人脸识别技术

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1、东北石油大学人脸识别技术题目：浅谈人脸识别专业：计算机科学与技术班级：计科 09-7 学号：090702140715姓名： 浅谈人脸识别在 2008 年的北京奥运会开幕式上 ，由中科院研究的人脸识别系统成功的得到应用 为奥运期间的安全提供了一个快速高效的防范系统，同时也让人们见识了人脸识别，人 脸识别技术相对于指纹识别、虹膜识别、掌纹识别、声音识别、静脉识别、步态识别 研 究起来更难更复杂，但是由于它的自然性和不被被测个体觉察的的优势吸引了一大批科 学家进行研究，都目前为止也取得了一定的成绩。下面是我对人脸识别技术简单的了解。人脸识别，特指利用分析比较人脸视觉特征信息进行身份鉴别的计算机技术。

2、人脸 识别是一项热门的计算机技术研究领域，人脸追踪侦测，自动调整影像放大，夜间红外 侦测，自动调整曝光强度；它属于生物特征识别技术，是对生物体（一般特指人）本身 的生物特征来区分生物体个体。一、人脸识别技术基本介绍人脸识别技术是基于人的脸部特征，对输入的人脸图象或者视频流 。首先判断其 是否存在人脸 , 如果存在人脸，则进一步的给出每个脸的位置、大小和各个主要面部 器官的位置信息。并依据这些信息，进一步提取每个人脸中所蕴涵的身份特征，并将其 与已知的人脸进行对比，从而识别每个人脸的身份。广义的人脸识别实际包括构建人脸识别系统的一系列相关技术，包括人脸图像采 集、人脸定位、人脸识别预处理、身份确

3、认以及身份查找等；而狭义的人脸识别特指通 过人脸进行身份确认或者身份查找的技术或系统。生物特征识别技术所研究的生物特征 包括脸、指纹、手掌纹、虹膜、视网膜、声音（语音）、体形、个人习惯（例如敲击键 盘的力度和频率、签字）等，相应的识别技术就有人脸识别、指纹识别、掌纹识别、虹 膜识别、视网膜识别、语音识别（用语音识别可以进行身份识别，也可以进行语音内容 的识别，只有前者属于生物特征识别技术）、体形识别、键盘敲击识别、签字识别等。二、人脸识别的研究范围“人脸识别（Face Recognition） ”的研究范围广义上讲大致包括以下5个方面的内 容1、人脸检测（Face Detection）:即从各

4、种不同的背景条件下检测出人脸的存在并 确定其位置.这一任务主要受光照、噪声、面部倾斜度以及各种各样遮挡的影响.2、人脸表征（Face Representat ion）:即采取某种表示方式表示检测出的人脸和数 据的已知人脸.通常的表示法包括几何特征（如欧氏距离、曲率、角度）、代数特征（如矩阵特 征矢量） 、固定特征模板、特征脸、云纹图等.3、人脸鉴别（Facelden tifica ti on）（通常所说的“人脸识别”）：即将待识别的人 脸与数据库中的已知人脸比较 ,得出相关信息.这一过程的核心是选择适当的人脸的表 征方式与匹配策略,系统的构造与人脸的表征方式密切相关.4、表情/姿态分析（Exp

5、ression/Ges ture Analysis）:即对待识别人脸的表情或姿态 信息进行分析,并对其加以归类.5、生理分类（Physical Classifica tion）:即对待识别人脸的生理特征进行分析，得 出其年龄、性别等相关信息。从人的角度来看，他们之间并没有一个十分清晰和绝对的界限，实现其中之一往往 也就同时实现了其他方面，他们之间存在着相互依赖的关系。不过，为了便于计算机自 动处理，我们还是将整个人脸识别研究的范围理解划分成以上 5 个部分。三、人脸识别技术细节人脸捕获与跟踪功能人脸捕获是指在一幅图像或视频流的一帧中检测出人像并将人像从背景中分离出 来，并自动地将其保存。人像跟

6、踪是指利用人像捕获技术，当指定的人像在摄像头拍摄 的范围内移动时自动地对其进行跟踪。人脸识别比对人脸识别分核实式和搜索式二种比对模式。核实式是对指将捕获得到的人像或是指 定的人像与数据库中已登记的某一对像作比对核实确定其是否为同一人。搜索式的比对 是指，从数据库中已登记的所有人像中搜索查找是否有指定的人像存在。人脸在视觉上的特征：1、不同个体之间的差距不大，人脸器官外部器官都很相似，这样的特点使得用人 脸识别区分个体很困难。2、人脸的外形很不稳定，人作不同的表情，面部表情都变化很大。而且角度不同 人脸的视觉图像就会相差很大。3、光照不同也会影响，这导致白天晚上室内室外也会产生影响。4、人脸会随

