人脸辨识的使用模式可分为两大类,一为1对1的身份确认,另一为1对多的身份搜寻。
在进行1对1的身份确认时,使用者需先输出使用者名称或代号,然后摄影机会撷取使用者的脸部影像并立即判断这一脸部影像是否的确属于该使用者。此即为一般用户名称(Username)与密码(Password)两者合而为一,缺一不可的模式﹔而人脸就是你的密码,但你无需记忆这组密码,也无需担忧可能失窃或遗失。而在1对多的身份搜寻时,使用者并不需要输出用户名称,系统会把摄影机撷取到的脸部影像与数据库中所有的用户进行比对。
人脸辨识的技术核心都含有三项步骤﹕人脸侦测(Face Detection),人脸追踪(Face Tracking),与人脸识别(Face Identification)。想象一个旅者在丛林密布中由远而近向你接近,如果你要确定他是否为你认识的人,你的脑与眼开始进行如下的动作﹕先找到此人并希望看清他的脸,此即为人脸侦测﹔若此人被找到时,可能因距离太远或密林中阴影太重让你无法看清,你可能会注视着他,并且目光随之而动,此即为人脸追踪﹔待你看清此人,经脑中记忆比对,你确定他是你的邻居,此即为人脸识别。由此可知,若要能识别,必须先有记忆,人脑如此,计算机也如此。所以人脸辨识的工作流程可区分为注册与辨识二种,而注册即是训练计算机认识你并记得你。注册的流程如图二所示﹕
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图二:人脸注册工作流程 |
注册时,系统会运用人脸侦测器(Face Detector)中,人脸侦测与追踪模块自动地由摄影机的影像中取得人脸部份影像,人脸影像会被人脸识别模块中的特征撷取器(Feature Extractor)转化为数值特征(Numeric Features),进而由人脸模型建立器(Model Builder)完成供识别用的人脸模型并储存于数据库中。人脸识别的流程如图三所示,流程中的前半段与注册流程的前半段相同,人脸的影像先被定位、撷取、再转换成数值特征。后半段时,人脸识别模块中的身份决策机制即扮演关键工作,它将撷取到的未知脸部数值特征与数据库中的人脸模型进行比对,若结果兼容,则将数据库中相对应的身份或其相关属性输出,若不兼容,则将此未知的人脸影像储存并立刻传送至相关单位以进行即刻反应或后续查寻。可将陌生人的脸面影像储存并传送以供事后追查之用,也是人脸辨识系统特色之一。
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图三:人脸辨识工作流程 |