基于計(jì)算機(jī)視覺的人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)初探

張環(huán)宇

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已深入到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，并深刻的改變?nèi)藗兊墓ぷ?、學(xué)習(xí)和生活方式。信息的獲取、分析、處理、發(fā)布、應(yīng)用能力已經(jīng)成為社會(huì)中人們的一個(gè)必備的技能。多媒體技術(shù)也在發(fā)生著日新月異的變化，包括這多媒體技術(shù)的基本概念、圖像、音頻、視頻、動(dòng)畫的常用處理工具等。其中人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)在計(jì)算機(jī)視覺方面也是尤為重要的，人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)主要是用于身份信息的識(shí)別，也可以用來(lái)對(duì)個(gè)人的隱私信息通過(guò)識(shí)別來(lái)進(jìn)行保護(hù)。

誕生于20世紀(jì)40年代的電子計(jì)算機(jī)是人類最偉大的發(fā)明之一。并且一直以飛快的速度發(fā)展著。進(jìn)入21世紀(jì)的現(xiàn)代社會(huì)，計(jì)算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入各個(gè)行業(yè)，并成為各行業(yè)必不可少的工具。如今的計(jì)算機(jī)發(fā)展的更加智能化，就如今來(lái)說(shuō)，人們最什么事情都非常重視信息，人類和社會(huì)的發(fā)展，時(shí)刻都離不開信息。計(jì)算機(jī)如今重視的方面就是對(duì)信息的閱讀和控制，人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)也是應(yīng)運(yùn)而生。

人臉識(shí)別的論述

人臉識(shí)別是人類視覺中的一大特色，因?yàn)槟軐?duì)身邊的人進(jìn)行識(shí)別，才不會(huì)對(duì)身邊的信息進(jìn)行混淆，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，根據(jù)人臉可以對(duì)人的年齡，性別進(jìn)行初步判斷。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能化，計(jì)算機(jī)業(yè)已經(jīng)通過(guò)視覺能進(jìn)行人臉的識(shí)別。其中在對(duì)人臉識(shí)別的同時(shí)進(jìn)行有關(guān)信息的收集、識(shí)別、提取、變換、存儲(chǔ)、傳遞、處理、檢索、檢測(cè)、分析和利用等技術(shù)。如今人臉識(shí)別已經(jīng)應(yīng)用于很多的領(lǐng)域，但是要人臉檢測(cè)與識(shí)別是需要基于本來(lái)已經(jīng)收集和整理的信息本庫(kù)才能進(jìn)行。再加上現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)雖然已經(jīng)接近成熟，然而在人臉識(shí)別方面的表情傳達(dá)出什么信息還是無(wú)從下手進(jìn)行編程和設(shè)計(jì)。所以，基于計(jì)算機(jī)視覺的人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)還是會(huì)有很廣的發(fā)展空間，再加上人臉識(shí)別還可以維護(hù)人們的財(cái)產(chǎn)安全和隱私保護(hù)，必然會(huì)引起社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注。

從19世紀(jì)末開始就已經(jīng)有人對(duì)人臉識(shí)別進(jìn)行了研究，因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒有先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)做后盾，所以經(jīng)過(guò)了數(shù)百年的研究仍然沒有什么顯著的進(jìn)展和成果。直到20世紀(jì)90年代人臉識(shí)別才成立了自己的學(xué)科，在加上當(dāng)時(shí)的科技發(fā)展水平已經(jīng)達(dá)到了不錯(cuò)的水平，人臉識(shí)別這個(gè)學(xué)科得到了快速的發(fā)展。如今，我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)也已經(jīng)居于世界的前列，我國(guó)也已經(jīng)擁有比較完善的一套東方面孔的人臉數(shù)據(jù)庫(kù)。

