项目8-人脸识别

信息技术与人工智能基础项目8

人脸识别01项目背景02思维导图03思政聚焦04项目相关知识05项目任务目录CONTENTS06项目小结与展望01项目背景人脸识别---计算机视觉技术介绍“眼睛是心灵的窗户”，通过眼睛，我们可以观察周围的任何事物，可以看到很多风景，可以捕捉许多对我们有用的信息。同样，计算机视觉也是一双“眼睛”，通过它，计算机可以感知环境、获取信息。我们可以将计算机视觉理解为计算机的“眼睛”，但是计算机的“眼睛”只是对生物视觉的一种模拟而已。人脸识别----计算机视觉应用计算机视觉技术的广泛应用，信息时代促进了计算机的进一步发展，而计算机与各大领域的结合，使得人们对计算机越来越依赖。人工智能人脸方面的应用，包括人脸识别、人脸检测、人脸匹配、人脸对齐等等，这应该是计算机视觉方面最热门也是发展最成熟的应用，而且已经比较广泛的应用在各种安全、身份认证等，比如人脸支付、人脸解锁。计算机视觉是一个跨学科的领域，涉及的部分学科如图5-1所示。

计算机视觉计算机科学信号处理应用数学统计学神经生理学图5-1计算机视觉涉及的部分学科02思维导图项目五---思维导图03思政聚焦人脸识别技术应用人脸识别系统在很多领域都发挥了很多的作用，越来越多的现实场景开始采用人脸识别门禁系统来确保进出人员的安全，国内大部分的办公场所应用非常广泛，甚至在国内一些小区，开始鼓励小区应用人脸识别系统来进行身份识别，所以相信未来，随处都可以看到人工智能管理应用如图5-3所示如图5-3所示人脸识别技术应用启用人脸识别测温系统，兼具人脸识别门禁考勤和测温检测两大功能，不仅快速准确识别人员身份，还能检测播报人体温度，自动记录提交进出记录、测温数据，报表形式输出方便查看和监控，发信异常情况也能追溯分析如图5-4所示。如图5-4所示04项目知识准备人脸识别过程图5-5人脸识别过程人脸采集人脸检测预处理特征提取特征比对识别决策基于几何特征的人脸识别010203040506人脸识别常用方法基于神经网络的人脸识别基于特征脸(PCA)的人脸识别方法弹性图匹配的人脸识别方法线段Hausdorff距离(LHD)的人脸识别方法支持向量机(SVM)的人脸识别方法07多光源人脸识别技术人脸特征提取方法基于人脸特征点的识别算法

通过对特征点进行局部特征纹理征提取，然后结合各部分的相对位置关系得到要优化的目标函数并构造迭代的方法，在给定的人脸图片上首先定位到眼睛等部位的位置，然后提取各特征点之间的分布形状特征和特征点自身具有的纹理、轮廓等特征，计算不同人脸的特征的“距离”从而对人脸进行识别。基于整幅人脸图像的识别算法

通过信息理论中对人脸图像进行分析，寻找对信息最高效的编码，具体化来说，将图像作为一个高维的数据输入，通过子空间的划分（子空间划分可以借助傅立叶变换来理解，用一组基底的线性组合表示当前的信号，达到既降维又好分类的目的）得到对人脸图像最有效的表达，并由此来对人脸进行识别，也称子空间方法或特征脸方法。04项目任务任务1：人脸检测1、任务描述人脸检测是将上传的人脸图像，采用上文讲述的人脸预处理方法将人脸图片转化为灰度图，进行搜索以确定其中是否含有人脸，如果是有人脸则返回脸的位置、大小和姿态。任务1：人脸检测2、技术分析人脸检测处理流程如下图所示：获取人脸图像图像转为灰度图获取人脸框xy坐标获取眼镜框xy坐标任务2：人脸验证1、任务描述人脸验证是将上传的两张人脸图像，首先是运用任务1中的人脸检测法得到图片中人脸位置的xy坐标人脸框之后，对人脸框内的人脸进行人脸关键点定位，得到面部关键点所在的x,y坐标，得到面部关键点之后可运用坐标轴变换得到扭正后的人脸，接下来通过运用训练好的深度神经网络将输入的人脸图像转换成一个特征向量表示并进行比较，得到相似度值后判断两张人脸图像是否同一个人。任务2：人脸验证2、技术分析人脸验证处理流程如下图所示：任务3：AI人脸融合技术1、任务描述

AI人脸融合技术是将上传的两张人脸图像，获得人脸的关键坐标，后台运用算法计算合成人脸关键点坐标，再通过三角剖分对两张人脸进行融合处理，生成的新人脸同时具备两张人脸的外貌特征。任务2：人脸验证2、技术分析本任务为指定人脸融合，首先检测到两张人脸图片，获取到人脸的关键点坐标，后台运用算法计算出合成的人脸关键点坐标，再通过三角剖分算法将人脸划分多个三角形，然后返回三角剖分结果，并描点连线绘制出来最终得到两张人脸融合图，生成最终的两张人脸图像的合成图像。AI人脸融合处理流程如下图所示：获取两张人脸图像获取人脸的关键点合成人脸关键点人脸三角剖分人脸合成04项目小结与展望项目小结

在本章中，我们了解了人脸识别的关键技术与原理。如果要从一张图片或一段视频中做人脸识别，首先要在图像中准确标定出人脸的位置和大小。对截图的人脸图像进行预处理之后，再根据人脸五官关键点坐标，计算特征值。将提取的人物图像的特征值与数据库中存储的特征值进行匹配，如果相似度超过预设的阈值，则把匹配得到的结果输出。人脸识别就是将待识别的人脸特征与已得到的人脸特征进行比较，根据相似度对人脸的身份信息进行判断。项目展望

随着人脸识别技术的逐步成熟，靠“脸”生存将不再是幻想。