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人脸识别终端在产品实战中会遇到哪些物理问题?

2020-11-27 11:32:57 广州佩特电子科技有限公司 阅读

佩特科技的双目人脸识别解决方案成熟,利用红外立体成像检测等技术,完成活体检测功能,实现精准的识别判定,识别精度高、速度快,可以给用户带来极致的“刷脸”体验,现已推出人脸识别终端,那么人脸识别终端产品实战中会遇到哪些物理问题呢?


1、光照问题


(1)简介:光照问题是机器视觉重的老问题,在人脸识别中的表现尤为明显。由于人脸的3D结构,光照投射出的阴影,会加强或减弱原有的人脸特征。


(2)解决思路:


①对其进行包括光照强度和方向、人脸反射属性的量化,面部阴影和照度分析等,尝试建立数学模型,以利用这些光照模型,在人脸图像预处理或者归一化阶段尽可能的补偿乃至消除其对识别性能的影响,将固有的人脸属性(反射率属性、3D表面形状属性)和光源、遮挡及高光等非人脸固有属性分离开来。


②基于光照子空间模型的任意光照图像生成算法,用于生成多个不同光照条件的训练样本,然后利用具有良好的学习能力的人脸识别算法,如子空间法,SVM等方法进行识别。


2、人脸姿态问题


(1)简介:与光照问题类似,姿态问题也是目前人脸识别研究中需要解决的一个技术难点。姿态问题涉及头部在三维垂直坐标系中绕三个轴的旋转造成的面部变化,其中垂直于图像平面的两个方向的深度旋转会造成面部信息的部分缺失。针对姿态的研究相对比较的少,目前多数的人脸识别算法主要针列正面、准正而人脸图像,当发生俯仰或者左右侧而比较厉害的情况下,人脸识别算法的识别率也将会急剧下降。面部幅度较大的哭、笑、愤怒等表情变化同样影像着面部识别的准确率。 


(2)解决思路:


①第一种思路:是学习并记忆多种姿态特征,这对于多姿态人脸数据可以容易获取的情况比较实用,其优点是算法与正面人脸识别统一,不需要额外的技术支持,其缺点是存储需求大,姿态泛化能力不能确定,不能用于基于单张照片的人脸识别算法中等。


②第二种思路:是基于单张视图生成多角度视图,可以在只能获取用户单张照片的情况下合成该用户的多个学习样本,可以解决训练样本较少的情况下的多姿态人脸识别问题,从而改善识别性能。


③第三种思路:是基于姿态不变特征的方法,即寻求那些不随姿态的变化而变化的特征。中科院计算所的思路是采用基于统计的视觉模型,将输入姿态图像校正为正面图像,从而可以在统一的姿态空间内作特征的提取和匹配。 


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3、遮挡问题


对于非配合情况下的人脸图像采集,遮挡问题是一个非常严重的问题。特别是在监控环境下,往往彼监控对象都会带着眼镜,帽子等饰物,使得被采集出来的人脸图像有可能不完整,从而影响了后面的特征提取与识别,甚至会导致人脸检测算法的失效。


4、年龄变化


随着年龄的变化,面部外观也在变化,特别是对于青少年,这种变化更加的明显。对于不同的年龄段,人脸识别算法的识别率也不同。一个人从少年变成青年,变成老年,他的容貌可能会发生比较大的变化,从而导致识别率的下降。对于不同的年龄段,人脸识别算法的识别率也不同。


5、人脸相似性


不同个体之间的区别不大,所有的人脸的结构都相似,甚至人脸器官的结构外形都很相似。这样的特点对于利用人脸进行定位是有利的,但是对于利用人脸区分人类个体是不利的


6、图像质量


人脸图像的来源可能多种多样,由于采集设备的不同,得到的人脸图像质量也不一样,特别是对于那些低分辨率、噪声大、质量差的人脸图像(如手机摄像头拍摄的人脸图片、远程监控拍摄的图片等)如何进行有效地人脸识别是个需要关注的问题。同样的,对于高分辨图像对人脸识别算法的影响也需要进一步的研究。


7、样本缺乏


基于统计学习的人脸识别算法是目前人脸识别领域中的主流算法,但是统计学习方法需要大量的训练。由于人脸图像在高维空间中的分布是一个不规则的流形分布,能得到的样本只是对人脸图像空间中的一个极小部分的采样,如何解决小样本下的统计学习问题有待进一步的研究。


8、海量数据


传统人脸识别方法如PCA、LDA等在小规模数据中可以很容易进行训练学习。但是对于海量数据,这些方法其训练过程难以进行,甚至有可能崩溃。


9、大规模人脸识别


随着人脸数据库规模的增长,人脸算法的性能将呈现下降


10、动态识别


非配合性人脸识别的情况下,运动导致面部图像模糊或摄像头对焦不正确都会严重影响面部识别的成功率。在地铁、高速公路卡口、车站卡口、超市反扒、边检等安保和监控识别的使用中,这种困难明显突出;


11、人脸防伪


伪造人脸图像进行识别的主流欺骗手段是建立一个三维模型,或者是一些表情的嫁接。随着人脸防伪技术的完善、3D面部识别技术、摄像头等智能计算视觉技术的引入,伪造面部图像进行识别的成功率会大大降低。


12、丢帧和丢脸问题


需要的网络识别和系统的计算机识别可能会造成视频的丢帧和丢脸现象,特别是监控人流量大的区域,由于网络传输的带宽问题和计算能力问题,常常引起丢帧和丢脸问题。


13、摄像机的头像问题


摄像机很多技术参数影响视频图像的质量,这些因素有感光器(CCD、CMOS)、感光器的大小、DSP的处理速度、内置图像处理芯片和镜头等,同时摄像机内置的一些设置参数也将影响质量,如曝光时间、光圈、动态白平衡等参数。

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