數字圖像識別在人臉檢測中的作用

陳曉東

（西安海棠職業學院，西安 710038）

數字圖像識別是利用計算機技術對圖像進行處理、分析和識別，提取圖像的特征。人臉檢測是隨著計算機、信息技術的發展，身份認證的形式越來越多樣化，給傳統的安全檢測系統提出了新的要求。人臉識別檢測是根據一個人的臉部特征，判斷一個人的身份，在銀行、海關以及警察等相關部門鑒別身份所使用，可以大大提高檢測的效率。將數字圖像識別技術應用在人臉識別檢測系統中，可以通過數字圖像識別技術提取一個人面部的關鍵信息，從而提高人臉識別系統的準確性。

1 人臉識別檢測概述

人臉識別檢測是根據人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術，一般通過攝像機或者攝像頭采集人臉的圖像，并自動對圖像或者人臉進行跟蹤，從而檢測人臉的臉部信息進行識別，判斷是否與系統人臉信息吻合，人臉識別技術也稱面部識別。人臉識別檢測系統起源于上個世紀六十年代，是隨著計算機和光學成像技術進步發展起來的，直到上個世紀九十年代，隨著人工智能、機器學習、模型理論、專家系統以及視頻圖像處理技術的發展與應用，人臉識別技術逐漸走向成熟，并應用在市場。

1.1 人臉識別技術的特點

人臉識別技術和人體的指紋、虹膜一樣是與生俱來，具有唯一性和不可復制性，為身份鑒別提供了前提，與其他生物類型識別技術相比，人臉識別技術部需要用戶配合臉部數據采集部門，幾乎可以在無意識的狀態下獲取臉部信息；用戶不需要接觸設備，就可以完成人臉圖像信息提取；人臉識別技術可以在實際應用場景 中進行多個人的鑒定和識別，具有保密性、安全性和隱蔽性，不容易被其他人盜取。人臉識別系統包括人臉信息采集和檢測、人臉圖像預處理、人臉圖像特征提取、匹配與識別。

1.2 人臉識別技術的缺陷

人臉識別技術雖然具有唯一性和不可復制性，但是人臉識別技術也是生物識別領域最困難的研究領域，它的困難主要體現在人臉具有生物特征的相似性、易變性。相似性指人不同個體之間的差異比較小，所有人的人臉結構都比較相似，甚至人臉器官的外形非常相似，這雖然有利于人臉定位，但是不利于區別人體。易變性指人臉的外形不穩定，人可以通過臉部變化產生多種表情，在不同的角度觀察人臉得到的視覺圖像也有很大的差異。此外，人臉還受到陽光、年齡、發型、裝飾物等影響，所以各種條件的易變性不利于建立人體描述模型，從而增加了人臉識別的難度。

2 數字圖像識別在人臉識別檢測中的作用

2.1 數字圖像識別在人臉識別檢測預處理

目前的人臉識別檢測系統還存在一定的技術限制，人臉信息提取過程中，受到外在光照、裝飾等因素的影響，一定程度上增加了系統在去除噪聲的難度，使得圖像處理變得比較模糊，圖像清晰度不足，對比度比較低。為了提高圖像提取的質量，必須提高人臉識別系統的提取效率，在圖像特征提取之前，需要對圖像進行預處理，預處理是人臉識別檢測中的重要環節，通過預處理，去除無效的信息，增加有效的信息，并通過測量儀器對外界因素造成的人臉特征信息進行補償和復原，確保圖像成像的質量。數字圖像識別是以圖像為主要特征，根據每一個圖像的特征提取信息。根據人的習慣，人的視線一般集中在圖像的主要特征，也就是圖像輪廓曲度最大的地方，這些地方的信息量最豐富。在圖像識別過程中，會自動排除多余的信息，而抽取最關鍵的人臉信息，并將這些數據信息進行整合，形成一個完整的知覺映像。

2.2 圖像識別技術可以提高人臉識別檢測效率

圖像刺激人體感官，人的大腦對圖像進行辨認，根據過去記憶中出現的某一圖形，這是圖像再認，在圖像識別技術中，既有進入到感官的信息，還要記憶存儲信息。將存儲的圖像信息和當前的圖像信息進行對比，才能實現對圖像的再認。人臉識別系統第一步首先要采集大量的人臉信息，將人臉信息采集到數據庫中，將現有圖像信息和數據庫圖像信息進行匹配，才能確認是否符合檢測系統要求。為了更好地進行人臉檢測，編制了模擬人類圖像識別活動的計算機程序，并建立不同圖像識別模型。這種模型也叫模板，如果當前的圖像和模板圖像匹配，則表示圖像識別成功。然而由于人識別的圖像太多了，無法為每一個圖像建立相應的模板，在模板基礎上提出了原型匹配模型，這種模型不需要識別大量的模板，而是識別某些圖像的相似性，將相似性提取出來作為原型，用來檢驗所需要識別的圖像。將圖像識別模型用于人臉識別檢測系統中，構建人臉識別模型，可以幫助檢測單位在幾百萬的數據庫中找到與識別圖像最匹配的圖像，從而提高檢測效率。比如公安系統中的人臉識別系統中，在大量的數據庫中查找檢索犯罪嫌疑人的身份時，可以改變過去人海戰術中的一一比對，而是通過識別技術，快速確認犯罪嫌疑人的身份，從而提高案件偵辦效率。

3 結束語

人臉識別檢測系統的關鍵是人臉的識別和表情的識別，只有提取的人臉信息準確，才能確認識別人的身份信息。人臉識別系統受到光線、表情、身體裝飾物以及年齡的影響，人的臉部會發生一定的變化，提高了人臉識別的難度。將數字化圖像識別技術應用在人臉識別系統中，可以提高人臉識別的效率和質量。