人臉識別的原理是什么？

螞蟻科學(xué)

最近，許多手機(jī)推出了人臉解鎖的功能。

此外，

1.人臉識別門禁考勤系統(tǒng)，人臉識別防盜門等（企業(yè)、住宅安全和管理）

2.如利用人臉識別系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，在全國范圍內(nèi)搜捕逃犯（公安、司法和刑偵）

......人臉識別前景廣闊

其原理是什么呢？

人臉識別，作為一項新興的生物技術(shù)，其環(huán)節(jié)無非有三：

1.建立人像檔案

2.讀取人像

3.前面的兩者的比對

最核心的東西，就是其中的識別算法。

主流的人臉識別技術(shù)基本上可以歸結(jié)為三類，即：基于幾何特征的方法、基于模板的方法和基于模型的方法。

1.基于幾何特征的方法人臉上的眼睛、鼻子、嘴巴、眉毛等，既是人們的共性，同時也是區(qū)分個體的關(guān)鍵（因為其大小、形狀等不盡相同）。我們經(jīng)常用面部的特征來描述個體，機(jī)器同樣也可以做這件事。機(jī)器通過對圖像處理，得到對這些圖像的集合特征描述（比如根據(jù)你的鼻子的顯著特點(diǎn)導(dǎo)出一組用于識別的特征度量如距離、角度等）當(dāng)然，這些處理，會導(dǎo)致一些局部特征信息的丟失。所以需要做出改進(jìn)。2.基于模板的方法比如特征臉方法、線性判別分析方法、奇異值分解方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等特征臉法：（有許多改進(jìn)方法，常與基于幾何特征的方法結(jié)合）特征臉法的基本思想，便是搜集大量的圖像進(jìn)行分析，尋找人臉圖像分布的基本元素，即人臉圖像樣本集協(xié)方差矩陣的特征向量，以此近似地表征人臉圖像。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（又稱人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），是一種運(yùn)算模型，由大量的節(jié)點(diǎn)以及它們之間的聯(lián)接構(gòu)成。每個節(jié)點(diǎn)代表一個函數(shù)，而聯(lián)接則代表權(quán)重。這玩意兒是人們對人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作方式抽象的一個產(chǎn)物，所以加了個“人工”來區(qū)別。按照其反饋的機(jī)制，又可以分為前饋網(wǎng)絡(luò)、遞歸網(wǎng)絡(luò)等。12年之前，運(yùn)用于人臉識別的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中類有前饋、遞歸等。而后，深度學(xué)習(xí)基于大數(shù)據(jù)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)取得了更大的成果（Yale人臉數(shù)據(jù)庫）3.基于模型的方法有基于隱馬爾柯夫模型，主動形狀模型和主動外觀模型的方法等。4......

以上的介紹可以說相當(dāng)粗略，有關(guān)圖像處理的細(xì)節(jié)（比如預(yù)處理的方式，如下圖），

（圖像二值化后的效果）

（直方圖均衡化后的效果）

或是算法的細(xì)節(jié)（比如如何在一張人像中找到一個人的鼻子）等沒有過多提及。

參考資料：

[1]姜賀. 基于幾何特征的人臉識別算法的研究[D].大連理工大學(xué),2008.

[2]趙顯達(dá),黃歡.基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉識別的研究[J].信息技術(shù),2018(09):15-19+23.

[3]丹尼布里茨《理解NLP的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)》

http://www.wildml.com/2015/11/understanding-convolutional-neural-networks-for-nlp/

[4]《人臉識別主要算法原理》https://blog.csdn.net/amds123/article/details/72742578