三維人臉識(shí)別技術(shù)的研究和發(fā)展

馬倩

摘要：現(xiàn)階段伴隨著生理學(xué)以及計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，人臉識(shí)別這一全新技術(shù)得以問世。作為在諸多領(lǐng)域均存在著應(yīng)用價(jià)值的高新技術(shù)，三維人臉識(shí)別技術(shù)在各領(lǐng)域的安保工作以及數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)工作中均存在著較高的應(yīng)用空間，因此該技術(shù)領(lǐng)域的研究以及發(fā)展就成為了三維人臉識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)建研究的重點(diǎn)內(nèi)容。且我國(guó)各領(lǐng)域之中，對(duì)于人臉識(shí)別技術(shù)的需求空間依舊較為廣闊，因此對(duì)于該技術(shù)的實(shí)際革新工作在未來一段時(shí)間內(nèi)都將成為該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展方向?，F(xiàn)就筆者觀點(diǎn)，淺析在我國(guó)該技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況以及研究發(fā)展。

關(guān)鍵詞：三維人臉識(shí)別技術(shù)；研究發(fā)展；應(yīng)用價(jià)值

中圖分類號(hào)：TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）06-0247-01

近年來，伴隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度的不斷加快以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷深入，在城市中的流動(dòng)人口數(shù)量正呈現(xiàn)著不斷提升的趨勢(shì)。在這一環(huán)境中，車站、機(jī)場(chǎng)以及大型商場(chǎng)、光場(chǎng)以及居民區(qū)等人口流動(dòng)較為密集的區(qū)域，往往伴隨著安全隱患的存在。人口基數(shù)的提升也間接導(dǎo)致了犯罪分子潛藏的深入程度，隱藏的公共安全問題也隨之浮出水面。在這一環(huán)境下，三維人臉識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用前景便得以體現(xiàn)。該技術(shù)領(lǐng)域突破了傳統(tǒng)意義上的身份識(shí)別工作，為人口密集區(qū)域的安全防護(hù)工作提供了較大便利性的同時(shí)也直接減少了身份識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間以及運(yùn)作成本。傳統(tǒng)的人臉識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)作是基于二維識(shí)別技術(shù)而營(yíng)運(yùn)的，實(shí)際識(shí)別效果由于受到了外界環(huán)境的影響，在實(shí)際識(shí)別工作中往往容錯(cuò)率較低，且識(shí)別的成功率也不高。其本質(zhì)原因在于三維物體在二維投影下存在著較強(qiáng)的失真，這就促使了三維基礎(chǔ)的人臉識(shí)別技術(shù)成功誕生。本文重點(diǎn)研究了三維人臉識(shí)別技術(shù)在安防領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，討論了其發(fā)展和研究的實(shí)際內(nèi)容。

1 三維人臉識(shí)別技術(shù)概念性分析

不同于其他類型的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)及生物學(xué)相關(guān)技術(shù)，三維人臉識(shí)別技術(shù)在我國(guó)乃至于世界中的發(fā)展都不具備較為長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展歷史?，F(xiàn)今公眾對(duì)于該技術(shù)的實(shí)際認(rèn)知依舊停留在電影或電視劇中一些特定情節(jié)或場(chǎng)景中的使用。在我國(guó)人臉識(shí)別技術(shù)的發(fā)展實(shí)際上具有著很早的歷史，追溯至古代官府門口以及大街小巷中張貼的懸賞通告便是人臉識(shí)別技術(shù)在我國(guó)發(fā)展最早的雛形。當(dāng)然，本文中所涉及的三維人臉識(shí)別技術(shù)與傳統(tǒng)的人臉識(shí)別技術(shù)并不相同，現(xiàn)今發(fā)展的三維人臉識(shí)別技術(shù)是各領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)發(fā)展的綜合體現(xiàn)，也是真正意義上的高科技領(lǐng)域技術(shù)。

