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近红外人脸识别

是生物特征识守差读婷村别领域中最常用的一种模态,近年来在公共安全领域得到了广泛的应用。各类人脸识别方法的关键都在于,提取人脸数据中与身份相关的本质特征,来自同时消除其中360百科受非身份因素影响的部分,非二普身份因素一般包括:环境光照、姿态、表情、饰有地粒树物等。其中光照问题在实际应用中最为重要,用户普遍要求人脸识别系统能适应不同的光照环境。一般的人脸识别系统都采用普通的可见光人脸图像进行识别,这类系统容易收到环境光线变化的影响,在识别之前往往需要采用一些预处理算法对光照进行处理。虽然光照预处理算法能在一定程度上消除光照的影响,但同时也会使图像损失一部分有用的信息。

  • 中文名称 近红外人脸识别
  • 应用 公共安全领域
  • 原理 红外线
  • 波段选取 780nm
  • 难点1 主动光源会在眼镜上产生反光

简介

  人脸识别是生物特征识别领域中最常用的一种模态,近年来在公共安全领域得到了广来自泛的应用。各类人脸识别方法的关键都在于,提取人脸数据中与身份相关的本质特征,同时消除其中受非身份因360百科素影响的部分,非身份因素一般包括:环境光照、姿态、表情、饰物等。其中光照问题在实际应用中最为重度翻住陆书率粉浓植头太要,用户普遍要求人脸识别系统能适应不同的光照环境。

  一般的人脸识别系统都采用普通的可见光人脸图像进行识别,这类系统容易收到环境光线变化的影响,在识别之前往往需要采用一些预处理算法对光照进行处理。虽然光照预处理算法能在一定程度上消除光照的影响,但同时也会使图像损失一部想跑分有用的信息。

  近红外人脸识别是为了解决人脸识别中的光照问题,而提出的一种解决方案,其包括两部分:主动近红外人脸成异林吸命声封植议像设备;和相应的光照无关人脸识别算法。使用强度高于环境光线的主动近红外光源成像,配合相应波段的光学滤片英差工解水饭部,可以得到环境无关的人脸图像,人脸图像只会随着人与摄像头的距离变化而单调变化。在此图像上采用一些特定的特征提取方式,如:局部二元模式(Local Binary Pattern,LBP棉鸡拉历具律球住赶)特征,可以进一步消除图策况季未律策操差文术像的单调变化,得到完全光照无关的特征表达。

  近年来,近红外人脸识别在实际生活中已经有了诸多应夫族青须永命哥这认首用,如:"深圳-香港生物护照自助通关系统","澳门-珠海生物护照自助通德做类搞当材落巴定还施关系统","北京机场T3航站楼自助通关系统"等,均取得了很好的效果。

波段选取

  为了减弱环境光对成像的影响,主动光源的强度需要高于环境光,但是强光会对人眼产生干扰,降低用户舒适度,因此,主动光源最好位于不可见波段,如:红外、紫外等。 长期照射紫外容易对人的皮双内企福肤和眼睛造成永久性伤害,中远红外波段成像会损失物体表面的大多数信息,一般不用于物体成像,因此近红外波段成为最好的选择,如:780nm。

光的波段

​人脸成像

  研制主动近红外人脸成像设备的目的在于,能为人脸识来自别提供不受环境光影响的、高质量的人脸图像,所谓的高质量包括:图像亮度合360百科适、均匀、对比度合适、不存在过曝光等。

  主动近红外人脸成像设备一般包括如下几个单元:

  1. 在相应波段强度高于环境光的主动近红外光源,主动光源与摄像头置于同一位置;

  2. 能够接收近红外光的摄像头;

  3. 窄带滤光片,置于摄像头镜头外,允许近红外光通过的同时过滤环境光。

  由于主动光源会随着距离的增大而衰减,因此人与光源(摄像头)之间的距离一般为50-100厘米。 右图是一个典型的主动近红外人脸成像设备。

  左图中显示了同一获我元厂儿说混技断批结人在不同环境光照下的可见光和近红外人脸图像,第一行为可见光,第二行为近红外。可以看出 ,当环境光变化时,可见光图像的表观变化非常明显,而近红外非常稳定,不受影响。

主动近红外成像设备 不受环境光影响的先顶谈厂们阶卫亚件节近红外人脸图像

人脸识别

  当人与光源距离不变时,近红外人脸图像非常稳定,但是图像的整体亮度仍然会随着距离的变化而单调变化,因此需要采用特定的特征提取方法来解决单调变化问题,如:直方图均衡、直方图标充理对讨出世快小定等。局部二元模式(应附溶构后减你Local Bina百节提统乐余ry Pattern,LBP)是一种较好的方案,探学搞迫的祖也哪味乱回LBP只关注像素间的大小关系,当图像整体发生单调变发情吸拿客度数销攻直刻化时,像素间的大小关系是不变的。

  通过以上方法获得光照不变的特征表达之后,光照无关的人脸识别即水到渠成,后续采用一般的特征选择、分类器设计便可构建一套完全光照不变的近红外人脸识别系统。

近红外人脸识别系统

难点

  虽然近红外人脸识别对比传统可见光人脸识别有着明显的优势,但是主动光源的使用也带来了一些问题:

  1. 主动光源会在眼镜上产生明显的反光,降低眼睛定位的精度;

  2. 反光对粒的专台精升正图谓长钱眼睛部位造成遮挡,影响识别;

  3. 不能利用已有的大量可见光照片(如:二代证照片,逃犯照片库等),用户需要重新构建近红外照片库,费时费力;

  4. 主动光源经过长期使用后,会出现损坏和衰减,带来更多的后期维护。

  未来的研究将致力于解决上述问题,其中问题3最为重叫粮价生复伤父要,可以大大扩展近红外人脸识别技术候聚的应用范围,其已逐步发展为一个独立的研究方向"异质人脸识别"。

眼镜反光

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