人脸识别项目

1、基于人脸识别技术和彩信平台的嫌疑人认定系统一、立项背景1.立项的必要性；20世纪90年代以来，随着计算机计算能力和存储能力的飞速提高，生物 识别技术以其特有的稳定性、唯一性、方便性，被广泛地应用在安全认证等 身份鉴别领域中。与利用指纹、虹膜等其他人体生物特征进行身份识别的方 法相比，人脸识别系统因不过多涉及隐私、非接触性获取数据及被识别人无 察觉等特点，显得更加友好和方便，因此人脸识别技术脱颖而出，并逐渐进 入实际应用。目前除作为抓获公安部网上通缉在逃犯的高科技辅助手段外， 该系统还可用于机关单位的安全和考勤、网络安全、银行、机场，海关边检、 物业管理、军队安全、计算机登录系统，应用前景相当广

2、阔。另一方面，随着IT技术的迅猛发展，便携式的通信设施已经全面普及， 人与人之间的“任何时间、任何地点和以任何方式的通信”正在成为现实。 以手机产品为例，目前中国大陆手机拥有量达到4亿部，平均近4人一部。 另外，彩信等数据增值业务以其丰富的表现形式和低廉的通信价格也为广大 用户接收，而且随着手机终端计算能力的加强和图像处理技术的发展，彩色 图片的质量也在不断提高，使高准确性的识别成为现实。本项目基于客户端一服务器构架，将人脸识别技术、彩信技术和网络数 据库技术等综合集成为一个高效运行的实用人脸识别系统。首先，可以进行 无线”的人脸识别，即用手机拍摄人脸图像，通过无线传输，发送到人脸 识别系统进

3、行人脸识别，并把识别结果发回手机，有助于公安部门移动办案； 另外，还具有文档资料和人脸图像混合的识别查询功能，大大提高了查找犯 罪嫌疑人的准确率；最后，还可以进行行进中的活动人脸识别，解决了监视 人脸识别的难题。本项目面向公安机关犯罪嫌疑人认定等应用，因而具有重 要的现实意义、经济价值和社会价值。二、项目内容（关键技术、工艺路线及项目实施的目标）本项目的核心技术包括人脸识别技术和彩信平台两部分。1.人脸识别技术；基于人脸图像的身份鉴别旨在使计算机具有通过人脸来鉴别身份的功 能。它是一种依托于图像理解、模式识别、计算机视觉和神经网络等高技术 的智能系统，可以部分甚至全部地代替人类从事复杂而频繁的

4、基于人脸图像 的身份识别工作。由于其广泛的应用领域，人脸识别技术在近三十年里得到 了广泛的关注和研究，并且正在被推向应用。但人脸图像由于年龄、姿态、 表情、光照等因素而具有“一人千面”的特点，因此，人脸识别技术具有极 大的挑战性。人脸识别技术由图像预处理、人脸定位和人脸识别三部分组成。图像预 处理的基本功能是去除运动模糊和降低观测噪声；人脸定位的基本功能是在 获取的图像中找出人脸所在的区域，将人脸区域从背景中提取出来；人脸识 别的基本功能是对提取出的人脸图像进行分析处理，确定该图像所对应人的 身份。在实施人脸定位和人脸识别之前，必须对嫌疑人的人脸数据库进行训 练，提取人脸特征参数，在定位和识别

5、过程中将用这些特征参数进行实时处 理。本项目的人脸定位技术采用自动模式（由计算机自动分割出人脸部分， 区别于人工定位双眼中心的半自动模式），提供多种模板结合SVM （支持向 量基）等边缘提取方法。得到人脸定位中间结果后，进入识别模块。具体采 用象素点空间变换算法和基于PCA （主成分分析）的增强特征脸算法，即使 人脸存在15度以内的侧偏或旋转也不会影响识别结果，因此可以克服复杂背 景中人脸提取及识别的难题。另夕卜在识别过程中将引入人工干预，可根据图 像具体情况（背景，光照等）从多种识别模式中选择最适当的方法得到判定 结果，因而和与现有实用的人脸识别技术相比，本技术具有较高稳健性。鉴于输入图像模

