人脸识别技术原理与应用

《科技传播》2019·1（下）

113信息科技探索

人脸识别是模式识别的最为典型的一种，通过不同的方式提取人脸的特征信息，将采集到的信息与原有信息进行比较或检验，从而实现对身份的记录验证或对人员进行追踪定位。人脸识别在生活中也有广泛的应用，例如利用人脸追踪定位失踪人员或在逃人员，利用人脸验证识别对人员的身份进行验证等。在最近的一段时间里，利用人脸识别成功寻亲的案例数不胜数，2018年8月29日，海南省救助站利用人脸识别技术与警方的人员信息库结合对比，最终帮助一江苏籍男子找回失散11年的亲人。在种种案例中人脸识别功不可没，发挥的功能也越发强大，人脸识别终将会是一项造福人类 技术。1 人脸识别的特点说明1.1 其他识别方法的特点一般来说，生活中最普遍的人脸识别方式是用人眼直接观察，虽然比较方便，但由于人眼对图像的处理比较慢，而且有自欺的特点，因此观察效率低下，因此这样的方式有一定的局限性。由此多种更智能的识别方式应运而生，如指纹识别，利用每个人指纹的差异，对指纹信息进行录入提取分析，来对身份进行鉴定识别，识别信息较快，目前在手机解锁和打卡签到等方面有较为成功的应用。但是指纹容易受到手指磨损等外界影响，加之信息录入程序略繁琐且能被复制，因此指纹识别的性能还有些不足。同时虹膜识别视网膜识别虽然具备了非接触性的特点，但是采集速度较慢，导致应用较为不便，因此目前应用相对较少。1.2 人脸识别的特点相对于其他识别方法，人脸识别有着显著的优点，首先，它是非接触性识别方式，需要人的配合度较小，这样可以简化识别的运作过程。其次，人脸识别具有并发性，可以同时对多张人脸信息进行采集对比，加快了识别效率。再者，人脸识别具有非强制性，即利用可见光便可完成采集，因此可以在对方不经意间采集信息，增强了信息采集的隐蔽性。但同时，人脸是一个三维非刚性物体，表情、姿态、光源的不同使得同一个人的图像千变万化[1]。随着不同算法的日趋成熟，人脸识别的优势定会日益突显。2 人脸识别的实现过程2.1 采集图像人脸识别系统一般采用外置摄像设备采集图像，例如摄像头、照相机等，有些特殊的场合，甚至会采用红外摄像头或X光机，深度摄像机等获取更加丰富的图像信息。对于人脸识别技术，首先需要将图片或视频中的图像帧提取出来，以为后续识别提供数据。当用户位于拍摄范围内时，采集设备就能够自动开始有序采集图像，在采集的同时，也要求被采集者尽可能提供正面清晰的图像以提高识别的正确率，此外还需要注意被采集图像的完整性和分辨率。2.2 特征提取特征提取是把图像信息转变成一个计算机可以识别的数字信息后，从中寻找判别规律的过程。对采集到的图像进行特征提取是成功匹配的重要条件，特征的选择标准有多种。单一特征不能很好地反映人脸的全部有效信息，尤其在人脸面部有表情变化时，单一特征的分类性能会急剧恶化[2]。2.2.1 基于几何特征的方法这是最早使用的人脸检测和识别方法，该方法作者简介：陈韵霏，蓬莱市第一中学。简述人脸识别技术及应用陈韵霏摘 要 随着各种模式识别方式的发展，用于处理人员身份识别的人脸识别技术也相应得到了很大的发展。基于采集人脸信息，进行验证、检验、追踪的人脸识别技术也在日益成熟，且人脸识别技术具有并发性、非接触性、非强制性等多种优良特点。文章首先分析比较了人脸识别与其他模式识别方式的差异，然后较为详细地介绍了人脸识别实现的3个过程：从使用采集设备采集图像，到运用多种算法进行特征提取，最后再与数据库的信息进行对比。尤其是重点介绍了三种特征提取方式，并分析比较了各自的优缺点。接着列举了人脸识别在实际生活中的应用：人脸追踪、人脸检索、人脸验证。最后总结了人脸识别的发展现状以及未来的发展趋势。关键词 人脸识别；特征提取中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2019）227-0113-02DOI:10.16607/ki.1674-6708.2019.02.055《科技传播》

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人脸识别技术的发展与应用

作者：李国鑫

来源：《科技传播》2018年第19期

摘 要 人脸识别技术，是一项新型的生物识别技术，伴随着近些年来计算机技术和光学成像技术的突飞猛进，该技术已经逐步成熟应用于多种场合，例如身份识别、安保支付等。人脸识别技术也是人工智能领域在计算机视觉领域的一项重要应用，通过对其展开深入的研究具有很大的积极意义。文章详细介绍了目前人脸识别技术在国内外的发展情况，并对人脸识别技术实现的3个基本过程——特征提取、建立模型、模型测试进行说明，最后又简述了人脸识别技术在现实场景中的实际应用情况。

关键词 人脸识别；特征提取；模型；人脸检索

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）220-0102-02

人脸识别技术作为生物特征识别领域中一种基于生理特征的识别，是通过计算机提取人脸特征，并根据这些特征进行身份验证的一种技术[ 1 ]。近期，依靠人脸识别进行支付验证的手段已渐渐从实验阶段进入人们的生活，新一代的支付方式伴随着移动互联网的发展，受到越来越多用户的关注。早期，生物的识别方法多以指纹识别，虹膜识别为主，但伴随着各种技术的发展，人脸识别技术已凭借其特有的优势取代其他技术。

