人臉識(shí)別技術(shù)研究背景與方法(已修改)
2025-06-18 00:52 本頁(yè)面
【正文】 人臉識(shí)別技術(shù)研究背景與方法1人臉識(shí)別技術(shù)研究背景 1 3 32 人臉檢測(cè)方法 4 4 7 7 8 其他方法 9 111人臉識(shí)別技術(shù)研究背景在計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中，信息安全顯示出前所未有的重要性。身份識(shí)別及鑒定是保證系統(tǒng)安全的重要前提，在國(guó)家安全、公安、司法、電子商務(wù)、電子政務(wù)、安全檢查、保安監(jiān)控等應(yīng)用領(lǐng)域，都需要準(zhǔn)確的身份識(shí)別及鑒定。目前，個(gè)人身份鑒別主要依靠ID卡(如身份證、工作證、智能卡和儲(chǔ)蓄卡等)和密碼等手段，然而這些手段存在攜帶不便、容易遺失、由于使用過(guò)多或不當(dāng)而損壞、密碼易被遺忘和破解等諸多問(wèn)題。由于技術(shù)的發(fā)展，犯罪分子偽造假證件的手段越來(lái)越高明，如假身份證、假工作證、假文憑等在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中也不時(shí)發(fā)生。在信息界，黑客攻擊別人的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，破譯計(jì)算機(jī)口令亦常有之。美國(guó)每年在福利發(fā)放、信用卡交易、移動(dòng)電話以及ATM交易方面由于身份詐騙而造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)60億美元。因此，目前廣泛使用的依靠證件、個(gè)人識(shí)別號(hào)碼(PIN)、口令等傳統(tǒng)方法來(lái)確認(rèn)個(gè)人身份的技術(shù)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，已不能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要。人們希望有一種更加方便可靠的辦法來(lái)進(jìn)行身份鑒別，生物特征識(shí)別技術(shù)給這一愿望帶來(lái)了實(shí)現(xiàn)的可能。早在古埃及時(shí)人們就開(kāi)始通過(guò)人體生物特征的測(cè)量(如人臉、人手等)來(lái)鑒別人的身份。在刑偵領(lǐng)域，人們也早已使用最有效的人體生物特征之一—指紋來(lái)確定罪犯。人們可能會(huì)遺忘或丟失他們的卡片或密碼，但絕不會(huì)遺忘或者丟失自己的生物特征，如人臉、指紋、虹膜、掌紋等。因此基于生物特征識(shí)別技術(shù)的個(gè)人身份識(shí)別系統(tǒng)具有更好的安全性、可靠性和有效性，正越來(lái)越受到人們的重視，并開(kāi)始進(jìn)入人們社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，迎接新時(shí)代的挑戰(zhàn)。美國(guó)政府在“”事件以后連續(xù)簽署了三個(gè)國(guó)家安全法案，要求采用生物識(shí)別技術(shù)。2003年6月，聯(lián)合國(guó)國(guó)際民用航空組織公布了其生物技術(shù)的應(yīng)用規(guī)劃，將在個(gè)人護(hù)照中加入生物特征如指紋、虹膜、人臉特征等，并在入境時(shí)進(jìn)行個(gè)人身份確認(rèn)。業(yè)內(nèi)專家估計(jì)，未來(lái)5年，我國(guó)也將形成近百億元的市場(chǎng)。目前，所有基于生物特征的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)都有大體相同的工作原理和工作過(guò)程。首先是采集樣本，這些樣本可以是人臉圖像、聲音、指紋等。其次是進(jìn)行特征提取，即提取樣本的某些特征，用某種算法為其分配一個(gè)特征代碼，這一代碼被存入數(shù)據(jù)庫(kù)。