早在十九世纪末有一位法国人在报刊杂志上刊登了一篇关于如何采用人脸特征来识别身份的报道。直到二十世纪末期,人脸识别技术才有了根本性的突破。
人脸识别技术的发展主要经历了以下三个阶段[1][2]:10928
第一阶段主要研究简单背景中的人脸的识别和人脸识别过程中所需要的面部特征。Bledsoe的研究被认为是人脸识别研究的开端,在二十世纪优尔十年代中后期,利用人脸器官的局部特征来描述人脸,但这种方法仅对变形较小的正面人脸有一定的效果。到了二十世纪七十年代就有研发人员利用电脑搭建了质量较高的人脸灰度图模型,此阶段脸图识别过程几乎完全离不开操作人员,所构建的系统还不能自动完成识别任务。但对设计机器识别人脸算法和系统的工程师们起到了重要的引导作用。
第二阶段主要研究的是人机交互式的人脸识别。Lesk和Harmon采用几何特征参数及多文特征向量共同描述人脸图像信息,同时基于这种思想开发了图像识别系统[3][4]。Kobayashi和Kaya将统计识别的相关理论融入人脸识别中,并采用欧式距离来描述面部特征,比如嘴唇和鼻子的距离等等[5]。Stonham提出了一种单隐层的自适应神经网络来进行人脸识别和表情分析,每一个人对应一个网络。这个阶段并没有摆脱人的干预,还是需要操作员的某些先验知识。
第三阶段是机器自动识别阶段。进入二十世纪九十年代,随着计算机配置的不断提高,运算速度和效率也不断加快,以及图像采集加工能力的提高,人脸识别方法有了重大突破。不仅能自动识别正面的、光照良好的、没有遮挡的人脸,而且对不同姿态变化、不同表情、不同年龄阶段、不同光照条件的人脸也能进行识别。这一阶段研究人员提出了很多人脸自动识别的方法,在一定程度上带动了人脸识别技术的发展。
2 国内外现状
当前很多国家展开了有关人脸识别的研究,主要有美国,欧洲国家,日本等,著名的研究机构有美国麻省理工大学(MIT)媒体实验室和人工智能实验室、美国卡耐基梅隆大学(CMU)的机器人研究所、法国INRIA研究院、美国伊利诺斯大学Beckman研究所和Microsoft ResearehAsia Face Group。美国国家标准技术局(NIST)举办的(Face Recognition Vendor Test 2006,简称FRVT2006)通过大规模的人脸数据测试表明,当今世界上人脸识别的一些方法的识别精度已经超过人类的平均水平。而对于高清晰、高质量人脸图像识别,机器的识别精度几乎达到百分之百。
我国在人脸识别领域的研究虽然起步相对较晚,但是进展迅速,很多研究机构、高等院校及多家IT公司都成立了人脸识别技术的研究小组,如华中科技大学、国防科学技术大学、武汉大学、北京交通大学,上海银晨智能识别科技有限公司等等,都取得了一定的成果。由中科院自动化所的科研人员历时近一年研发的人脸识别信息比对系统,开创性地将国际先进的人脸识别技术引入奥运安保,实现了奥运会开闭幕式对门票持有者进行实名制查验和人员身份识别的功能,为奥运安保大系统提供了决策支持依据。863计划、国家科技支撑计划、自然科学基金都拨出专款资助人脸识别的相关研究。我国的人脸识别技术正处在高速发展时期,在识别率和识别速度上也达到了举世瞩目的水平。
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