基于深度學(xué)習(xí)的人臉識(shí)別系統(tǒng)淺析
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隨著科技的發(fā)展,生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)成為個(gè)人身份識(shí)別或認(rèn)證技術(shù)的重要方式,人臉識(shí)別作為生物特征識(shí)別的重要分支,它的無侵害性和對(duì)用戶以最自然、最直觀的識(shí)別方式更容易被接受,然而,已有的一些機(jī)器學(xué)習(xí)算法大都使用淺層結(jié)構(gòu),而淺層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)很難表示復(fù)雜函數(shù)。同時(shí),以往提出的多層感知機(jī)雖可以表示復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系但又由于沒有很好的學(xué)習(xí)算法。近幾年深度學(xué)習(xí)技術(shù)被業(yè)界廣泛認(rèn)可,并在各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域都取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展,特別是深度學(xué)習(xí)技術(shù)在人臉識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用,在今年的安博會(huì)上,各廠家也紛紛推出人臉識(shí)別技術(shù),天地偉業(yè)新推出的人臉識(shí)別技術(shù)無論是識(shí)別精確度、對(duì)比準(zhǔn)確性、識(shí)別速度等均達(dá)到一個(gè)新的高度。隨著市場需求的不斷變化,不同的應(yīng)用場合,人臉識(shí)別技術(shù)也根據(jù)需要開發(fā)出各種各樣的產(chǎn)品來滿足用戶的需求。
一、人臉識(shí)別系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
人臉識(shí)別其最大的特點(diǎn)是利用了人的臉部特征作為一種身份辨認(rèn)的方式--即通過攝像機(jī)采集含有人臉的圖像或視頻流,自動(dòng)對(duì)圖像或視頻中的人臉進(jìn)定位、識(shí)別預(yù)處理、建立人臉數(shù)學(xué)模型、人臉辨識(shí)比對(duì)等,達(dá)到識(shí)別不同人身份的目的。因此,靈活的利用人臉識(shí)別技術(shù)的最大特點(diǎn)可以在不同的場合中實(shí)現(xiàn)各個(gè)各樣的智能化應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)還有以下幾個(gè)方面:
1.自然性,所謂的自然性是指通過觀察比較人臉來區(qū)分和確認(rèn)身份;具有自然性的識(shí)別還有語音識(shí)別和體形識(shí)別,而指紋識(shí)別和虹膜識(shí)別等因人類或其他生物不能通過此類生物特征區(qū)別個(gè)體所以不具備自然性。
2.非強(qiáng)制性,被識(shí)別的人臉圖像信息可以主動(dòng)獲取而不被被測個(gè)體察覺,人臉識(shí)別是利用可見光獲取人臉圖像信息,而不同于指紋識(shí)別或者虹膜識(shí)別需要利用電子壓力傳感器采集指紋,這些特殊的采集方式很容易被人察覺,從而帶有可被偽裝欺騙性。
3.非接觸性,相比較其他生物識(shí)別技術(shù)而言,人臉識(shí)別是非接觸的,用戶不需要和設(shè)備直接接觸。
4.并發(fā)性,在實(shí)際應(yīng)用場景中,人臉識(shí)別技術(shù)可以進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷及識(shí)別。
上述為基于人臉識(shí)別這項(xiàng)技術(shù)延伸出來的幾種功能和應(yīng)用,能充分體現(xiàn)人臉識(shí)別技術(shù)所具備的優(yōu)越性和特點(diǎn)。
二、人臉識(shí)別系統(tǒng)難點(diǎn)
首先是人類臉部存在相似性,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。在加上化妝的掩蓋及雙胞胎的天然相似性更增加了識(shí)別的難度。
其次是人臉存在易變性,人臉的外形很不穩(wěn)定,人可以通過臉部的變化產(chǎn)生很多表情,而在不同觀察角度,人臉的視覺圖像也相差很大,另外,人臉識(shí)別還受光照條件(例如白天和夜晚,室內(nèi)和室外等)、人臉的很多遮蓋物(例如口罩、墨鏡、頭發(fā)、胡須等)、年齡等多方面因素的影響。
