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智能人脸识别技术应用
   来源:www.cps.com.cn    点击数:   发布时间:2007年12月28日   

    人脸识别技术(Face Recognition, Facial Recognition)是一种依据人的面部特征,如统计或几何特征来自动进行身份鉴别的一种技术,它综合运用了数字图象/视频处理、模式识别等多种技术。

    人脸识别指对人体脸部的识别,特指脸部眼、鼻、口以及面颊等部位的识别。人脸识别技术又称为面像识别、人像识别、相貌识别、面孔识别、面部识别等。这些叫法的含义有细微的差别,人脸识别一般依据视频中活体人脸进行身份识别,比如门禁等应用;而面像识别、人像识别则强调的是像,以确定人像图片中人物的身份为主,比如照片比对等应用。

    (1)人脸识别技术具有性价比高、经济、可扩展性良好的特点。因为人脸识别技术比其他的人体生物特征识别技术的性能要优越,它不要人的行为的配合能方便有效地核查人的身份,而且只需通用的PC硬件及相关软件,因而经济、性价比高;由于其直观、准确,且应用更为广泛,因此具有良好的可扩展性能。

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人像比对系统架构图

    由于人脸检测技术是人脸识别系统的基础,因此下面将重点对人脸检测技术的实现展开论述。在此使用的是广义的“人脸检测”概念,包括了图像预处理、人脸粗检、人脸细检、归一化(统一图像规格)、光照补偿(以改善图像质量)等过程。对于智能数字监控系统而言,与人脸检测技术的结合可以实现如下目的:

    1)利用人脸检测技术从原始视频流中检测并分离出人脸图像加以保存,可以获得无损的清晰人脸照片,同时为事后通过人脸照片检索视频奠定基础;

    2)针对人脸区域进行光照补偿,改善图像关注区域的视觉效果;

    3)人脸检测结果可作为音视频压缩卡编码状态转换的触发信号,可有效改善编码质量、提升编码效率。

    对于PC型数字监控系统而言,其音视频采集、编码过程一般由音视频压缩卡上板载的DSP(数字信号处理器)完成;应用系统则一般运行于操作系统平台之上,完成录像(存储)、视频预览及回放、视频传输、系统配置等任务。在PC型数字监控系统上要实现人脸检测功能有三种途径:

    1)在音视频压缩卡板载的DSP上完成人脸检测。这种实现方式的优点是无需通过PCI总线传输未经编码的原始视频流到监控主机,减轻了对PCI总线的传输压力;其缺点则是对DSP的音视频编码过程造成一定的性能下降,对于负荷饱和的DSP而言,需要减少音视频编码的路数(如四路变为两路)以完成人脸检测。

    2)基于监控主机的CPU完成人脸检测。这种实现方式的优点是不影响音视频压缩卡的编码,不会给板载DSP带来新的负荷,同时由于目前监控主机一般采用P4以上的高性能PC,与基于DSP的人脸检测相比具有一定的效率优势;其缺点则是需通过PCI总线传输未经编码的原始视频流到监控主机,加重了对PCI总线的压力。同时,一定程度上也提升了CPU的占用率(一般会达到60-70%)。

    3)结合使用音视频压缩卡的DSP及监控主机的CPU。由板载DSP完成图像预处理及人脸粗检,粗检结果由DSP通过PCI总线传至主机(数据量比未编码的原始视频流少1-2个数量级),最终由CPU完成人脸检测。这种方式综合了1)、2)两种方式的优点,同时又避免了二者的不足,因此在实际应用过程中得到了普遍的应用。

    完成人脸检测过程后,检测到的人脸图像由数字监控应用系统调用人脸检测SDK实现压缩、关联存储、检索。这里所称“关联存储”是指通过视频通道ID、时间将人脸图像与视频进行关联。

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