7、之年龄的增长发生变化，同时不同时期人脸会变瘦变胖。人脸的建模与检索可以将登记入库的人像数据进行建模提取人脸的特征，并将其生成人脸模板（人脸 特征文件）保存到数据库中。在进行人脸搜索时（搜索式），将指定的人像进行建模， 再将其与数据库中的所有人的模板相比对识别，最终将根据所比对的相似值列出最相似 的人员列表。真人鉴别功能系统可以识别得出摄像头前的人是一个真正的人还是一幅照片。以此杜绝使用者用 照片作假。此项技术需要使用者作脸部表情的配合动作。图像质量检测图像质量的好坏直接影响到识别的效果，图像质量的检测功能能对即将进行比对的 照片进行图像质量评估，并给出相应的建议值来辅助识别。人脸识别优点相比较

8、其他生物识别技术而言）非接触的，用户不需要和设备直接接触；非强制性， 被识别的人脸图像信息可以主动获取；并发性，即实际应用场景下可以进行多个人脸的 分拣、判断及识别；人脸识别的弱点对周围的光线环境敏感，可能影响识别的准确性；人体面部的头发、饰物等遮挡物，人脸变老等因素，需要进行人工智能补偿;（如可通过识别人脸的部分关键特性做修正）。四、人脸识别的发展和应用人脸识别技术是一项近年来兴起的，但不大为人所知的新技术。人们更多的是在电 影中看到这种技术的神奇应用：警察将偷拍到的嫌疑犯的脸部照片，输入到电脑中，与 警方数据库中的资料进行比对，并找出该嫌犯的详细资料和犯罪记录。这并非虚构的情 节。在国外，

9、人脸识别技术早已被大量使用在国家重要部门以及军警等安防部门。在国 内，对于人脸识别技术的研究始于上世纪90年代，目前主要应用在公安、金 融、网络 安全、物业管理以及考勤等领。应用具体说明如下：一、企业住宅安全和管理，如人脸 识别门禁考勤系统，人脸识别防盗门。二、电子护照和身份证，这也许是未来应用最大 的领域三、公安司法和刑侦，如利用人脸识别技术和网络进行，在全国范围内缉拿逃犯。 四、自动服务，如银行的自动取款机，如果用户卡片密码被盗，就会被其他人冒领现金 如果有了人脸识别技术就会避免这种情况的发生。五、信息安全，如计算机登陆、电子 政务、电子商务。在电子商务中交易全在网上进行，如果密码被盗就无

10、法保证安全，如 果用生物特征就可以保证数字身份和真实身份相统一，从而大大增加电子商务的可靠 性。人脸是被技术的优势在于其自然性和不被被测个体觉察性的特点。生物识别技术都 有其自然性，但人脸识别技术完全可以通过光获取图像信息，而不同于指纹识别、虹膜 识别、静脉识别，需要电子压力传感器采集指纹或利用红外线采集虹膜图像和静脉图像， 这些特殊的采集技术容易被人察觉，从而被伪造欺骗。相对而言人脸识别方法不会被人 反感，并且不容易觉察欺骗。虽然人脸识别技术有无法比拟的优点但它本身也存在许多 困难。他被认为是生物识别领域甚至人工智能领域最困难的研究课题之一。在早期研究人员基于人脸特征的方法进行研究，检测出人

11、脸的主要部位的位置和大 小，然后利用它们之间的几何分布关系识别人脸，然而这种方法很难进行下去，随后研 究人员开始利用基于模型匹配的方法，这种方法主要基于计算机模板和图像灰度的自相 关性来实现识别功能，这种方法相对于第一种方法更好得到了快速的发展，衍生出 PCA、 Fisher 方法、弹性图匹配方法、隐马尔科夫模型方法、神经网络方法、支持向量机等。最近几十年来人脸是被技术得到了较快的发展，取得了丰硕的研究成果，在某些限 定的条件下人脸识别技术得到了较为成功的应用，但在非特定条件下由于人脸图像获取 的不确定性、人脸模式的多样性、人脸塑造变形的不确定性等因素的影响使得人脸是别 的准确性难以达到要求，

12、因此人脸是被技术要达到完美仍有长的路要走。我们期待它快 速的发展。五、总结综上所述，人脸识别技术对于维护国家安全和社会稳定、打击各类犯罪活动具有十 分重大的意义。在新兴的信息安全应用领域，人脸识别技术提供了一种更为安全可靠易 用的身份鉴别手段，从而提升了整个网络信息系统的安全性能，有效地遏止各类网络违 法犯罪活动。同时，人脸识别技术在传统的安防领域可以便捷的与原有技术实现紧密的 结合，大大提升原有系统的智能化程度、安全性及易用性，拓展了原有系统的应用领域， 从而促进了传统产业的技术升级。人脸识别技术虽然离我们的目标仍然有一定的差距， 但是随着科学技术的发展及各种技术手段的综合应用，一定会推动人脸识别技术不断向 前发展。