6、糊和分辨率低等实际情况，本项目的人脸识别技术除了 提供最终认定结果外，还按照相似程度提供一系列的相似嫌疑人供公安人员 人工鉴别，从而最大程度的降低误判所造成的影响。图一为人脸识别系统的流程图：图一人脸识别系统流程图2.彩信技术；作为图像获取前端的手机，彩信功能已经成为标准的配置，并且高 质量的照片效果，如130万象素手机已经成为主流。一线的公安干警通过手 机获取图像后，发送彩信到特定的移动端口，该端口将收到的照片转发到系 统服务器，进入图一所示的输入图像步骤，经过如图一的处理过程后，输出 结果步骤将检测到的结果通过移动接口发送到请求的手机上。图二为彩信技术的处理步骤：综合上述两项技术的总系统流

7、程图如图三所示。基警察；犯罪嫌疑人现场上行：彩信（嫌疑人像片） 下行：短信!（识别结果）I现场运营商机房公安部分控制室图三总体流程图三、项目的技术创新性论述（创新点、创新程度、创新难度）在人脸识别算法方面，人脸图像的表示和特征提取是人脸识别中的关键 问题，我们对不同光照条件下人脸图像的表示和特征提取进行了研究，提出 了一种不同光照条件下人脸图像的低维光照空间表示方法。这个低维光照空 间表示方法的主要优点是：通过所构造的光照空间，不仅能够由输入图像估 计其光照参数，而且能够由给定的光照条件生成虚拟的人脸图像；这样，利 用某个特定人脸图像所建立的光照空间，可以应用于任意一张人脸，生成其 在不同光照

8、下的虚拟人脸图像。随后，在分析光照和姿态变化对人脸识别影响的基础上，我们对已有用 于解决光照和姿态变化问题的相关算法之间的相容性进行了深入探讨，指出 在目前的技术水平和电子器件发展水平条件下，基于2D-3D相结合的人脸识 别框架是解决光照和姿态变化问题的较合适的思路。基于这种框架，实现了 可变光照和可变姿态下的人脸识别原型系统。基于2D-3D相结合的人脸识别 方法有很多优势，将在未来较长的一段时期内具有相当强大的生命力。、项目成熟性和可靠性论述（项目进展情况、技术成熟程度；本项目小试情况或市场推广及生产应用情况）人脸识别是生物特征鉴别技术的一个主要方向，与其他生物特征相比， 人脸识别具有主动性

9、、非侵犯性和用户友好等许多优点。2004年八月份，人 脸识别系统正式入主渝涪高速路的12个收费站，从根本上改变了收费人员每 天收取大量现金后，就放进保险箱里，然后等着银行工作人员来提款的套路， 而是采用人脸识别系统充当收费人员和提款人员的特别通行证，既提高了现 金保管的安全性，也提高了收费站的工作效率。这说明人脸识别系统实用性 已经基本得到满足。内外技术发展现状及项目竞争优势（通过具体指标对比说明）国内从事人脸识别技术转化的公司很多，也都相继开拓了市场，比如航 天金盾，北京行者，上海银晨，上海申儒，杭州灵灵，泸州千里眼等等。目 前，在主流的Windows平台上，识别算法可在1/10秒到1/20

10、秒的时间内。捕 获”人脸，并在1秒钟内完成识别。将稳健可靠的人脸识别技术和功能强大、应用广泛的彩信技术巧妙结合 起来是本项目的最大优势，一方面将现场实施的人脸识别技术转变为可远程 操作的“无线”人脸识别技术，另一方面又为广泛普及的手机和娱乐用彩信 业务提供了犯罪嫌疑人认定等严肃应用。由于前述的若干特点（无线”人脸 识别、文档资料和人脸图像混合查询、活动人脸识别等），本项目可以从根本 上解决人脸识别技术的实用化问题，因而在国内外同行业具有明显的竞争优 势。关键技术指标我们的产品同类产品识别准确率 95%90%左右识别时间 1秒1秒左右八、项目经济、社会效益分析人脸识别技术可以被应用在多种不同的安

11、全领域：证件中的身份认证； 楼宇进出的安全控制；重要场所中的安全检测和监控；智能卡中的身份认证。 另外，人脸识别技术在信息安全领域（计算机的登录控制，应用程序安全使 用、数据库安全访问和文件加密，实现局域网和广域网的安全控制，保护电 子商务的安全性）也有着巨大的潜在应用价值。其次，人脸识别技术可以用 于创建友好自然的人机交互方式。最后，人脸识别技术还可以用于图像库检 索，在大型人脸库中检索出与索引人脸相同或相近的人脸。基于人脸的身份 鉴别具有重大的应用价值，成功的人脸识别系统将形成数十亿元的巨大市场。鉴于本项目具有“无线”人脸识别、文档资料和人脸图像混合查询、活 动人脸识别等巨大优势，我们将首先在公安系统中投入使