同時(shí)隨著待識(shí)別的人數(shù)的增加、出現(xiàn)張得比較像的人的概率增加等情況逐漸增多,原有的人臉識(shí)別已滿足不了實(shí)際的應(yīng)用。現(xiàn)有的深度學(xué)習(xí)技術(shù)在這些方面有了很大的提升,目前很多廠家的人臉識(shí)別技術(shù)在LFW評(píng)測已做到99.5%以上,有的接近甚至超過人眼的識(shí)別率。這給人臉識(shí)別系統(tǒng)能夠大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用提供了技術(shù)支撐,隨著科技的不斷進(jìn)步,期待將來有一天這些人臉識(shí)別領(lǐng)域的難題都能得到完美解決。
三、人臉識(shí)別系統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用
1.公安領(lǐng)域
現(xiàn)在人臉識(shí)別系統(tǒng)的使得“追捕逃犯”不再是海底撈針,一方面可以通過在火車站、機(jī)場等人口集散的公共場合安裝攝像頭,將現(xiàn)場抓拍照片與公安追逃庫進(jìn)行人臉識(shí)別,識(shí)別成功后反饋嫌犯位置;另一方面用于嫌犯身份確認(rèn),通過將嫌犯照片與檔案庫等進(jìn)行人臉比對(duì),確認(rèn)嫌犯身份。人像識(shí)別系統(tǒng)讓案件偵辦和治安布控更智能、快捷,提升了案件辦理的業(yè)務(wù)效率,減少了案件偵破的人員、時(shí)間成本,完善了治安防控體系。
2.金融行業(yè)
刷臉登錄、遠(yuǎn)程人臉開戶、自助人臉開卡等,將人臉識(shí)別應(yīng)用于營業(yè)廳、自助設(shè)備、柜臺(tái)系統(tǒng)以及移動(dòng)營銷等等,往往會(huì)出現(xiàn)身份證和本人對(duì)比問題出現(xiàn)冒用,盜用他人身份證的問題。人臉識(shí)別則可以很好的解決這些問題。
3.社保行業(yè)
比較典型的就是遠(yuǎn)程資格認(rèn)證,以往為了證明參保人員的生存狀態(tài),需要參保人員實(shí)地進(jìn)行資格認(rèn)證,這樣年齡大出行不便、距離遠(yuǎn)的異地參保人員都特別不方便,而人臉識(shí)別則可以通過遠(yuǎn)程進(jìn)行人臉身份認(rèn)證,不過為了防止照片作假,一般都會(huì)加入活體檢測的環(huán)節(jié)。
4.教育行業(yè)
主要是高考、成人考試、人事考試等,2016年高考教育部已經(jīng)正式發(fā)布公告需要借助于指紋識(shí)別、人臉識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)確認(rèn)高考考生身份,這樣可以確保人證合一,保證考試的公平性。
5.娛樂化應(yīng)用
比較多也比較常見,比如VIP人臉識(shí)別可以自動(dòng)在人群中捕捉VIP客戶,并識(shí)別出其身份,同時(shí)可以語音歡迎并通過后臺(tái)通知工作人員,人臉相似度、明星臉等等
不僅以上列舉的幾個(gè)領(lǐng)域,還有監(jiān)獄、安檢、法院等等多個(gè)領(lǐng)域得到實(shí)際部署應(yīng)用。
四、人臉識(shí)別系統(tǒng)發(fā)展方向
在科研里,人臉識(shí)別技術(shù)還是有很多可以去研究的東西的,比如怎么用更小的數(shù)據(jù)更小的模型得到更好的準(zhǔn)確率。怎么克服光照的影響,怎么通過局部特征來完成準(zhǔn)確識(shí)別,怎么減少人員配合提高識(shí)別效率等。
人臉識(shí)別系統(tǒng)要達(dá)到100%的可靠還有很長的路要走,比如解決化妝和雙胞胎的可靠正確的識(shí)別。現(xiàn)在已有很多業(yè)界領(lǐng)先的公司都在為此目標(biāo)做不懈的努力。天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司在推出的超星光人臉布控系統(tǒng),在人臉識(shí)別率上達(dá)到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平,且在光線很差的條件下依然能有很高識(shí)別率,及大推動(dòng)了人臉識(shí)別領(lǐng)域的發(fā)展.。相信不久的將來人臉識(shí)別系統(tǒng)將在速度、可靠性、穩(wěn)定性,成本取得更好的成果。更好的為社會(huì)的發(fā)展服務(wù)。
(審核編輯: 林靜)
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