最后當(dāng)需要對(duì)某人進(jìn)行身份鑒定時(shí)，再用某種特征匹配算法將存入數(shù)據(jù)庫(kù)的特征代碼與被識(shí)別人的特征相匹配，從而查明其身份。生物特征識(shí)別技術(shù)是利用人體特有的生理或行為特征來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別。人的生理特征是與生俱來(lái)的，而行為特征通常則是后天習(xí)慣養(yǎng)成的。從理論上說(shuō)，任何人體的生理或行為特征，只要滿足一定要求，如普遍性、唯一性、穩(wěn)定性、取樣方便性、用戶可接受性、樣本防偽性、計(jì)算復(fù)雜性等條件，都可以用來(lái)作為識(shí)別個(gè)人身份的特征生物特征識(shí)別技術(shù)可分為基于生理特征的生物識(shí)別技術(shù)和基于行為特征的生物識(shí)別技術(shù)。目前，研究比較深入，應(yīng)用比較廣泛的生物識(shí)別技術(shù)有:指紋、人臉、人臉溫譜、虹膜、視網(wǎng)膜、手型、聲紋以及簽名等。指紋、人臉、人臉溫譜、虹膜、視網(wǎng)膜和手型為生理特征，聲紋和簽名為行為特征。生物特征的詳細(xì)分類如圖1所示。 圖1近年來(lái),人臉檢測(cè)已經(jīng)吸引了更多科研人員的注意。任何人臉處理系統(tǒng)的第一步都是檢測(cè)人臉在圖像中的位置。然而,從一幅圖像中檢測(cè)人臉是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù),因?yàn)槠涑叨?、位置、方向和位姿都是變化?面部表情、遮擋和光照條件也是變化的。人臉檢測(cè)(Face Detection) 是指在輸入圖像中確定所有人臉(如果存在) 的位置、大小和位姿的過(guò)程。人臉檢測(cè)作為人臉信息處理中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),近年來(lái)已成為模式識(shí)別與計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域內(nèi)一項(xiàng)受到普遍重視,研究十分活躍的課題。人臉檢測(cè)，可以被看作是兩級(jí)的識(shí)別問(wèn)題，即圖像區(qū)域被分為“有人臉”和“無(wú)人臉”。 人臉檢測(cè)技術(shù)是少數(shù)試圖識(shí)別（而不是抽象的陳述）那些有大量?jī)?nèi)在變異之類圖像的技術(shù)之一。人臉識(shí)別或辨認(rèn)、人臉定位以及人臉追蹤等都與人臉檢測(cè)密切相關(guān)。人臉定位的目的是確定圖像中人臉的位置。假設(shè)一幅圖像中只存在一張臉,則面部特征檢測(cè)的目的是檢測(cè)特征的存在和位置,如眼睛、鼻子(鼻孔) (眉毛) (嘴) (嘴唇) 耳朵等。人臉識(shí)別或辨認(rèn)是將輸入圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖像比對(duì),如果存在,報(bào)告匹配結(jié)果。人臉識(shí)別的目的是檢驗(yàn)輸入圖像中的個(gè)體的身份,而人臉追蹤方法是實(shí)時(shí)地、連續(xù)地估計(jì)在圖像序列中的人臉的位置和可能的方向。面部表情識(shí)別涉及識(shí)別人類的情感狀態(tài)(高興、悲傷、厭惡等) 。很明顯,在任何解決上述問(wèn)題的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中,人臉檢測(cè)是第一步。現(xiàn)在有許多和人臉檢測(cè)密切相關(guān)的問(wèn)題，面像定位的目的是在假定輸入圖像只包含一張臉的前提下確定這個(gè)單一的臉的位置。面部特征檢測(cè)的目的是在假設(shè)圖像中只包含一個(gè)人臉的前提下發(fā)現(xiàn)眼睛、鼻子、鼻孔、眉毛、嘴、嘴唇、耳朵的存在和特征位置。人臉識(shí)別和人臉檢測(cè)將輸入的圖像（探測(cè)器）和數(shù)據(jù)庫(kù)（圖庫(kù)）的數(shù)據(jù)做對(duì)比，如果有匹配，則報(bào)告這些匹配。面像認(rèn)證的牧師是在輸入圖像中
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