基于語義化人臉圖像檢索系統設計

摘 要：語義化的人臉圖像檢索系統主要是根據系統中提取的人的眼睛，眉毛等面部特征來建立與之相關的語義化人臉圖像識別。通過PCA相關搜索技術以及不等距的搜索技術的結合使用，來具體的設計出較為簡單的語義化人臉圖像識別系統。文章針對語義化的人臉圖像檢索系統的設計進行詳細的闡述和分析，希望通過文章的闡述和分析能夠對我國的人臉識別檢索系統的發展和創新貢獻力量。

關鍵詞：語義化；人臉圖像；檢索系統；特征庫

在語義化的人臉圖像檢索系統中，將系統中人臉提取的有關眉毛或者眼睛等特征進行相關的處理，使用語義化的輸出方式進行描述，同時采用相關的計算機編碼進行輸出。將輸出的人臉信息存儲到人臉的檢索數據庫中，再使用相關的檢索方法在系統中尋找相應的人臉識別特征，找出最為匹配的人臉圖像，這樣就實現了人臉語義化的檢索和識別。

1 語義化人臉檢索系統的主要設計流程

在語義化的人臉檢索系統中對人臉進行圖像檢索就是將人臉中的有效特性進行提取進行輸入，在圖像檢索系統中甄別輸入圖像的特征進行相關的匹配的檢索過程。基于上述內容，我們在進行人臉圖像識別過程中，首先需要做的就是將檢索系統中的圖片進行相關的特征提取，然后進行語義化的特征參數建立和存儲。對于等待檢測的人臉圖像，我們要通過人臉膚色的差異進行臉部圖像分割，通過分割我們能夠得到人臉眼部和眉毛的相關帶狀區圖像，然后通過對圖像中的眉毛眼睛的特征提取，科學的將圖像特征相關參數轉變成語義化的特征描述，之后通過相關的搜索方法在數據庫中進行特征匹配和分析，最終系統數據庫會得到一張相似度最高的人臉識別圖像。人臉語義化的圖像檢索過程見圖1和圖2的表述。

文章闡述的人臉圖像識別系統主要還是語義化的人臉識別。在檢索系統中存儲的人臉圖像數據特征也只是有一組進行相關的人臉識別。我們在圖像檢索過程中，通過語義化的圖像數據庫中的數據特征，采用相關的數據匹配規則就能夠快速的得出相關的人臉識別圖像編號，這些搜索的數據編號就是人臉識別系統中的最終搜索結果。在數據圖像的特征搜索中我們的數據編碼使用的是十進制的計數方法，將圖像數據在一定的區間進行歸一化的特征處理，將特征區間劃分為十個區間，之后再將圖像的特征進行十進制的詳細編碼。語義化的人臉圖像檢索系統主要有兩種查詢方式。第一種是語義化的查詢方式；第二種是特征匹配形式的查詢方式。語義化的檢索方式在這兩種檢索方式中更為簡便，因為語義化的檢索方式可以不適用圖像進行檢索，采用模型方式進行檢索。這樣能夠有效的減少手動檢索的時間，使得檢索的效率更高。

2 語義化人臉檢索系統的實驗仿真

2.1 檢索系統中的人臉圖像的分割

在人臉圖像檢索平臺中，我們通過人臉膚色的區別進行人臉的圖像檢索，在一千張自建圖片中進行人臉的圖像檢索，之后通過精確的界別區分定位來找出人臉的特征區域圖。將我們得到的人臉的特征圖片通過膚色的界別來進行人臉的分割定位，我們能夠得到相關的人眼帶狀圖，然后通過人眼的帶狀圖同理得到眉毛帶狀圖。

2.2 檢索系統中的人臉眉毛以及眼睛的主要特征提取

在人臉圖片進行分割之后，我們會得到相應的人眼帶狀圖和眉毛帶狀圖，然后進行相關的圖像特征提取，將提取的特征參數通過語義化的方式進行語義轉化編碼處理。最后將我們得到的人臉特征參數以及語義化的特征編碼存儲在圖像檢索特征庫中。

在簡述系統中，我們可以得到人臉眼部和眉毛部分的特征參數，然后我們通過一定的分類方法將參數分類。詳細的分類方法見表1和表2。我們將眼部特征值和眉毛特征值進行相關的歸一化技術處理，然后使用十進制的編碼方式進行編碼處理，同0到9等自然數進行特征分類的具體表述。我們在檢索數據庫系統中隨機找出100張人臉部位圖片自動進行人臉部門的分割以及相關特征參數的提取。將提取后的特征參數進行表格方式的存儲，將每一個特征參數歸一化編碼處理。

2.3 檢索系統中的系統界面的建立

在人臉圖片識別系統的平臺中，我們要建立相關的人臉搜索界面。在界面中選擇添加按鈕會在人臉圖片搜索系統中出現選擇特征配置的相關界面。在添加人臉圖像特征界面上會有兩種添加形式。第一種是Single添加模式；第二種是Batch添加模式。“Single”表示添加單張圖片的特征，“Batch”表示添加整個文件夾圖片的特征。添加完人臉的特征，我們設置了兩種圖像檢索方法，“語義查詢”和“匹配查詢”。語義查詢是在圖像庫中搜索某一類型的人臉圖片，特征條件的選擇是“與”的運算，因此每種特征只能選擇一個。

2.4 檢索系統中人臉圖像的實驗檢索相關結果

我們對100張照片進行了檢索實驗，觀察輸出的特征最匹配的的6張圖片，能夠正確檢索出來的有72張，檢索成功率為72%。其中24張圖片沒有檢索出來，部分檢索失敗的圖片如圖13所示。觀察檢索失敗的圖片，發現失敗原因是人臉角度的影響。由于有些人拍照時臉有點傾斜的狀況，或者是抬頭低頭等情況，這樣的眼睛特征與實際特征相差太大，所以不容易檢索出來。

參考文獻

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