由于生理學(xué)與計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)在這一技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了有機(jī)融合，因而三維人臉識(shí)別技術(shù)在實(shí)際發(fā)展中便具有著較高的兼容性。該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是指通過計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)對(duì)于人臉部的生理特征進(jìn)行數(shù)字化記錄，首先對(duì)人臉進(jìn)行視頻型的采集工作，從中獲取人臉在實(shí)際視頻捕捉過程中所呈現(xiàn)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；然后通過計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能來完成對(duì)人臉圖像的基本特征確定，并在實(shí)際捕捉后通過將人臉數(shù)據(jù)特征與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比最終確認(rèn)人臉身份。

2 人臉識(shí)別系統(tǒng)的生理性技術(shù)難點(diǎn)

人臉識(shí)別技術(shù)具有著較為廣泛的應(yīng)用空間，且就其實(shí)際發(fā)展來看相對(duì)于傳統(tǒng)的人臉識(shí)別科學(xué)技術(shù)具有著更為良好的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用空間，但就其技術(shù)依據(jù)來看這一技術(shù)的徹底實(shí)現(xiàn)并不容易，且具有著較大的技術(shù)難度。其中最為困難的就是對(duì)人臉的識(shí)別，由于影響人臉識(shí)別的因素有很多，無(wú)論是周邊的環(huán)境因素諸如光照陰影、天氣狀況、能見度以及人體自身的特點(diǎn)諸如性別、年齡均對(duì)人臉的實(shí)際識(shí)別存在著較大的影響。

如圖1所示構(gòu)架其龐大的人體特征數(shù)據(jù)庫(kù)，并保證實(shí)際識(shí)別工作的準(zhǔn)確性就存在著較大的技術(shù)需求。

首先，各個(gè)不同個(gè)體之間區(qū)別并不大，人臉的器官構(gòu)成也都具有著同一的模式。這就使得所有人的人臉構(gòu)成都較為相似，僅在器官比例以及結(jié)構(gòu)外形上具有著較為細(xì)小的差異性。這樣的特點(diǎn)構(gòu)成對(duì)人臉定位具有著較大的便利性，但想要在各個(gè)構(gòu)成之間完成對(duì)于人臉的具體識(shí)別就存在著較高的實(shí)際難度。

其次，人臉的外形具有著較高的變動(dòng)因素，由于個(gè)人之間心情及周邊環(huán)境刺激的不同，人體的情緒因素以及自然反應(yīng)也直接導(dǎo)致了人體表情的相應(yīng)變化。在不同角度乃至于不同表情之下對(duì)同一人臉進(jìn)行識(shí)別能夠得到完全不同的結(jié)果，同時(shí)不同人在面部遮蓋物上也存在著不同的影響，諸如胡須、眼鏡、口罩以及年齡因素同樣對(duì)人臉識(shí)別的技術(shù)提出著較高的需求。

上述兩種影響因素分別被稱為類間變化和類內(nèi)變化。其中，第一類變化需要被消除，第二類變化則需要受到技術(shù)重視，以保證同一個(gè)體中相應(yīng)變化浮動(dòng)得到相應(yīng)保證。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今，人臉識(shí)別技術(shù)的使用在公安刑偵部門中已經(jīng)十分普遍，然而這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際使用依舊存在著較多的限制，科學(xué)性以及交互性均在不斷增強(qiáng)。這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際問世時(shí)間依舊較短，實(shí)際應(yīng)用也并不成熟。因此，就三維人臉識(shí)別技術(shù)的實(shí)際研究發(fā)展來看，在各領(lǐng)域內(nèi)依舊存在著較大的研究?jī)r(jià)值。相應(yīng)研究人員在面對(duì)該技術(shù)的實(shí)際需求時(shí)，還需要針對(duì)實(shí)際環(huán)境中對(duì)于該技術(shù)項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用空間進(jìn)行實(shí)際革新，并最終就該技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)研究與革新，以應(yīng)對(duì)未來我國(guó)在各領(lǐng)域、各情況下對(duì)于該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用需求。

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