基于人臉識別的智能眼鏡系統的設計

栗嘉鴻 萬旭 韓銀賀 徐春艷

【摘要】對于現在存在的記不住人臉或者記不住別人的名字等信息的問題，我們想出采用人臉識別的技術，將人臉識別技術運用到智能眼鏡中去，根據手機的普及，時時刻刻都用著手機的現象，我們便運用智能眼鏡攝像頭拍照，將攝像頭采集的圖像通過手機傳到服務器上，進行儲存，而后使用者通過手機，將人員信息錄入進去，實現下次再遇見這個人時，人臉識別，將此人信息顯示在智能眼鏡上。

【關鍵詞】臉盲 人臉識別 智能眼鏡

引言：隨著現代社會的發展，人民日益增長的物質需求以及整個社會群體的相互聯系越來越緊密，致使臉盲癥這一問題被人們日益重視起來，現如今，在一些行業中，比如企業管理者、教9幣、安保人員等，每天要見大量的人，然而不僅僅是臉盲癥者，即便是普通人，也不可能記住每一個人是誰、每一個人的名字，然而，記住別人是十分重要的，不僅僅是生活需要，記住他人的名字，會使對方對我們增加好感，所以便有了基于人臉識別的智能眼鏡系統的設計。

一、國內外人臉識別技術現狀

目前可穿戴設備在全球內倍受歡迎，智能眼鏡以及類似穿戴設備的發展日新月異，包括谷歌、蘋果、微軟等國際IT巨頭也都投入巨資進行研發拓展。美國谷歌公司推出過可以支持藍牙、wifi、揚聲器、麥克風、觸摸盤、陀螺儀、導航、實時翻譯、查詢路況、microUSB、眨眼或語音指令拍照上傳照片、收發短信的眼鏡，其他款式還可實現VK、AR、3D、看視頻、上網聊等功能;不論國內還是國外均未推出過基于人臉識別并將人的姓名等信息直觀的顯示在眼鏡屏幕上的系統，固我們推出基于人臉識別的智能眼鏡系統。在移動互聯網技術高速發展的今天，可穿戴設備將會走進干家萬戶，人們將會越來越體會到科技給人們帶來的便捷。

二、基于人臉識別技術下的該系統的應用前景

此系統未來前景非常廣泛，未來可以通過客戶需求在此系統的基礎上增加功能，簡單來說可以顯示時間;可以實現日常拍攝和錄像，在手機APP中查看;還可以與語音通訊、VR.姿勢感應、AK等功能相結合，實現例如點擊名字，將此人的其他信息顯示出來的功能，比如師點擊學生名字，顯示學生的成績單等信息;企業管理者點擊員工的名字，顯示部門、擅長領域等信息。

除此之外，對于那些不是臉盲癥的人，此系統也可以發揮很大的作用。比如對于大學生上課出勤的問題，教師通過攝像頭拍照，視線內的人的名字便會顯示在屏幕上，并且記錄下來，將名字儲存在APP中，使得考勤工作變得容易很多;安保人員進行人群排查時，也許并不認識想要排查的人，通過人臉圖像的錄入，使得安保人員的工作變的方便起來;企業人員、商人等職業，每天需要與大量的員工或客戶打交道，很多人甚至都沒見到過，尤其對于開會、工作視察、接機等場合，通過此系統可以避免見面不知道是誰的尷尬現象。

三、智能眼鏡工作原理及其流程圖

首先智能眼鏡使用STM32作為主控，在智能眼鏡的側面安裝一個觸摸開關，觸摸開關控制攝像頭進行拍照，單片機通過對圖形的處理，將數據通過藍牙傳輸的手機APP上，手機APP將處理好的圖片數據通過TCP/IP協議上傳到服務器中，在服務器中報錯下來，方便人們進行下一次的人臉檢測識別，并且手機APP將圖片存儲到本地，方便使用者上傳或修改信息。

四、項目研發所需技術支持及人臉識別算法應用的所存在的問題和解決方法

1.對于這個智能眼鏡系統，服務器起著關鍵性的作用，這樣我們就需要一個web頁面來管理這個服務器。

2.制作一款手機APP，實現屏幕與服務器的遠程數據傳輸、圖片信息錄入、緩存圖片和人臉的分類等功能

3.攝取到的圖片經過手機APP，利用TCP作為接口傳到服務器邏輯層，邏輯層通過人臉識別算法等分析數據，并查看數據庫信息，若存在，則將此人的信息傳回眼鏡屏幕上，并將圖片保存到數據庫實現數據庫的更新;若不存在，則需要用手機軟件錄入此人信息。

4.對于人臉識別技術我們主要研究人臉檢測、人臉表征、人臉鑒別三方面，也就是從不同的背景中檢測是否存在人臉，并確定其位置、大小、形狀、姿態等信息，確定表示檢測出的人臉和數據庫中的已知人臉的描述方式，將待識別的人臉與數據庫中的已知人臉進行比較，得出相關信息。我們選用研究PCA（主成成分算法）進行人臉識別，主要難點有幾方面：

①對于人臉的遮擋問題影響著算法的識別性能，我們采用對人臉部分進行特征點的標記的方法基本可以有效的避免此因素的影響

②不同年齡的人臉有著較大的差別，我們初步通過不斷更新數據庫來減小這方面的影響

人臉識別的信息采集方面

（1）人臉檢測：通過攝像頭獲取人臉輪廓，提取特征生成特征數據庫。

（2）表情檢測：通過攝像頭判斷當前人臉是否注視攝像頭，可識別睜眼、閉眼、眨眼等動作。

（3）姿態檢測：通過攝像頭判斷當前人臉是平視、抬頭、低頭、左右轉頭等。

結語：隨著移動互聯網、可穿戴技術和智能設備發展的火熱勢頭，人工智能技術得到全世界范圍內的高科技公司巨頭們的重視和青睞。而人臉識別作為生物識別的重要領域，也同樣得到了快速的發展，但在這方面的使用過程也帶面臨著巨大的機遇和挑戰。可穿戴設備發展前景一片光明，而智能眼鏡方面尤為突出，智能眼鏡系統的推出將會改變人們的生活方式，給人們生活和工作帶來便捷。