影響人臉識(shí)別的因素

　　人臉識(shí)別，是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)，通常也叫做人像識(shí)別、面部識(shí)別。盡管已有30多年的研發(fā)歷史目前，但人臉識(shí)別產(chǎn)品仍然受光照、視角、遮擋、年齡等多方面因素的影響。

　　1.光照問題

　　光照變化是影響人臉識(shí)別性能的最關(guān)鍵因素，對(duì)該問題的解決程度關(guān)系著人臉識(shí)別實(shí)用化進(jìn)程的成敗。由于人臉的3D結(jié)構(gòu)，光照投射出的陰影，會(huì)加強(qiáng)或減弱原有的人臉特征。尤其是在夜晚，由于光線不足造成的面部陰影會(huì)導(dǎo)致識(shí)別率的急劇下降，使得系統(tǒng)難以滿足實(shí)用要求。

　　同時(shí)，理論和實(shí)驗(yàn)還證明同一個(gè)體因光照不同引起的差異，大于同一光照下不同個(gè)體之間的差異。光照問題是機(jī)器視覺中的老問題，在人臉識(shí)別中的表現(xiàn)尤為明顯。解決光照問題的方案有三維圖像人臉識(shí)別和熱成像人臉識(shí)別。但這兩種技術(shù)還遠(yuǎn)不成熟，識(shí)別效果不盡人意。

　　2.姿態(tài)問題

　　人臉識(shí)別主要依據(jù)人的面部表象特征來進(jìn)行，如何識(shí)別由姿態(tài)引起的面部變化就成了該技術(shù)的難點(diǎn)之一。姿態(tài)問題涉及頭部在三維垂直坐標(biāo)系中繞三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)造成的面部變化，其中垂直于圖像平面的兩個(gè)方向的深度旋轉(zhuǎn)會(huì)造成面部信息的部分缺失。使得姿態(tài)問題成為人臉識(shí)別的一個(gè)技術(shù)難題。

　　針對(duì)姿態(tài)的研究相對(duì)比較的少，目前多數(shù)的人臉識(shí)別算法主要針列正面、準(zhǔn)正面人臉圖像，當(dāng)發(fā)生俯仰或者左右側(cè)而比較厲害的情況下，人臉識(shí)別算法的識(shí)別率也將會(huì)急劇下降。

　　3.表情問題

　　面部幅度較大的哭、笑、憤怒等表情變化同樣影像著面部識(shí)別的準(zhǔn)確率。現(xiàn)有的技術(shù)對(duì)這些方面處理得還不錯(cuò)，論是張嘴還是做一些夸張的表情，計(jì)算機(jī)都可以通過三維建模和姿態(tài)表情校正的方法把它糾正出來。

　　比如上面這張圖片里，上排是原始的圖像，下排是通過圖像處理（把表情進(jìn)行校正）之后的圖片——嘴巴合上了，姿態(tài)轉(zhuǎn)成了正面。從人的視覺上看上去可能會(huì)覺得人臉變得比較怪異，但是計(jì)算機(jī)主要是通過面部區(qū)域進(jìn)行識(shí)別的，所以校正后的識(shí)別率會(huì)得到非常明顯的提升

　　4.遮擋問題

　　對(duì)于非配合情況下的人臉圖像采集，遮擋問題是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題。特別是在監(jiān)控環(huán)境下，往往被監(jiān)控對(duì)象都會(huì)帶著眼鏡、帽子等飾物，使得被采集出來的人臉圖像有可能不完整，從而影響了后面的特征提取與識(shí)別，甚至?xí)?dǎo)致人臉檢測(cè)算法的失效。

　　5.年齡變化

　　隨著年齡的變化，一個(gè)人從少年變成青年，變成老年，他的容貌可能會(huì)發(fā)生比較大的變化，從而導(dǎo)致識(shí)別率的下降。對(duì)于不同的年齡段，人臉識(shí)別算法的識(shí)別率也不同。這個(gè)問題最直接的例子就是身份證照片的識(shí)別，在我國身份證的有效期一般都是20年，這20年間每個(gè)人的容貌必然會(huì)發(fā)生相當(dāng)大的變化，所有在識(shí)別上也同樣存在很大的問題。