基于視頻序列的人臉識別系統(tǒng)研究

鐘高強(qiáng)

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人臉識別技術(shù)逐漸的出現(xiàn)在了我們的周圍。人臉識別技術(shù)，簡單來說就是指通過攝像頭對人臉進(jìn)行掃描，通過掃描到的面部特征，對人身份進(jìn)行匹配識別，是科技發(fā)展的產(chǎn)物，作為生物識別技術(shù)，其中還包含了多項(xiàng)技術(shù)一同對人臉進(jìn)行識別處理，這一技術(shù)的出現(xiàn)，標(biāo)志著科學(xué)技術(shù)發(fā)展從弱到強(qiáng)的轉(zhuǎn)換過程。但是在人臉識別技術(shù)不斷的完善的過程中，仍然會出現(xiàn)很多的問題，比如外界的光照強(qiáng)度的大小會造成人臉識別失敗，而針對這樣的問題也不能夠提出相應(yīng)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】視頻序列 人臉識別技術(shù) 生物識別

人臉識別技術(shù)看似與我們沒有什么關(guān)系，但是現(xiàn)階段很多的行業(yè)都在使用人臉識別技術(shù)，比如：銀行、機(jī)場、公司考勤、警察局等，都不同程度的對人臉識別技術(shù)進(jìn)行使用。經(jīng)過不斷的使用和實(shí)踐，人臉識別技術(shù)已經(jīng)獲得了很大的進(jìn)步。本文對人臉識別技術(shù)的概念、特點(diǎn)、以及基于視頻的人臉識別技術(shù)發(fā)展的程度。對人臉識別技術(shù)中對視頻的使用進(jìn)行分析，簡單的介紹這類技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，對其中的問題提出相應(yīng)的解決方案，并根據(jù)現(xiàn)階段的實(shí)際情況，對人臉識別技術(shù)未來發(fā)展的方向進(jìn)行簡要的分析。

1 人臉識別

1.1特征

人臉識別技術(shù)在一定程度上能夠?qū)呙璧娜四樳M(jìn)行精準(zhǔn)的識別，識別技術(shù)方便快捷，只需要站在掃描設(shè)備前即可，有十分良好的直觀性，能夠?qū)ψR別這有很好的適應(yīng)性，對于需要識別的人臉又有著相對的保密性，不會泄露使用者的資料，安裝比較方便，兼容性強(qiáng)，安全性高，對于想要破壞的因素會自動報(bào)警。使用這種識別系統(tǒng)還能夠保證衛(wèi)生，不需要接觸就能夠達(dá)到身份驗(yàn)證的目的[1]。

1.2 發(fā)展的現(xiàn)狀

早期的人臉系統(tǒng)并不是全自動的系統(tǒng)，還需要人進(jìn)行操作，隨著科技的發(fā)展，人臉識別系統(tǒng)已經(jīng)成為了全自動化的系統(tǒng)，有著自己獨(dú)有的人臉數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)ζ渲械娜四樳M(jìn)行掃描，將通過測試的人臉進(jìn)行特征分析。現(xiàn)階段所使用的人臉識別系統(tǒng)的算法基本都能夠保證有良好的使用價(jià)值，達(dá)到理想的效果，但是還存在著很多的不足，需要逐一改正。

2 人臉識別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

2.1 優(yōu)點(diǎn)

人臉識別系統(tǒng)相對于其他的身份識別系統(tǒng)來說有很多的優(yōu)點(diǎn)。人臉識別系統(tǒng)具有很高的隱蔽性，能夠?qū)Π踩矫娴膯栴}進(jìn)行監(jiān)控，比較常見的就是在監(jiān)獄中，對犯人進(jìn)行監(jiān)控，對其進(jìn)行有效地管理。而且人臉識別系統(tǒng)不用與信息采集設(shè)備進(jìn)行直接接觸，對于很多的人來說，他們會覺得這種不用接觸的設(shè)備會更加的衛(wèi)生，也更容易被人們所接納。相比其他的身份識別系統(tǒng)，人臉識別系統(tǒng)還具有一定的追蹤能力，人們通過識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，可以很快的對其中的信息進(jìn)行觀察，方便了人的工作，數(shù)據(jù)對比的工作效率也會更高。而且人臉識別系統(tǒng)的設(shè)備相對于其他的識別系統(tǒng)還比較低廉，使用攝像頭即可，無須其他的設(shè)備，就能夠完成識別。其他的識別系統(tǒng)相對來說人們沒有辦法對其中的信息進(jìn)行審核，但是人臉識別系統(tǒng)可以，能夠有效地提升系統(tǒng)的可靠性[2]。

2.2 缺點(diǎn)

