基于LabVIEW的人臉照片識別

張新崇 孫高文 溫號揚 李耀輝 郭文賓 戶學珍

摘要：隨著物聯網技術、5G技術以及AI領域的不斷發展，人臉信息采集技術越來越重要。人臉識別在身份認證、信息采集、移動支付、智能解鎖等領域都具有廣泛的應用，逐漸深入到人們生活中的各個部分。本設計通過利用LabVIEW和電腦自帶的攝像頭對人臉進行拍照并儲存，并將采集的照片進行對比識別，比較人臉特征，進而判斷拍照者與存儲信息中的人物是否為同一人。

關鍵詞：人臉識別;信息存儲對比;LabVIEW

背景：

近年來，由于物聯網等技術的飛速發展，人臉識別技術也逐漸步入人們的生活當中，并且和我們的生活產生了密不可分的關系。人臉識別技術是指利用計算機技術，分析比較人的臉部特征，從而達到識別人臉對應的身份的目的。人臉識別技術包括人的面部圖像采集、人臉定位、人臉識別預處理、查找并確認身份等。而LabVIEW具有良好的數據采集與數據分析的功能，因此本篇設計一款基于LabVIEW的簡易人臉識別系統。基本功能如下：

（1）利用LabVIEW視覺與運動模塊中的IMAQdx Open Camera.vi調用電腦自帶攝像頭cam0，并使用IMAQdx Configure Grab.vi對攝像頭進行配置;

（2）使用IMAQdx Grab.vi對圖像進行實時拍攝。對拍攝的照片進行格式、名稱以及存儲路徑進行設置;

（3）對拍攝的照片調用;

（4）將拍攝的照片顏色進行RGB分離處理;

（5）將分離的RGB像素進行HSV轉換，并將值存入數組中;

（6）對人臉面部特征鎖定;

（7）將兩張照片面部像素對應的值，進行運算，若結果在誤差范圍之內，則識別成功，反之識別不成功。

1、設計思路

首先通過一個拍照vi對人臉進行拍照，并將照片以.JPG格式保存至文件夾。然后使用人臉識別vi對拍照保存的照片進行調用，每次運行調用兩張照片進行識別對比。若兩張照片是同一個人則顯示識別成功，照片相同;否則顯示識別失敗，照片不相同。

1.1照片拍照模塊

通過使用視覺與運動模塊插件實現對電腦攝像頭的調用，然后通過抓取控件對實時畫面抓取，最后將抓取的照片通過照片存儲控件對抓取的照片進行存儲。

1.2照片識別模塊

提取照片人臉區域像素值并將其存入數組中，將來兩張照片人臉區域的像素值進行運算比較，運算結果在設置范圍內則可達到對相同人臉照片識別的效果。

2、硬件設計

本次設計的硬件包括筆記本電腦以及LabVIEW運行環境。此次照片獲取采用電腦自帶的攝像頭進行拍照，要在NI MAX里面檢測到電腦攝像頭設備。

3、軟件設計

3.1攝像頭調整

利用LabVIEW視覺與運動模塊中的IMAQdx Open Camera.vi調用電腦自帶攝像頭cam0。使用IMAQdx Configure Grab.vi對攝像頭進行配置。然后使用IMAQdx Grab.vi對圖像進行實時抓取。最后對抓取的照片進行格式、名稱以及存儲路徑進行設置。

3.2照片顏色分離及轉化

通過for循環結構和顏色至RGB轉換控件將像素圖的紅色、綠色和藍色進行顏色分離。通過公式節點函數將RGB轉換為HSV。HSV即色相（Hue）、飽和度（Saturation）、明度（Value）。色相是色彩的基本屬性，就是平常說的顏色的名稱，如紅色、黃色等。飽和度（S）是指色彩的純度，越高色彩越純，低則逐漸變灰，取0-100%的數值。明度（V），取0-max（計算機中HSV取值范圍和存儲的長度有關）。HSV顏色空間可以用一個圓錐空間模型來描述。圓錐的頂點處，V=0，H和S無定義，代表黑色。圓錐的頂面中心處V=max，S=0，H無定義，代表白色。RGB顏色空間中，三種顏色分量的取值與所生成的顏色之間的聯系并不直觀，通過顏色的轉換將面部特征顏色從北背景中提取出來。

結語

人臉識別技術已逐步進入我們的生活當中，在金融、軍隊、司法、公安、教育醫療等方面得到了廣泛的應用。本設計是基于LabVIEW的簡易設計，通過照片采集存儲、數據處理、對比分析進而達到人臉識別的功能。程序中使用了LabVIEW視覺與運動模塊中的IMAQdx Open Camera.vi用于調用電腦自帶的攝像頭，使用了RGB轉HSV算法進行顏色分離，最后鎖定人臉范圍進行數據處理。本設計較為簡單，但較為完整的體現了人臉識別過程中的基本步驟和技術要求。

參考文獻：

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河南科技大學信息工程學院 471000