一種基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人臉識(shí)別技術(shù)是基于人的臉部特征，對(duì)輸入的人臉圖像或者視頻流進(jìn)行判斷。首先判斷是否存在人臉，如果存在，則進(jìn)一步給出人臉?biāo)诘奈恢?，大小。并根?jù)這些信息進(jìn)一步提取出人臉的特征信息，最后將其與已知的人臉對(duì)比，從而識(shí)別每個(gè)人臉的身份。
[0003]人臉識(shí)別技術(shù)的研究始于20世紀(jì)60年代，80年代后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的進(jìn)步得到快速發(fā)展，90年代后期一些商業(yè)性的人臉識(shí)別系統(tǒng)逐漸進(jìn)入市場(chǎng)。近年來(lái)，社會(huì)安全信息備受關(guān)注，信息檢索，視頻監(jiān)控，移動(dòng)支付以及各種娛樂(lè)應(yīng)用等的飛速發(fā)展進(jìn)一步推動(dòng)了人臉識(shí)別技術(shù)的需求。現(xiàn)有的人臉識(shí)別系統(tǒng)大多在用戶配合，采集條件比較理想的情況下可以取得令人滿意的結(jié)果。但是，如果用戶不配合，采集條件不理想(如光照不均勻，陰陽(yáng)臉，分辨率低等)，有各種遮擋的情況下，識(shí)別率將大大降低。在技術(shù)上主要有以下不足。
[0004]缺陷和不足:
[0005]1:光照變化問(wèn)題
[0006]識(shí)別率容易受到光照的影響，如強(qiáng)光下，昏暗的環(huán)境下，陰陽(yáng)臉等
[0007]2:遮擋問(wèn)題
[0008]—般意義的人臉上，可能存在眼鏡，胡須，配飾等，這些對(duì)識(shí)別有很大的影響。
[0009]3:特征提取方法
[0010]特征提取準(zhǔn)確與否直接決定著識(shí)別精度，傳統(tǒng)的特征提取方法需要人為選擇，并且不斷嘗試適合的特征提取算法。采用深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行特征提取，可以避免人為干涉，通過(guò)機(jī)器的自身學(xué)習(xí)尋找最優(yōu)特征。但其也存在海量樣本庫(kù)，訓(xùn)練周期長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備配置要求高等缺點(diǎn)。
[0011]4:計(jì)算量大，速度慢
[0012]通常情況下，最后的識(shí)別步驟都是提取當(dāng)前測(cè)試樣本的特征，與已知樣本的特征作比對(duì)，得到一個(gè)相似度，取相似度最高的樣本作為測(cè)試結(jié)果。但通常情況下，這些特征的維度都非常高，計(jì)算量非常大，影響了實(shí)時(shí)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法及系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法，包括如下步驟:
[0015]步驟1、從整張圖像中獲取人臉圖像；
[0016]步驟2、定位出人臉圖像中的人臉特征點(diǎn)；
[0017]步驟3、通過(guò)人臉特征點(diǎn)進(jìn)行人臉對(duì)齊處理，得到處理圖片；
[0018]步驟4、從得到的處理圖片獲取人臉特征信息；
[0019]步驟5、將人臉特征信息進(jìn)行比對(duì)，從人臉庫(kù)中得到相似的人臉結(jié)果。
[0020]進(jìn)一步地，所述步驟I進(jìn)一步具體為:將整張圖像進(jìn)行人臉檢測(cè)，若存在人臉，則裁剪人臉，對(duì)裁剪后的人臉進(jìn)行直方圖規(guī)定化操作，獲取人臉圖像；否則結(jié)束。
[0021]進(jìn)一步地，所述步驟2進(jìn)一步具體為:通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的深度學(xué)習(xí)模型定位人臉圖像中的人臉特征點(diǎn)。
[0022]進(jìn)一步地，所述步驟3進(jìn)一步具體為:利用人臉特征點(diǎn)，將不同姿態(tài)的人臉按照兩眼位置對(duì)齊在同一水平線上的約束，將人臉校正到同一標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)，得到對(duì)齊后的處理圖片。
[0023]進(jìn)一步地，所述步驟4進(jìn)一步具體為:將得到的處理圖片通過(guò)級(jí)聯(lián)PCA方法來(lái)提取特征信息，之后將該特征信息進(jìn)行白化主成分分析降維處理，得到降維后緊湊的人臉特征
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[0024]進(jìn)一步地，所述步驟5進(jìn)一步具體為:
