基于核的Fisher算法在人脸识别中的应用文献综述

 2020-04-03 11:04

文 献 综 述

1 课题的研究意义和应用价值

随着技术的发展和智能化的推进,社会生活中的许多环节都涉及到安全性和自动化的问题,身份验证是一种有助于提高安全性,快速高效完成对识别对象身份鉴别的方式,在越来越多的领域得到应有。身份验证需要提取对象的生物特征作为验证凭证,因为生物特征是人的固有属性,具有一定的稳定性,同时也有着较大的个体差异,因此可以看作是进行身份验证的理想依据之一。

人脸特征属于生物特征,因此人脸识别技术是生物识别技术的一种,它与指纹识别、虹膜识别、基因识别等生物特征识别方式相比具有安全、快捷、友好的特性,对于识别对象而言有着很高的接受度,是一种最为自然的识别手段。基于以上的这些优势不难看出,人脸识别技术会有广阔的应用前景。

对计算机人脸识别的研究始于20世纪60年代末。人脸识别的发展经历了正面人脸识别,基于多姿态和表情的人脸识别,动态跟踪人脸识别和三维人脸识别四个阶段。由于其本身的难度和技术条件的限制,一直发展缓慢。直到最近20年,得益于计算机技术、信号处理技术的飞速发展和实际应用需求的快速增长,人脸识别技术的研究才开始得到的实质性的飞跃,并在相关的理论和应用领域内获得长足的进步。

人脸识别作为生物识别技术之一,是模式识别技术在图像领域中的具体运用,已成为计算机视觉及相关领域中的关键技术,在身份证,刑侦破案,入口控制,视频监视,机器人智能化和医学等方面具有广阔的应用前景和商业价值。目前人脸识别的研究工作工作涉及到模式识别、图像处理、计算机视觉、生理学、心理学、以及认知科学和神经网络等多个领域都有密切联系。因此人脸识别研究对于开拓新兴技术领域,促进跨领域的多学科综合发展具有重要的科学意义。

从应用方面来看,人脸识别以其无需用户过多参与、非接触式的数据采集方式、对用户无任何损害、便于隐藏等优点在社会各个领域得到了广泛的应用。例如:在国家安全、军事安全和公共安全领域,应用于智能门禁、智能视频监控、公安布控、海关身份验证、司机驾照验证等;在民事和经济领域,应用于对银行卡、经融卡、信用卡的持卡人身份证验证等。有专家称,人脸识别等生物识别技术即将成为钥匙和密码的终结者,给人们的生活提供便利,使人们的日常生活得到安全保障。

2 国内外研究现状

近30年来,人脸自动识别的研究取得了很大的进展,目前最好的人脸识别应用系统在理想环境下已经达到了令人满意的效果。从工程索引上检索到的有关让你脸识别的文献已达数千篇,包括IEEE PAMI在内的重要国际期刊也有专栏甚至专刊报道人脸识别的最新研究进展,同时还出现了专门的国际学术会议,如人脸/手势识别国际学术会议。

国外有许多学校在研究人脸识别技术,研究设计的领域很广:从感知和心理学角度探索人类识别人脸机理的,如美国Texas at Dallas大学的Abdi和Toole小组,由Stirling大学的Bruce教授和Glasgow大学的Burton教授合作领导的小组等;从视觉机理角度进行研究的,如英国的Graw小组和荷兰Groningen大学的Petkov小组等;在用静态图像或视频图像做人脸识别的领域中,比较有影响的有MIT的Media实验室的Pentland小组,他们主要是用基于KL变换的本征空间的特征提取法,名为”本征脸”还有C。vonder Malsburg小组,他领导了美国的Southern California大学和德国的Bochum大学合作,采用动态连接结构和弹性图像匹配等方法。

除此之外,关于人脸识别的国际会议--IEEE International Conference on Automatic Face and Gesture Recognition,也已经举行过多次,展示了这一领域的理论和应用成果。

目前人脸识别领域内著名的国际研究机构包括:美国麻省理工学院媒体实验室及人工智能实验室、南加州大学、CMU卡内基--梅隆机器人研究及交互系统实验、马里兰大学等。国内的清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学和中国科学院的一些研究机构等都在从事这方面的研究。在”十五”863计划信息领域中已将”生物特征识别”研究专题。

现在,国内、外的人脸识别的方法多种多样,并且不断有新的研究成果出现。

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