基于AI人工智能环境下的人脸识别技术的探究

基于 AI人工智能环境下的 人脸识别技术的探究

李学海 1 杨景丽 2 李雅妮 3

1 甘肃省白银市第一中学 730900 2 甘肃省靖远师范学校 730900 3 西北农林科技大学 712100

人脸识别技术是指利用分析比较的计算机技术识别人脸，人脸识别是一项热门的计算机技术研究领域，其中包括人脸追踪侦测，自动调整影像放大，夜间红外侦测，自动调整曝光强度等技术。人脸识别技术属于生物特征识别技术，是对生物体本身的生物特征来区分生物体个体。

一、人脸识别与人工智能

人工智能是表示获得知识并使用知识的科学，是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能，人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

人工智能主要指技术行业，是一整个AI大环境、大平台，人脸识别属于人工智能的一部分。人脸识别有广泛的应用，如手机面部解锁、火车站进站检票、超市扫脸付款等。人工智能在人脸识别这方面的应用也会越来越成熟，人脸智能识别技术也会更好地服务于各行各业。

二、人脸识别技术的特征

人脸识别技术是基于人的脸部特征，对输入的人脸图像或者视频流，首先判断其是否存在人脸 , 如果存在人脸，则进一步的给出每个脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息。并依据这些信息，进一步提取每个人脸中所蕴涵的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比，从而识别每个人脸的身份。

人脸识别是通过人脸进行身份确认或者身份查找的技术或系统。人脸识别实际包括构建人脸识别系统的一系列相关技术，包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、身份确认以及身份查找等。生物特征识别技术所研究的生物特征包括脸、指纹、手掌纹、虹膜、视网膜、声音、体形、个人习惯，相应的识别技术就有人脸识别、指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、视网膜识别、语音识别、体形识别、键盘敲击识别、签字识别等。

三、人脸识别技术的组成

1.人脸检测：面貌检测是指在动态的场景与复杂的背景中判断是否存在面像，并分离出这种面像。（1）参考模板法：首先设计一个或数个标准人脸的模板，然后计算测试采集的样品与标准模板之间的匹配程度，来判断是否存在人脸。（2）人脸规则法：由于人脸具有一定的结构分布特征，所谓人脸规则的方法即提取这些特征生成相应的规则以判断测试样品是否包含人脸。（3）样品学习法：采用模式识别人工神经网络的方法，通过对面像样品集和非面像样品集的学习产生分类器。（4）肤色模型法：是依据面貌肤色在色彩空间中分布相对集中的规律来进行检测。（5）特征子脸法：是将所有面像集合视为一个面像子空间，并基于检测样品与其在子空间的投影之间的距离判断是否存在面像。

2.人脸跟踪：是指对被检测到的面貌进行动态目标跟踪。具体采用基于模型的方法或基于运动与模型相结合的方法，利用肤色模型跟踪也是有效的手段。

3.人脸比对：面貌比对是对被检测到的面貌像进行身份确认或在面像库中进行目标搜索。将采样到的面像与库存的面像依次进行比对，并找出最佳的匹配对象，面像的描述决定了面像识别的具体方法与性能。（1）特征向量法：是先确定眼虹膜、鼻翼、嘴角等面像五官轮廓的大小、位置、距离等属性，然后再计算出它们的几何特征量，而这些特征量形成一描述该面像的特征向量。（2）面纹模板法：是在库中存贮若干标准面像模板或面像器官模板，在进行比对时，将采样面像所有像素与库中所有模板采用归一化相关量度量进行匹配。

四、人脸识别技术的优势

（1）非接触：人脸图像的采集不同于指纹、掌纹需要接触指掌纹专用采集设备，指掌纹的采集除了对设备有一定的磨损外，也不卫生，而人脸图像采集的设备是摄像头，无须接触。（2）非侵扰：人脸照片的采集可使用摄像头自动拍照，无须工作人员干预，也无须被采集者配合，只需以正常状态经过摄像头前即可。（3）友好：人脸是一个人出生之后暴露在外的生物特征，因此它的隐私性并不像指掌纹、虹膜那样强，因此人脸的采集并不像指掌纹采集那样难以让人接受。（4）直观：我们判断一个人是谁，通过看这个人的脸就是最直观的方式，不像指掌纹、虹膜等需要相关领域专家才可以判别。（5）快速：从摄像头监控区域进行人脸的采集是非常快速的，因为它的非干预性和非接触性，让人脸采集的时间大大缩短。（6）简便：人脸采集前端设备——摄像头随处可见，它不是专用设备，因此简单易操作。（7）可扩展性好：采集端完全可以采用现有视频监控系统的摄像设备，后端应用的扩展性决定了人脸识别可以应用在出入控制、黑名单监控、人脸照片搜索等多领域。

五、刷脸支付的特点

刷脸支付是基于人工智能、机器视觉、3D传感、大数据等技术实现的新型支付方式，具备更便捷、更安全、体验好等优势。用户在无需打开手机的情况下，凭借“刷脸”即可完成支付。可以降低商家运营营销成本，提升支付结算效率，节省时间人力。刷脸支付是一种以AI人脸识别为核心的新型支付方式。人脸识别是基于人的相貌特征信息进行身份认证的生物特征识别技术，技术的最大特征是能避免个人信息泄露，并采用非接触的方式进行识别。可以快捷、精准、卫生地进行身份认定;具有不可复制性，即使做了整容手术，该技术也能从几百项脸部特征中找出“原来的你”。

生物识别技术被广泛用于政府、军队、银行、社会福利保障、电子商务、安全防务等领域，多种生物识别方式组合运用将是未来产业的发展方向，依托于物联网与人工智能的快速推进，随着国家科研机构的研发投入、企业对技术的钻研、市场的推广等，人脸识别应用场景会越来越广泛。