同时，更加值得关注的是，人脸识别是人工智能在图像领域的一项重要应用，人工智能技术的发展不断优化着人脸识别的表现，相反，人脸识别的进步也为人工智能的发展带来更多的启发。随着计算机和模式识别技术的发展，人脸识别技术以它应用范围广的特点再次受到人们的重视，成为计算机视觉和模式识别领域的一个热门领域[2]。

1 人脸识别技术的发展

1.1 国内人脸识别技术的发展

我国人脸识别技术的发展起步较晚，最早只是一些研究所和高校会参与到人脸识别的研究中，相应的，在实际应用方面，真正参与的企业也很少。但是，伴随着近些年来，市场对于人脸识别的迫切需求以及国家各个方面对该产业的支持，最重要的是人脸识别在软件硬件方面的不断进步发展，都促使该技术不论在研究还是实际应用中都有了很大的发展。

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人脸识别技术及其应用

作者：张宇翔 吕婉婷 成小林

来源：《中国科技博览》2013年第37期

摘要 人脸识别技术是一种新型的进行身份鉴定的识别技术，广泛应用与各个领域。本文针对人脸识别技术及其应用进行了简要的分析和阐述。

关键词 人脸识别技术 应用

【分类号】：TG333.7

一、引言

随着信息技术的不断发展，人们如今可以越来越方便地获取图像，这就使得人脸识别技术逐渐走入研究者视线。由于人脸识别技术有着便利快捷等特点，因此在安全、出入控制等诸多领域均得到了较为广泛的应用，相信随着相关技术的不断成熟，人脸识别技术将有着更广阔的应用发展空间。

二、人脸识别技术的简介

1、人脸识别技术的原理

人脸识别技术属于一种生物特征识别技术，是通过对生物体的生物特征来区分生物个体的一种技术，人脸识别技术，特指通过分析比较人脸视觉特征等信息进行身份鉴别的计算机技术，是一个十分热门的计算机技术的研究领域。

生物特征识别技术所能识别的生物特征有脸、指纹、声音等等，相应的也存在人脸识别技术、指纹识别技术、声音识别技术等识别技术，人脸识别技术，就是通过采集人脸的图像信息，然后对人脸的大小、形状以及脸部各个器官的形状与位置等信息进行分析和提取，从而获取该人的身份特征，之后与已经储存的人脸特征进行比对分析，从而完成识别。

2、人脸识别技术的过程

通常来说，人脸识别一般分为三步：

一是预先对人员的面部图像进行采集，并对这些采集的图像进行分析，获取他们的身份特征形成面纹编码并储存，生成一个人脸的档案库。 龙源期刊网

二是当需要进行识别的时候，利用摄像机等设备，获取需要鉴别的人员的面部图像，对获取的图像进行分析获得其面纹编码。

人脸识别技术的应用及方案

在当今社会信息安全问题备受人们的关注。自身安全和个人隐私保护成为这个时代的热门话题。基于密码、个人识别码、磁卡和钥匙等传统的安全措施已不能完全满足社会要求。在这样一个背景下，人们把目光投向了生物特征识别技术

—— 利用人体固有的生理特征或行为特征来进行身份的鉴别或确认。

人脸识别技术优势

人脸识别作为一种新兴的生物特征识别技术(Biometrics)，与虹膜识别、指纹扫描、掌形扫描等技术相比，人脸识别技术在应用方面具有独到的优势：

1.使用方便，用户接受度高。人脸识别技术使用通用的摄像机作为识别信息获取装置，以非接触的方式在识别对象未察觉的情况下完成识别过程。

2.直观性突出。人脸识别技术所使用的依据是人的面部图像，而人脸无疑是肉眼能够判别的最直观的信息源，方便人工确认、审计，“以貌取人”符合人的认知规律。

3.识别精确度高，速度快。与其它生物识别技术相比，人脸识别技术的识别精度处于较高的水平，误识率、拒认率较低。

4.不易仿冒。在安全性要求高的应用场合，人脸识别技术要求识别对象必须亲临识别现场，他人难以仿冒。人脸识别技术所独具的活性判别能力保证了他人无法以非活性的照片、木偶、蜡像来欺骗识别系统。这是指纹等生物特征识别技术所很难做到的。举例来说，用合法用户的断指即可仿冒合法用户的身份而使识别系统无从觉察。

5.使用通用性设备。人脸识别技术所使用的设备为一般的PC、摄像机等常规设备，由于目前计算机、闭路电视监控系统等已经得到了广泛的应用，因此对于多数用户而言使用人脸识别技术无需添置大量专用设备，从而既保护了用户的原有投资又扩展了用户已有设备的功能，满足了用户安全防范的需求。

6.基础资料易于获得。人脸识别技术所采用的依据是人脸照片或实时摄取的人脸图像，因而无疑是最容易获得的。

7.成本较低，易于推广使用。由于人脸识别技术所使用的是常规通用设备，价格均在一般用户可接受的范围之内，与其它生物识别技术相比，人脸识别产品具有很高的性能价格比。