人臉識(shí)別在發(fā)展過(guò)程中大概經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段就是對(duì)人臉特征進(jìn)行整理，整理出所需要的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且應(yīng)用當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)做出一套質(zhì)量不錯(cuò)的人臉灰度模型，這個(gè)階段的識(shí)別工作全部由操作人員來(lái)完成；第二階段比第一階段要先進(jìn)，有了基礎(chǔ)人機(jī)互交，將人臉的特征經(jīng)過(guò)多維度的矢量在模型上表示出來(lái)，并也可以設(shè)計(jì)出一套人臉識(shí)別的系統(tǒng)，這個(gè)階段的識(shí)別不再是僅僅依靠操作人員，而是操作者和計(jì)算機(jī)一起完成；第三個(gè)階段是計(jì)算機(jī)智能識(shí)別的最高峰，一切操作和識(shí)別都依靠機(jī)器全自動(dòng)化進(jìn)行，在人臉識(shí)別過(guò)程中也不再是每臺(tái)計(jì)算機(jī)都需要完成一整套的工作，也實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的互聯(lián)，多臺(tái)計(jì)算機(jī)一起完成人臉識(shí)別的過(guò)程，都人力也是一種解放。

積極踐行人臉檢測(cè)識(shí)別技術(shù)

人臉檢測(cè)識(shí)別技術(shù)是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化特征后的又一個(gè)重要發(fā)展方向之一，它已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的普及與應(yīng)用。人們可以通過(guò)人臉識(shí)別來(lái)進(jìn)行定位，來(lái)起到保護(hù)人們財(cái)產(chǎn)安全的作用，通過(guò)人臉識(shí)別來(lái)抵制社會(huì)中的造假率，之前曾經(jīng)有一些不法分子利用假身份來(lái)做損害公共利益和侵犯人們隱私權(quán)的事情，有了人臉識(shí)別讓不法分子沒有可乘之機(jī)，也應(yīng)用人臉識(shí)別來(lái)對(duì)財(cái)務(wù)密碼進(jìn)行聯(lián)系，起到對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)有絕對(duì)的保護(hù)作用，對(duì)社會(huì)的安定何嘗不是一項(xiàng)有意義的發(fā)明。

人臉識(shí)別一直是計(jì)算機(jī)智能化發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要領(lǐng)域，因?yàn)槿四樀淖R(shí)別與檢測(cè)是一個(gè)很難做到完善的項(xiàng)目，由于人類的面部表情豐富，要對(duì)人類的面部表情做出判斷和分析會(huì)存在一定的困難。再加上人臉識(shí)別的過(guò)程中，每個(gè)獨(dú)立存在的個(gè)體都有一張專屬于自己的臉。它的輪廓沒有明顯的特征界限，同時(shí)對(duì)眼、鼻子、嘴等器官在臉上的分布情況也沒有明確的界限，這就使得對(duì)人臉識(shí)別來(lái)進(jìn)行算法設(shè)計(jì)有一定的困難，所以只有通過(guò)輪廓特征來(lái)進(jìn)行初步的判斷，分辯出各種器官，再根據(jù)器官來(lái)完成人臉的分布情況設(shè)計(jì)灰度模型的完成工作。

隨著紅外光的可利用率提高，也應(yīng)用到了人臉識(shí)別的領(lǐng)域，在人臉識(shí)別過(guò)程中也加入不同光的效果來(lái)識(shí)別人臉，使得如今的人臉識(shí)別的準(zhǔn)確度有了明顯的提高。但是光的效果是不可控的，在環(huán)境不適宜和用戶不配合的情況下，利用紅外光技術(shù)來(lái)進(jìn)行人臉識(shí)別又會(huì)將準(zhǔn)確度拉到很低的成度。因此，在人臉檢測(cè)與識(shí)別方面仍然有一些尚未解決的問(wèn)題，值得人們關(guān)注和探索。

科學(xué)的進(jìn)步、時(shí)代的進(jìn)步，必將給發(fā)展賦予新的內(nèi)容。這個(gè)社會(huì)已經(jīng)成為了一個(gè)信息化社會(huì)，信息化代表了一種信息技術(shù)被高度重視，信息資源被高度共享，從而使得人的智力和潛力以及社會(huì)物質(zhì)資源潛力被充分發(fā)揮。在這個(gè)信息化社會(huì)中最重要的就是信息。個(gè)人信息已經(jīng)成為在社會(huì)中必備的物質(zhì)。如此看來(lái)信息的保護(hù)也成為了發(fā)展的頭等大事，基于計(jì)算機(jī)視覺的人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)也有了發(fā)展的獨(dú)特性，它的獨(dú)特性由這個(gè)時(shí)代所決定。