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洞悉“人脸识别”的那些症结点

洞悉“人脸识别”的那些症结点 智惠易
2015-08-11
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导读:1人脸识别难点及解决方案 在识别中,监视目标人识别是最难的,主要原因在于非主动性的识别方式和场景的差异

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人脸识别难点及解决方案


在识别中,监视目标人识别是最难的,主要原因在于非主动性的识别方式和场景的差异性,姿态、光照以及年龄、人脸分辨率等方面的变化严重地影响了人脸识别率。许多研究单位一直在研究如何将人脸识别技术应用到监控中。在当前的条件下,首先应该考虑的仍然是拍摄到好的人脸图像。除算法方面的努力外,从系统应用本身来看,主要需要解决如下的问题:系统结构问题、人脸分辨率问题、姿态问题、光照问题和年龄问题。



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系统结构问题



监控系统是一个大型系统,如何在现有系统中插入人脸识别,这是一个系统结构问题。例如一个监控群有100个监控点,有两种方案可供选择:每一个监控点都进行人脸识别或者选择性地对监控点进行人脸识别。在条件允许的情况下,可另外设置一个电视墙用来显示人脸识别的结果,可同时显示报警通道号、报警时间等日志信息,也可显示监控的当前目标人和数据库对应的目标人图像。

在大型监控群里选用每一个监控点都进行人脸识别的方案,需要增添更多的设备,改变当前的监控结构,或增添专用硬件。



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人脸分辨问题



在监视目标人识别的应用中,应用了人脸分辨率的概念。人脸检测技术可以检测到人脸分辨率低的人脸,但现在的人脸识别技术对人脸分辨率却有一定的要求,是指两眼的距离为75像素,满足这一条件的人脸图像尺寸约为180()x240()。而在实际监控中,不管是标清还是高清,大量获得的是人脸分辨率低的人脸图像。通过采用综合人脸检测、人脸分辨率检测和自动变焦的技术方案,可以获得满足人脸识别需要的人脸分辨率高的图像。通常所提到的最佳二维人脸,其中包括最佳姿态、最佳人脸分辨率等概念,采用这种方案需要在系统软件上增添自动变焦功能。

另一种方案则采用一些其它的新技术,包括应用专用硬件,来获得满足人脸识别需要的分辨率高的人脸图像。



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姿态问题



姿态问题是监视目标人识别非常棘手的问题。主要是在姿态判别模快进行姿态的判别,云台的调整也是为了获得更好的拍摄角度。如果当前人脸的水平转动角、俯仰角在某一范围之内,则可直接进行人脸识别;如果在特定范围之外,可以采用人脸形成技术,形成正面人脸图像,继而进行人脸识别。人脸形成算法的复杂度较高,要考虑运行速度问题。当然,也可以安装多部摄像机来拍摄一个人,通过选优的方法选取最好姿态的人脸图像。

同时,在正面人脸形成的方法中,有单摄像机和多摄像机的区别。一般来说,多摄像机的信息多于单摄像机的信息,由此形成的正面人脸的效果要优于单摄像机的效果,但代价较高(包括摄像数量、合成算法的复杂度等)



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光照问题



光照问题是监视目标人识别的又一个难点。人脸光照是指外界光源照射在人脸上,经人脸表面反射后传播到感光器材上的光线强度。实际采集图像时的光照条件千变万化,不同的光照条件如偏光、测光、高光所导致的人脸图像过亮、过暗、阴阳脸等都会使人脸检测和识别的性能大幅度下降。

光照的估计和分类可以依据水平和俯仰角度等要素来进行。有条件的场所应对光照进行控制,也尽量将全天候的露天环境改造为室内环境并适当采用补光的措施。当然,采用近红外的光照可以减弱环境光的影响。



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年龄问题



要将当前人的人脸和他十年前的人脸进行识别,其难度是很大的。采用年龄估计与年龄模拟的方法,可以在一定程度上改善识别效果。

在实际应用中,常采用数据即时更新的方法,把身份确认后的当前采集的人脸图像替代以前存储的人脸图像,以减少年龄变化带来的不利影响。

应该注意的是,当前用于监视目标人识别的人脸识别技术亟待发展,技术水平也还有待于进一步提升,具有很大的发展空间。



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