人臉識別的主要方法有哪些?
在人臉識別系統(tǒng)中,使用特征臉的方法進行,在目前來說還是比較占上風(fēng)的,因為它是當(dāng)前識別速度比較快的方法,是其他方法無法比擬的,因此,在人臉正面識別技術(shù)領(lǐng)域中,仍然深得人們喜愛。
一、基于特征臉的方法
特征臉的方法,它是一種比較經(jīng)典而又應(yīng)用比較廣的人臉識別方法,其主要原理是把圖像做降維算法,使得數(shù)據(jù)的處理更容易,同時,速度又可以做的比較快。
特征臉的人臉識別方法,實際上是將圖像做 K-L 變換,把一個高維的向量轉(zhuǎn)化為低維的向量,從而消除每個分量存在的關(guān)聯(lián)性,使得變換得到的圖像與之對應(yīng)特征值遞減。在圖像經(jīng)過 K-L 變換后,其具有很好的位移不變性和穩(wěn)定性。所以,特征臉的人臉識別方法具有方便實現(xiàn),并且可以做到速度更快,以及對正面人臉圖像的識別率相當(dāng)高等優(yōu)點。
但是,該方法也具有不足的地方,就是比較容易受人臉表情、姿態(tài)和光照改變等因素的影響,從而導(dǎo)致識別率低的情況。
通過上面的介紹,我們不難發(fā)現(xiàn),在人臉識別系統(tǒng)中,使用特征臉的方法進行,在目前來說還是比較占上風(fēng)的,因為它是當(dāng)前識別速度比較快的方法,是其他方法無法比擬的,因此,在人臉正面識別技術(shù)領(lǐng)域中,仍然深得人們喜愛。
二、基于幾何特征的方法
基于幾何特征的識別方法,它是根據(jù)人臉面部器官的特征及其幾何形狀進行的一種人臉識別方法,是人們最早研究及使用的識別方法,它主要是采用不同人臉的不同特征等信息進行匹配識別,這種算法具有較快的識別速度,同時,其占用的內(nèi)存也比較小,但是,其識別率也并不算高。該方法主要做法是首先對人臉的嘴巴、鼻子、眼睛等人臉主要特征器官的位置和大小進行檢測,然后利用這些器官的幾何分布關(guān)系和比例來匹配,從而達到人臉識別。
其流程大體如下:首先對人臉面部的各個特征點及其位置進行檢測,如鼻子、嘴巴和眼睛等位置,然后計算這些特征之間的距離,得到可以表達每個特征臉的矢量特征信息,例如眼睛的位置,眉毛的長度等,其次還計算每個特征與之相對應(yīng)關(guān)系,與人臉數(shù)據(jù)庫中已知人臉對應(yīng)特征信息來作比較,最后得出更佳的匹配人臉。
基于幾何特征的方法符合人們對人臉特征的認識,另外,每幅人臉只存儲一個特征,所以占用的空間比較小;同時,這種方法對光照引起的變化并不會降低其識別率,而且特征模板的匹配和識別率比較高。但是,基于幾何特征的方法也存在著魯棒性不好,一旦表情和姿態(tài)稍微變化,識別效果將大打折扣。
三、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法
將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用于圖像識別的中已經(jīng)有比較久的年代了,如的 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,它是模仿人類大腦活動方式去實現(xiàn)的。目前,比較有代表性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計的方法主要有混合型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、主元神經(jīng)網(wǎng),以及卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法在目前來說,可以做到相對比較高的識別率,當(dāng)然,其也存在著網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時間長,以及難以收斂等問題。
四、基于支持向量機的方法
將支持向量機(SVM)的的方法應(yīng)用到人臉識別中,其起源于統(tǒng)計學(xué)理論,它研究的方向是如何構(gòu)造有效的學(xué)習(xí)機器,并用來解決模式的分類問題。其特點是將圖像變換空間,在其他空間做分類。
支持向量機結(jié)構(gòu)相對簡單,而且可以達到全局更優(yōu)等特點,所以,支持向量機在目前人臉識別領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。但是,該方法也和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法具有一樣的不足,就是需要很大的存儲空間,并且訓(xùn)練速度還比較慢。
五、其他綜合方法
以上是幾種比較常用的人臉識別方法,我們不難看出,每一種識別方法都不能做到完美的識別率與更快的識別速度,都有著各自的優(yōu)點和缺點,因此,現(xiàn)在許多研究人員則更喜歡使用多種識別方法綜合起來應(yīng)用,取各種識別方法的優(yōu)勢,綜合運用,以達到更高的識別率和識別效果。