人脸检测和识别技术的文献综述

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1、人脸检测和识别技术的文献综述摘要：通过对关于人脸检测与识别技术方面文献的阅读，本文综述了传统的身份识别，人脸检测和识别技术的背景、意义及国内外发展现状，着重介绍了人脸检测和识别方法。关键词：人脸检测；人脸识别；子空间分析；核主元分析。人脸不仅具有很强的自身稳定性和个体差异性，而且直接、友好，相对传统识别，更符合人类的视觉习惯。一个完整的人脸识别过程一般包括人脸检测和人脸识别两大部分，人脸检测是指计算机在包含有人脸的图像中检测出人脸，并给出人脸所在区域的位置和大小等信息的过程[1]，人脸识别就是将待识别的人脸与已知人脸进行

2、比较，得出相似程度的相关信息。这里所指的人脸识别是狭义的识别，是统称的广义人脸识别的一个子过程[2]。近年来人脸检测和识别技术的研究取得了较大的发展。1人脸识别的背景和研究意义身份识别与验证是人类社会日常生活中的基本活动之一。尽管也许是无意识的，我们每天都要对很多人的身份做出判别，同时，每个人也都要经常通过各种方式和手段证明自己的身份，目前我们大多数情况下仍然依赖于传统的身份验证手段来完成身份识别过程，这些手段包括各类标识物如身份证、学生证等各类证件，钥匙，口令等，然而这些方式使用不方便、不安全、不可靠的缺点不言而喻，证

3、件、钥匙携带不便证件可以被伪造钥匙可能会丢失密码,这些缺点使得它们越来越不能满足现实的需要[3]。目前广泛使用的依靠证件、口令等传统方法来确认个人身份的技术面临着严峻的挑战，已经不能适应现代科技发展和社会进步的需要[4-6]。随着社会的发展，信息化程度的不断提高，人们对身份鉴别的准确性和实用性提出了更高的要求，传统的身份识别方式已经不能满足这些要求。生物特征识别利用人类特有的生理特征如指纹，虹膜等或行为特征如签名，声音等进行身份识别。基于生物特征的身份认证技术是一项新兴的安全技术，也是本世纪最有发展潜力的技术之一[7]。

4、2人脸检测和识别技术的发展概况人脸检测是自动人脸识别系统中的一个关键环节，也是极其重要的一步.早期的人脸检测问题可以追溯到20世纪70年代，由于技术原因，当时人脸检测的研究一直处于止步状态。直到20世纪90年代，由于人脸识别系统和视频解码的大量运用，人脸检测的研究才得到了新的发展利用运动、颜色和综合信息等更具有鲁棒性的方法被提出来变形模板，弹性曲线等在特征提取方面的许多进展使得人脸特征的定位变得更为准确。目前，国内外对人脸检测问题的研究非常多，比较著名的有国外的MIT、CMU等，国内的清华大学、北京工业大学、中国科学院计

5、算技术研究所和中国科学院自动化研究所等。近年来，人脸识别研究得到了诸多研究人员的青睐，涌现出了诸多技术方法。尤其是1990年以来，人脸识别更得到了长足的发展，每年都有大量的学术论文发表。现在，几乎所有知名的理工科大学和IT产业的主要公司都有研究组在从事人脸识别的研究。人脸识别的研究大致可分为四个阶段。第一个阶段以Bertillon，Allen和Parke为代表，主要研究人脸识别所需要的面部特征；第二个阶段是人机交互识别阶段；第三个阶段是真正的机器自动识别阶段；第四个阶段是鲁棒的人脸识别技术的研究阶段。目前，国外多所大学和

6、研究机构已经研制出一些较好的人脸识别原型系统和一些较成熟的商业人脸识别系统，如德国的Cognitec，美国的Indentix，Eyematic等[8]。3、人脸识别的研究方法近年来，人们对人脸检测和识别方法以及三维人脸的重建方法等的研究有了很大的进步，研究方法越来越多。目前人脸识别技术的研究主要分为以下两大类：人脸检测和人脸识别。人脸检测的方法主要有基于知识的方法、基于特征的方法、模板匹配和基于外观的方法等四种[9]。根据特征提取和选择方法的不同，以及出现的时间顺序，把人脸识别方法分为三大类：早期的几何特征方法和模板匹配

7、方法、神经网络方法和统计方法。其中的分类只是相对的，有些方法可能也可以交叉存在[10]其框图如下：高维空间利用特征空间分解密度估计的概率视觉学习方法。基于分布（Distribution-Based）的系统基于分布的方法神经元网络特征脸技术两个阶段的人脸检测方法检测照片中的正面人脸的方法基于人脸的外形定位方法线性子空间分析方法隐马尔科夫模型基于多尺度和方向变化的Gabor特征的方法子空间分析方法基于动态链接结构的弹性图匹配弹性束图匹配方法人脸识别技术人脸检测方法人脸识别方法基于特征的方法基于知识的方法特征匹配的方法基于几何

8、特征模板匹配的方法神经网络的方法统计的方法基于外观的方法基于核技巧的非线性子空间分析主元分析线性判决分析独立元分析非负矩阵因子核Fisher判决分析核主元分析3.1人脸检测方法3.1.1基于知识的方法基于知识的方法（Knowledge-BasedMethods）一是基于规则的人脸检测方法。规则来源于研究者关于人脸的先