2017（02）