[0025]將人臉庫(kù)劃分成N個(gè)子庫(kù)，對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的人臉圖像進(jìn)行訓(xùn)練，得到人臉訓(xùn)練特征信息；輸入待識(shí)別的人臉特征信息，并將其與每個(gè)子庫(kù)中的每個(gè)人物的人臉平均特征信息一一比較，取每個(gè)子庫(kù)中前M個(gè)匹配的人物出來(lái)，最后從取出結(jié)果中再取出前K個(gè)匹配人物，該K個(gè)人物為識(shí)別人臉結(jié)果的前K個(gè)候選人。
[0026]進(jìn)一步地，所述對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的人臉圖像進(jìn)行訓(xùn)練進(jìn)一步具體為:若每個(gè)子庫(kù)中有M個(gè)人物，每個(gè)人物有F張訓(xùn)練樣本圖像，首先對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的每個(gè)人物的每張訓(xùn)練樣本圖像進(jìn)行定位，得到人臉圖像中的人臉特征點(diǎn)；通過(guò)人臉特征點(diǎn)進(jìn)行人臉對(duì)齊處理，得到處理圖片；將得到的處理圖片通過(guò)級(jí)聯(lián)PCA方法來(lái)提取特征信息，之后將該特征信息進(jìn)行白化主成分分析降維處理，并對(duì)每個(gè)人物的F張降維后的信息求平均，得到人臉平均特征信息。
[0027]本發(fā)明之二是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別系統(tǒng)，包括如下模塊:
[0028]獲取圖像模塊，從整張圖像中獲取人臉圖像；
[0029]定位特征點(diǎn)模塊，定位出人臉圖像中的人臉特征點(diǎn)；
[0030]人臉對(duì)齊模塊，通過(guò)人臉特征點(diǎn)進(jìn)行人臉對(duì)齊處理，得到處理圖片；
[0031]特征信息提取模塊，從得到的處理圖片獲取人臉特征信息；
[0032]比較識(shí)別模塊，將人臉特征信息進(jìn)行比對(duì)，從人臉庫(kù)中得到相似的人臉結(jié)果。
[0033]進(jìn)一步地，所述獲取圖像模塊進(jìn)一步具體為:將整張圖像進(jìn)行人臉檢測(cè)，若存在人臉，則裁剪人臉，對(duì)裁剪后的人臉進(jìn)行直方圖規(guī)定化操作，獲取人臉圖像；否則結(jié)束。
[0034]進(jìn)一步地，所述定位特征點(diǎn)模塊進(jìn)一步具體為:通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的深度學(xué)習(xí)模型定位人臉圖像中的人臉特征點(diǎn)。
[0035]進(jìn)一步地，所述人臉對(duì)齊模塊塊進(jìn)一步具體為:利用人臉特征點(diǎn)，將不同姿態(tài)的人臉按照兩眼位置對(duì)齊在同一水平線上的約束，將人臉校正到同一標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)，得到對(duì)齊后的處理圖片。
[0036]進(jìn)一步地，所述特征信息提取模塊進(jìn)一步具體為:將得到的處理圖片通過(guò)級(jí)聯(lián)PCA方法來(lái)提取特征信息，之后將該特征信息進(jìn)行白化主成分分析降維處理，得到降維后緊湊的人臉特征信息。
[0037]進(jìn)一步地，所述比較識(shí)別模塊進(jìn)一步具體為:
[0038]將人臉庫(kù)劃分成N個(gè)子庫(kù)，對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的人臉圖像進(jìn)行訓(xùn)練，得到人臉訓(xùn)練特征信息；輸入待識(shí)別的人臉特征信息，并將其與每個(gè)子庫(kù)中的每個(gè)人物的人臉平均特征信息一一比較，取每個(gè)子庫(kù)中前M個(gè)匹配的人物出來(lái)，最后從取出結(jié)果中再取出前K個(gè)匹配人物，該K個(gè)人物為識(shí)別人臉結(jié)果的前K個(gè)候選人。
[0039]進(jìn)一步地，所述對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的人臉圖像進(jìn)行訓(xùn)練進(jìn)一步具體為:若每個(gè)子庫(kù)中有M個(gè)人物，每個(gè)人物有F張訓(xùn)練樣本圖像，首先對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的每個(gè)人物的每張訓(xùn)練樣本圖像進(jìn)行定位，得到人臉圖像中的人臉特征點(diǎn)；通過(guò)人臉特征點(diǎn)進(jìn)行人臉對(duì)齊處理，得到處理圖片；將得到的處理圖片通過(guò)級(jí)聯(lián)PCA方法來(lái)提取特征信息，之后將該特征信息進(jìn)行白化主成分分析降維處理，并對(duì)每個(gè)人物的F張降維后的信息求平均，得到人臉平均特征信息。
