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面部識別算法（面部識別算法原理）

發(fā)布時間：2023-04-14 07:37:05 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 114

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本文目錄:

1、人臉識別系統(tǒng)的工作原理是什么
2、如何人臉識別解鎖手機
3、人臉識別是根據(jù)什么識別
4、手機人臉識別為什么有兩個數(shù)據(jù)

面部識別算法（面部識別算法原理）

一、人臉識別系統(tǒng)的工作原理是什么

人臉識別的原理可以從檢測、分析、識別這三個方面去理解。

面部識別原理

1.人臉特征

人臉的面部特征是識別監(jiān)測的第一個要素，軟件通過其性別和年齡的特征對單個面部進行分類，再使用計算機生成的篩檢分析將人臉轉(zhuǎn)換成一個個數(shù)位運算式，最后通過對比來確定其相似性。

2.人臉分析

這種檢測人臉的技術(shù)，大多是依賴于2D圖像，因為2D的圖像更容易與公共照片和治療庫中的圖像做匹配，軟件是通過對人臉的幾何形狀來分析，關(guān)鍵點是眼睛之間的距離、眼窩的深度還有顴骨的形狀等等，最終得以識別成功。

3.人臉特征提取

面部識別算法（面部識別算法原理）

這一步可以簡單理解為，軟件把人臉轉(zhuǎn)成了某個公式去儲存。識別軟件會把人臉分為n個維度，假如n等于1000，也就意味著臉部檢測軟件把這張人臉切分成了1000個維度矩陣，再通過上一步的幾何數(shù)據(jù)分析，會把鼻子寬度、長度、眼睛寬度、長度等等面部特征都變?yōu)橐粋€個數(shù)據(jù)儲存起來，這些數(shù)據(jù)就像是人的指紋一樣，都是獨一無二的。

人臉識別使用場景

解鎖手機：現(xiàn)在各大手機廠商都有人臉識別的功能，此技術(shù)提供了一種非常強大的保護個人數(shù)據(jù)的方法，以確保手機被盜的時候，其數(shù)據(jù)等敏感信息無法被訪問。但是這也并不能說手機臉部解鎖是萬無一失的，其中iphone公司就說過，人臉解鎖的隨機性幾率是百萬分之一。

面部識別算法（面部識別算法原理）

執(zhí)法：執(zhí)法機構(gòu)也會經(jīng)常用到人臉識別的技術(shù)，一般執(zhí)法者把被捕者的照片拍攝下來，放在人臉識別的資料庫中，讓軟件對其進行鑒別，或者錄入到數(shù)據(jù)庫里，以便在之后的案件時進行篩選。
尋找失蹤人員：人臉識別現(xiàn)在已經(jīng)用在尋找失蹤人員和抓捕人販子上面，因為現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)無處不在，只要把個人資料添加到軟件中，一旦人臉被識別出來，不論是在哪里，執(zhí)法者都可以第一時間看到并且發(fā)出警報。

總結(jié)：人臉識別技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，它不僅可以提高我們平時所處環(huán)境的安全性，也可以有效減少犯罪行為，還可以提供人們更大的便利性。

二、如何人臉識別解鎖手機

“刷臉”是這幾年的一個熱門話題，在現(xiàn)實生活中也隨處可見，比如：智能手機的刷臉解鎖，快速準(zhǔn)確；移動支付的“刷臉支付”，安全便捷；住宅小區(qū)的刷臉門禁，消除了忘帶鑰匙的煩惱。

此外，手機中的智能相冊，可以根據(jù)照片中的人物進行自動歸類；美顏相機的特效功能，可以提供用戶感興趣的美顏效果……

那么，人臉識別在技術(shù)上究竟是如何實現(xiàn)的呢？它與人工智能又有怎樣的關(guān)聯(lián)？

人臉識別如何從無到有

人臉識別技術(shù)起始于20世紀(jì)60年代，在90年代后期開入進入應(yīng)用階段，目前已經(jīng)是一類發(fā)展比較成熟的技術(shù)了。人臉識別算法的基本思路是，通過捕捉和對比分析人的“面部特征”來識別人的身份。

