人脸识别技术研究

人工智能及识别技术本栏目责任编辑：唐一东第5卷第20期(2009年7月)人脸识别技术研究

张彩甜1,2

（1.北京理工大学电子工程系，北京100081；2.河南经贸职业学院电子工程系，河南郑州450053）

摘要：人脸识别技术(FRT)是近年来模式识别、图像处理以及计算机视觉等领域的热点研究课题之一。文中重点对现有的人脸检测与识别方法进行研究，并提出了以后的研究的重点和方向。由于人脸图像的特殊性，人脸识别问题也是模式识别领域一个相当困难的问题，要使这一技术趋于成熟还有许多工作需要做。

关键词：人脸识别；人脸检测；弹性图匹配；特征脸；隐马尔可夫模型

中图分类号：TP18文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2009)20-5513-02

Research on Face Recognition Technology

ZHANG Cai-tian 1,2

(1.Department of EE,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China;2.Henan Economy and Trade Vocational College,Henan Zhengzhou 450053,China)

Abstract:Face Recognition Technology is one of the research focuses on pattern recognition 、imagery processing and Computer vision subject in recent years.This paper emphasis the research on the existing face detection and face recognition.Then the point and the devel -opment of the research are given.For the particularity of the face image ，face recognition is also a very dificult problem in the field of pat -tern recognition ．To make the technology tend to maturity ，there is still much work left to do.

Key words:face recognition;face detection;elastic graph matching;eigenface;hidden markov model

人脸识别是采用机器对人脸图像进行分析处理，从而提取出有效的识别信息，达到身份辨认的目的。人脸识别技术涉及到图像处理、模式识别、计算机视觉、神经网络等的学科，还与人脑的认识科学紧密相关，多年来一直是一个研究热点。人脸识别技术当前应用十分广泛，在身份证识别、可视电话、档案管理、信用卡、视频video 图像的实时匹配等方面具有重要的应用价值。

1人脸识别系统概述

人脸识别的研究始于20世纪60年代末Bledsoe 提出了半自动人脸识别系统模型。早期人脸识别研究主要有两大方向：一是提取人脸几何特征的方法，包括人脸部件归一化的点间距离和比率以及人脸的一些特征点，如眼角、嘴角、鼻尖等部位所构成的二维拓扑结构；二是模板匹配的方法，主要是利用计算模板和图像灰度的自相关性来实现识别功能。目前已经出现了很多著名的人脸识别方法，例如BioID 公司的人脸识别系统等，并已投入应用。

一个广义的完整的人脸识别系统包括：第一，从任意的图片或视频中决定是否有人脸，如果有，确定其位置和尺寸，这个任务就是人脸检测；第二，从人脸面部图像进行正确识别。因此，人脸识别系统主要包括两个技术环节：首先是人脸检测和定位，然后是归一化的人脸图像进行特征提取与识别。

2常用的人脸检测方法

根据对人脸检测算法发展和现状的研究，人脸检测算法可分为：基于几何特征的方法、基于肤色模型的方法、基于统计理论的方法。

2.1基于几何特征的人脸检测方法

所谓的人脸的几何特征指的是人类面部器官在几何上体现的特征，主要包括基于先验知识的方法、基于特征不变性的方法和基于模板的方法。

基于先验知识的方法：是将人脸面部器官之间的关系编码准则化的人脸检测方法。该方法是一种自定而下的方法，依据人脸面部器官的对称性、灰度差异等先验知识，制定出一系列的准则。当图像中的待测区域符合准则，则被检测为人脸。

基于特征不变性的方法：该方法着眼于检测面部的一些不变的特征，如眼睛、鼻子、嘴巴等。该方法是自底而上的，先利用各种手段寻找上述的不变特征，然后综合找到的这些不变特征来确定待检测区域是否是人脸。

基于模板的方法；该方法可分为两类：预定模板和变形模板。预定模板方法首先制定出标准的模板，然后计算检测区域和模板的相关值，当相关值符合制定的准则就判断检测区域为人脸。变形模板首先制定出模板参数，然后根据检测区域的数据对参数进行修改直至收敛，以达到检测出人脸面部器官位置的目的。

2.2基于肤色模型的方法

肤色是人脸的重要信息，肤色特征在人脸检测中是最常用的一种特征。肤色特征主要由肤色模型描述。常用的肤色模型有高斯模型、混合高斯模型和直方图模型。除此之外还有直接利用几何参数描述肤色区域分布范围的模型、三维投影模型、基于神经网的肤色模型等。

收稿日期：2009-03-13

作者简介：张彩甜（1981-），女，河南郑州人，助教，在读研究生，主要研究方向为信号与信息处理等。

ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology

电脑知识与技术Vol.5,No.20,July 2009,pp.5513-5514E-mail:eduf@ Tel:+86-551-569096356909645513