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人臉識(shí)別技術(shù)的分析
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作者:jungle
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發(fā)布時(shí)間: 2019-04-11
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武漢為安科技人臉識(shí)別產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用在：工廠門禁考勤機(jī)系統(tǒng)、企業(yè)大廈訪客門禁考勤系統(tǒng)、小區(qū)大門人臉門禁、單元門人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)、人臉識(shí)別會(huì)議簽到系統(tǒng)、人臉識(shí)別儲(chǔ)物柜等
人臉識(shí)別雖說發(fā)展到現(xiàn)在也有30到40年的時(shí)間了，但一直存在的幾個(gè)難點(diǎn)沒能徹底解決。
1、光照問題
光照問題是機(jī)器視覺重的老問題，在人臉識(shí)別中的表現(xiàn)尤為明顯。由于人臉的3D結(jié)構(gòu)，光照投射出的陰影，會(huì)加強(qiáng)或減弱原有的人臉特征。
2、表情姿態(tài)問題
與光照問題類似，姿態(tài)問題也是目前人臉識(shí)別研究中需要解決的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。姿態(tài)問題涉及頭部在三維垂直坐標(biāo)系中繞三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)造成的面部變化，其中垂直于圖像平面的兩個(gè)方向的深度旋轉(zhuǎn)會(huì)造成面部信息的部分缺失。針對(duì)姿態(tài)的研究相對(duì)比較的少，目前多數(shù)的人臉識(shí)別算法主要針列正面、準(zhǔn)正而人臉圖像，當(dāng)發(fā)生俯仰或者左右側(cè)而比較厲害的情況下，人臉識(shí)別算法的識(shí)別率也將會(huì)急劇下降。面部幅度較大的哭、笑、憤怒等表情變化同樣影像著面部識(shí)別的準(zhǔn)確率。
3、遮擋問題
對(duì)于非配合情況下的人臉圖像采集，遮擋問題是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題。特別是在監(jiān)控環(huán)境下，往往彼監(jiān)控對(duì)象都會(huì)帶著眼鏡，帽子等飾物，使得被采集出來的人臉圖像有可能不完整，從而影響了后面的特征提取與識(shí)別，甚至?xí)?dǎo)致人臉檢測(cè)算法的失效。
4、年齡變化
隨著年齡的變化，面部外觀也在變化，特別是對(duì)于青少年，這種變化更加的明顯。對(duì)于不同的年齡段，人臉識(shí)別算法的識(shí)別率也不同。一個(gè)人從少年變成青年，變成老年，他的容貌可能會(huì)發(fā)生比較大的變化，從而導(dǎo)致識(shí)別率的下降。對(duì)于不同的年齡段，人臉識(shí)別算法的識(shí)別率也不同。
5、人臉相似性
不同個(gè)體之間的區(qū)別不大，所有的人臉的結(jié)構(gòu)都相似，甚至人臉器官的結(jié)構(gòu)外形都很相似。這樣的特點(diǎn)對(duì)于利用人臉進(jìn)行定位是有利的，但是對(duì)于利用人臉區(qū)分人類個(gè)體是不利的。
6、圖像質(zhì)量
人臉圖像的來源可能多種多樣，由于采集設(shè)備的不同，得到的人臉圖像質(zhì)量也不一樣，特別是對(duì)于那些低分辨率、噪聲大、質(zhì)量差的人臉圖像（如手機(jī)攝像頭拍攝的人臉圖片、遠(yuǎn)程監(jiān)控拍攝的圖片等）如何進(jìn)行有效地人臉識(shí)別是個(gè)需要關(guān)注的問題。同樣的，對(duì)于高分辨圖像對(duì)人臉識(shí)別算法的影響也需要進(jìn)一步的研究。
7、樣本缺乏
基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的人臉識(shí)別算法是目前人臉識(shí)別領(lǐng)域中的主流算法，但是統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法需要大量的訓(xùn)練。由于人臉圖像在高維空間中的分布是一個(gè)不規(guī)則的流形分布，能得到的樣本只是對(duì)人臉圖像空間中的一個(gè)極小部分的采樣，如何解決小樣本下的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)問題有待進(jìn)一步的研究。
8、海量數(shù)據(jù)