當(dāng)我們要記住一個人時，可能會首先記住他是不是雙眼皮、眼睛是什么顏色、頭發(fā)是卷是直、鼻梁高低等等，這些就是所謂的“面部特征”。

但對于兩個長相非常接近的人（比如一對雙胞胎），人們很難用肉眼分辨，而計算機輔助人臉識別技術(shù)則能夠準(zhǔn)確、快速地辨別出兩者之間的異同，這是因為人臉識別算法能夠辨別和記住的“面部特征”遠比肉眼所能觀察到的要多很多，可以捕捉到人與人之間更細(xì)微的差異。

人臉識別，就是基于人的面部特征，用攝像機或攝像頭獲得含有人臉的照片（或者視頻），并自動在照片（或者視頻）中檢測和跟蹤人臉，進而對采集到的人臉進行面部識別的一系列方法。

人臉識別的過程通常分為4個步驟：人臉檢測、人臉對齊、人臉編碼和人臉匹配。

第一步是人臉檢測。顯然，在我們區(qū)分人臉之前，必須先在照片中找到人臉的位置。比如，當(dāng)我們使用市面上的任何一款手機拍照時，都會發(fā)現(xiàn)：手機能夠?qū)⑷说哪槻坑梅礁褡詣訕?biāo)記出來，這就是采用了人臉檢測技術(shù)。

第二步是人臉對齊。在檢測出照片中的人臉的位置之后，我們經(jīng)常面臨的一個問題是，照片中的人臉可能是傾斜的，也可能只是個側(cè)臉。

雖然人類可以輕松地辨識出兩張面朝不同方向的同一張臉，但對于電腦來說，它經(jīng)常會認(rèn)為這是兩個完全不同的身份。

因此，我們需要找到人臉上的特征（如眼睛、鼻子、嘴等），并通過幾何變換（如旋轉(zhuǎn)、縮放等）將這些特征挪到對應(yīng)的位置上，完成人臉對齊。

第三步是人臉編碼。最直接的方法就是把我們檢測并對齊的未知人臉，與我們已經(jīng)標(biāo)注了的人臉圖片進行比較。如果未知面孔與一個以前標(biāo)注過的面孔非常相似，那它極有可能就是同一個人。

但這種方法是無法在短時間內(nèi)識別出海量照片中的人臉的，因此，我們就需要程序員利用人工智能技術(shù)，在計算機中訓(xùn)練一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將同一個人的兩張不同的面部照片與另外一個人的面部照片同時輸入電腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，讓它做出判斷，并不斷重復(fù)這個過程。

不斷訓(xùn)練的過程中，程序員會讓輸入的同一個人的兩張照片差異值縮小，這樣一來計算機就可以學(xué)習(xí)到這個人臉部到底具有什么特征。

在實際識別的時候，人們會預(yù)先將所有人的面部圖像放入人臉數(shù)據(jù)庫中，再將我們想要查找的人臉利用機器學(xué)習(xí)中的比對方法（如KNN分類器）與人臉庫中的數(shù)據(jù)對比。

三、人臉識別是根據(jù)什么識別

人臉識別，是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術(shù)，用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)，通常也叫做人像識別、面部識別。

人臉識別系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)60年代，80年代后隨著計算機技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展得到提高，而真正進入初級的應(yīng)用階段則在90年后期，并且以美國、德國和日本的技術(shù)實現(xiàn)為主；人臉識別系統(tǒng)成功的關(guān)鍵在于是否擁有尖端的核心算法，并使識別結(jié)果具有實用化的識別率和識別速度；“人臉識別系統(tǒng)”集成了人工智能、機器識別、機器學(xué)習(xí)、模型理論、專家系統(tǒng)、視頻圖像處理等多種專業(yè)技術(shù)，同時需結(jié)合中間值處理的理論與實現(xiàn)，是生物特征識別的最新應(yīng)用，其核心技術(shù)的實現(xiàn)，展現(xiàn)了弱人工智能向強人工智能的轉(zhuǎn)化。

四、手機人臉識別為什么有兩個數(shù)據(jù)

因為手機人臉識別有兩種算法，它們的數(shù)據(jù)是不同的。第一種是深度學(xué)習(xí)，根據(jù)大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行模型訓(xùn)練，以提取出重要的特征進行特征比較，以識別出人臉。另一種是機器視覺，其中包括像素比對、形態(tài)學(xué)處理等，可以從照片中提取出對比度高的特征，以此分辨出人臉。所以，不同的算法需要不同的數(shù)據(jù)，才能實現(xiàn)準(zhǔn)確的面部識別。

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