[0040]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):一種基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法及系統(tǒng)，可以對(duì)大規(guī)模的人臉庫(kù)進(jìn)行搜索(目前大概為3000個(gè)類別)，采用并行化處理，速度快，精度高；可以對(duì)視頻或者圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)，關(guān)鍵特征點(diǎn)定位，人臉識(shí)別，對(duì)視頻中檢測(cè)出的人臉進(jìn)行觸摸點(diǎn)擊可進(jìn)行人臉識(shí)別，篩選出與庫(kù)中登記的人匹配度最高的前k個(gè)候選人。
【附圖說(shuō)明】
[0041]下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0042]圖1為本發(fā)明方法執(zhí)行流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]如圖1所示，本發(fā)明基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別方法，包括如下步驟:
[0044]步驟1、將整張圖像進(jìn)行人臉檢測(cè)，若存在人臉，則裁剪人臉，對(duì)裁剪后的人臉進(jìn)行直方圖規(guī)定化操作，獲取人臉圖像；否則結(jié)束；
[0045]步驟2、通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的深度學(xué)習(xí)模型定位人臉圖像中的人臉特征點(diǎn)；
[0046]步驟3、利用人臉特征點(diǎn)，將不同姿態(tài)的人臉按照兩眼位置對(duì)齊在同一水平線上的約束，將人臉校正到同一標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)，得到對(duì)齊后的處理圖片；
[0047]步驟4、將得到的處理圖片通過(guò)級(jí)聯(lián)PCA方法來(lái)提取特征信息，之后將該特征信息進(jìn)行白化主成分分析降維處理，得到降維后緊湊的人臉特征信息；
[0048]步驟5、將人臉庫(kù)劃分成N個(gè)子庫(kù)，對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的人臉圖像進(jìn)行訓(xùn)練，得到人臉訓(xùn)練特征信息；輸入待識(shí)別的人臉特征信息，并將其與每個(gè)子庫(kù)中的每個(gè)人物的人臉平均特征信息一一比較，取每個(gè)子庫(kù)中前M個(gè)匹配的人物出來(lái)，最后從取出結(jié)果中再取出前K個(gè)匹配人物，該K個(gè)人物為識(shí)別人臉結(jié)果的前K個(gè)候選人；所述對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的人臉圖像進(jìn)行訓(xùn)練進(jìn)一步具體為:若每個(gè)子庫(kù)中有M個(gè)人物，每個(gè)人物有F張訓(xùn)練樣本圖像，首先對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的每個(gè)人物的每張訓(xùn)練樣本圖像進(jìn)行定位，得到人臉圖像中的人臉特征點(diǎn)；通過(guò)人臉特征點(diǎn)進(jìn)行人臉對(duì)齊處理，得到處理圖片；將得到的處理圖片通過(guò)級(jí)聯(lián)PCA方法來(lái)提取特征信息，之后將該特征信息進(jìn)行白化主成分分析降維處理，并對(duì)每個(gè)人物的F張降維后的信息求平均，得到人臉平均特征信息。
[0049]本發(fā)明基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)人臉識(shí)別系統(tǒng)，包括如下模塊:
[0050]獲取圖像模塊，將整張圖像進(jìn)行人臉檢測(cè)，若存在人臉，則裁剪人臉，對(duì)裁剪后的人臉進(jìn)行直方圖規(guī)定化操作，獲取人臉圖像；否則結(jié)束；
[0051 ] 定位特征點(diǎn)模塊，通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的深度學(xué)習(xí)模型定位人臉圖像中的人臉特征點(diǎn)；
[0052]人臉對(duì)齊模塊，利用人臉特征點(diǎn)，將不同姿態(tài)的人臉按照兩眼位置對(duì)齊在同一水平線上的約束，將人臉校正到同一標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)，得到對(duì)齊后的處理圖片；
[0053]特征信息提取模塊，將得到的處理圖片通過(guò)級(jí)聯(lián)PCA方法來(lái)提取特征信息，之后將該特征信息進(jìn)行白化主成分分析降維處理，得到降維后緊湊的人臉特征信息；
[0054]比較識(shí)別模塊，將人臉庫(kù)劃分成N個(gè)子庫(kù)，對(duì)每個(gè)子庫(kù)中的人臉圖像進(jìn)行訓(xùn)練，得到人臉訓(xùn)練特