傳統(tǒng)人臉識(shí)別方法如PCA、LDA等在小規(guī)模數(shù)據(jù)中可以很容易進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)。但是對(duì)于海量數(shù)據(jù)，這些方法其訓(xùn)練過程難以進(jìn)行，甚至有可能崩潰。
9、大規(guī)模人臉識(shí)別
隨著人臉數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模的增長(zhǎng)，人臉?biāo)惴ǖ男阅軐⒊尸F(xiàn)下降。
人臉識(shí)別雖說發(fā)展到現(xiàn)在也有30到40年的時(shí)間了，但一直存在的幾個(gè)難點(diǎn)沒能徹底解決。
1、光照問題
光照問題是機(jī)器視覺重的老問題，在人臉識(shí)別中的表現(xiàn)尤為明顯。由于人臉的3D結(jié)構(gòu)，光照投射出的陰影，會(huì)加強(qiáng)或減弱原有的人臉特征。
2、表情姿態(tài)問題
與光照問題類似，姿態(tài)問題也是目前人臉識(shí)別研究中需要解決的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。姿態(tài)問題涉及頭部在三維垂直坐標(biāo)系中繞三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)造成的面部變化，其中垂直于圖像平面的兩個(gè)方向的深度旋轉(zhuǎn)會(huì)造成面部信息的部分缺失。針對(duì)姿態(tài)的研究相對(duì)比較的少，目前多數(shù)的人臉識(shí)別算法主要針列正面、準(zhǔn)正而人臉圖像，當(dāng)發(fā)生俯仰或者左右側(cè)而比較厲害的情況下，人臉識(shí)別算法的識(shí)別率也將會(huì)急劇下降。面部幅度較大的哭、笑、憤怒等表情變化同樣影像著面部識(shí)別的準(zhǔn)確率。
3、遮擋問題
對(duì)于非配合情況下的人臉圖像采集，遮擋問題是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題。特別是在監(jiān)控環(huán)境下，往往彼監(jiān)控對(duì)象都會(huì)帶著眼鏡，帽子等飾物，使得被采集出來的人臉圖像有可能不完整，從而影響了后面的特征提取與識(shí)別，甚至?xí)?dǎo)致人臉檢測(cè)算法的失效。
4、年齡變化
隨著年齡的變化，面部外觀也在變化，特別是對(duì)于青少年，這種變化更加的明顯。對(duì)于不同的年齡段，人臉識(shí)別算法的識(shí)別率也不同。一個(gè)人從少年變成青年，變成老年，他的容貌可能會(huì)發(fā)生比較大的變化，從而導(dǎo)致識(shí)別率的下降。對(duì)于不同的年齡段，人臉識(shí)別算法的識(shí)別率也不同。
5、人臉相似性
不同個(gè)體之間的區(qū)別不大，所有的人臉的結(jié)構(gòu)都相似，甚至人臉器官的結(jié)構(gòu)外形都很相似。這樣的特點(diǎn)對(duì)于利用人臉進(jìn)行定位是有利的，但是對(duì)于利用人臉區(qū)分人類個(gè)體是不利的。
6、圖像質(zhì)量
人臉圖像的來源可能多種多樣，由于采集設(shè)備的不同，得到的人臉圖像質(zhì)量也不一樣，特別是對(duì)于那些低分辨率、噪聲大、質(zhì)量差的人臉圖像（如手機(jī)攝像頭拍攝的人臉圖片、遠(yuǎn)程監(jiān)控拍攝的圖片等）如何進(jìn)行有效地人臉識(shí)別是個(gè)需要關(guān)注的問題。同樣的，對(duì)于高分辨圖像對(duì)人臉識(shí)別算法的影響也需要進(jìn)一步的研究。
7、樣本缺乏
基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的人臉識(shí)別算法是目前人臉識(shí)別領(lǐng)域中的主流算法，但是統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法需要大量的訓(xùn)練。由于人臉圖像在高維空間中的分布是一個(gè)不規(guī)則的流形分布，能得到的樣本只是對(duì)人臉圖像空間中的一個(gè)極小部分的采樣，如何解決小樣本下的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)問題有待進(jìn)一步的研究。
8、海量數(shù)據(jù)
傳統(tǒng)人臉識(shí)別方法如PCA、LDA等在小規(guī)模數(shù)據(jù)中可以很容易進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)。但是對(duì)于海量數(shù)據(jù)，這些方法其訓(xùn)練過程難以進(jìn)行，甚至有可能崩潰。
9、大規(guī)模人臉識(shí)別
隨著人臉數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模的增長(zhǎng)，人臉?biāo)惴ǖ男阅軐⒊尸F(xiàn)下降。
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