現(xiàn)階段，人臉識別技術(shù)還不是很完善，在其中還包含著很多的缺點(diǎn)，比如，對人臉的特征掃描不具備一定的穩(wěn)定性，人臉可能會因?yàn)楦鞣N外部原因造成特征的變化，比如：受傷、化妝、甚至于微整形。當(dāng)人臉特征有了一些改變的時(shí)候，人臉識別系統(tǒng)就會出現(xiàn)不識別的情況發(fā)生。而且現(xiàn)階段，人臉識別系統(tǒng)還具有不完全性，比如兩個(gè)長得比較像的人，系統(tǒng)會對其進(jìn)行掃描，很可能出現(xiàn)信息的混亂或者都不識別，還需要人工進(jìn)行輔助工作。人臉識別系統(tǒng)還可能會因?yàn)楹芏嗟耐饨缫蛩卦斐勺R別失敗的現(xiàn)象，比如光照的強(qiáng)弱，周圍的環(huán)境，識別的距離還有識別的視角。都會造成一定的識別問題的出現(xiàn)，對于其中的問題，科研組織也在不斷地進(jìn)行完善，爭取將人臉識別技術(shù)達(dá)到最良好的效果[3]。

3 基于視頻序列的人臉識別系統(tǒng)

3.1 軟件的運(yùn)行環(huán)境

隨著人臉識別系統(tǒng)在生活、工作中的應(yīng)用越來越廣泛，人臉識別技術(shù)也不斷的在進(jìn)步。人們對信息、身份的識別程度越來越重視，很多的場所都用上了人臉識別系統(tǒng)，比如：監(jiān)獄，公安局，醫(yī)院，現(xiàn)在很多的單位將人臉識別系統(tǒng)用在考勤方面，很多的學(xué)校也在試著使用人臉識別系統(tǒng)進(jìn)行考試或者上課點(diǎn)到。通過攝像機(jī)的攝像頭就能夠?qū)Ψ秶鷥?nèi)的人員進(jìn)行管理，方便了很多單位、部門的工作，還能夠提升工作效率[4]。

3.2 軟件的模塊設(shè)計(jì)

以視頻序列為基礎(chǔ)的人臉識別系統(tǒng)，能夠適應(yīng)很多場合的使用，使用視頻序列技術(shù)能夠使人臉識別系統(tǒng)的使用更加的完善。

3.2.1 視頻采集

在設(shè)備安裝使用后，要使用視頻對信息進(jìn)行采集，安裝了視頻頭的驅(qū)動程序，通過系統(tǒng)的激活，接收安裝指令，對其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮，打開數(shù)據(jù)庫，就能夠通過視頻對人臉信息進(jìn)行采集。

3.2.2 用戶注冊

在人臉系別系統(tǒng)中的的用戶注冊模塊的使用上，要利用視頻對人臉信息進(jìn)行采集，相對于其中的信息，要進(jìn)行多次確認(rèn)，對不同的光照進(jìn)行采集，利用相關(guān)的技術(shù)對采集到的信息進(jìn)行分析整理，將每一次的人臉識別都能夠通過技術(shù)調(diào)整到統(tǒng)一的質(zhì)量處理，很好的避免了光照不同識別失敗的問題。用戶在注冊的過程中，系統(tǒng)會將信息保存在系統(tǒng)內(nèi)，按照男女分類或者按照年齡段分類，將信息進(jìn)行更加完善的處理，方便了后期對信息的使用。用戶注冊的過程中，系統(tǒng)可以給予用戶相應(yīng)的指令，用戶進(jìn)行一定的表情變化，信息能夠更加的精準(zhǔn)[5]。

3.3.3 人臉識別

視頻序列下的人臉識別系統(tǒng)，能夠通過攝像頭對人臉信息進(jìn)行采集，先對采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行圖像的分類，與用戶注冊時(shí)的信息進(jìn)行對比，當(dāng)系統(tǒng)對信息核實(shí)完成后，就能夠確認(rèn)信息。根據(jù)現(xiàn)階段的識別速度能夠達(dá)到約每秒七幀左右的圖片，達(dá)到了人臉識別系統(tǒng)快速識別的要求。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人臉識別技術(shù)一定會應(yīng)用的越來越廣泛，隨著技術(shù)的不斷提高能夠盡可能地避免人臉識別的缺點(diǎn)，改進(jìn)他的不足。基于現(xiàn)階段已有的人臉識別技術(shù)，在視頻序列的基礎(chǔ)上研究新的人臉識別系統(tǒng)，既能夠吸收之前幾種方式的優(yōu)點(diǎn)，還能夠改進(jìn)其中的不足。

參考文獻(xiàn)：

[1]王德慧.基于視頻的人臉識別技術(shù)在監(jiān)獄AB門控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究[D].中山大學(xué)，2013.

[2]李新濤.基于加權(quán)投票和關(guān)鍵幀提取的視頻流人臉識別方法研究[D].蘇州大學(xué)，2011.

[3]劉祝峰.自然教室中基于視頻流的人臉識別系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].上海交通大學(xué)，2011.

[4]盧曉紅.視頻監(jiān)控系統(tǒng)中基于子帶DCT的H.264編碼及HMM人臉識別研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2009.

[5]黃興.基于Adaboost與SIFT的人臉識別與跟蹤系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].南京航空航天大學(xué)，2012.