李可欣 劉信堅(jiān) 姜瑜亮 李龍濤

(湖南工學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院,湖南 衡陽421002)

1 緒論

1.1 選題背景。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)集成性的不斷發(fā)展,智能手機(jī)逐漸改變著我們的生活和學(xué)習(xí)方式，而手機(jī)支付等應(yīng)用的興起,使得人臉檢測(cè)和識(shí)別技術(shù)與移動(dòng)應(yīng)用相融合的需求大大增加。因?yàn)榫哂邪踩?、可靠和友好等特點(diǎn)，利用生物特征進(jìn)行身份識(shí)別和認(rèn)證的人臉識(shí)別技術(shù)已然成為研究的一大熱點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

然而，針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的人臉識(shí)別技術(shù)研究目前尚不多見。微信作為移動(dòng)終端的一個(gè)熱門應(yīng)用，已經(jīng)成為一個(gè)“APP平臺(tái)”。微信小程序是一種不需要下載安裝即可使用的應(yīng)用，它實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用“觸手可及”的夢(mèng)想，用戶掃一掃或搜一下即可打開應(yīng)用。本項(xiàng)目考慮結(jié)合微信平臺(tái)的固有優(yōu)勢(shì)，從系統(tǒng)實(shí)用角度出發(fā)，研究基于微信平臺(tái)的人臉識(shí)別系統(tǒng)。因此,本課題的研究具有極其重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。從1998年開始,非理想條件下的人臉識(shí)別成為研究熱點(diǎn)，出現(xiàn)了大量突破性理論成果。Georghiades認(rèn)為同一人臉在不同光照條件和角度下，在圖像空間中形成一個(gè)凸錐,輸入圖像可以通過計(jì)算到光錐的距離進(jìn)行識(shí)別。在圖像采集過程中，通過3D形狀和紋理統(tǒng)計(jì)變形模型的基礎(chǔ)上，Vetter和Blanz提出對(duì)透視投影和光照模型參數(shù)進(jìn)行建模,有效去除光照情況和攝像機(jī)位置的干擾。美國(guó)相關(guān)公司根據(jù)這一工具，在監(jiān)控視頻的分辨率很低的情況下，仍然可以識(shí)別監(jiān)控視頻中的犯罪嫌疑人。德國(guó)博世公司推出了智能視頻分析系統(tǒng)，識(shí)別準(zhǔn)確率很高，可對(duì)室內(nèi)外移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和跟蹤,處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。

在人臉識(shí)別領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的研究起步較晚。中科院生物識(shí)別研究所的李子青教授將基于近紅外的人臉識(shí)別系統(tǒng)用于奧運(yùn)會(huì)上，發(fā)揮了重要作用，滿足了工程應(yīng)用的要求。東南大學(xué)的程永清教授提出將奇異值分解方法引入人臉識(shí)別技術(shù)，提高了識(shí)別的效率。阿里巴巴旗下支付寶團(tuán)隊(duì)已完成掃碼支付、指紋支付和聲波支付等多種付款方式，人臉識(shí)別技術(shù)支付方式正在加速研究中。百度深度學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室在2015年提供了相關(guān)人臉識(shí)別技術(shù)，用戶可以進(jìn)行人臉注冊(cè)、身份認(rèn)證和多人臉比對(duì)等場(chǎng)景的開發(fā)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.2 功能設(shè)計(jì)

2.2.1 本系統(tǒng)微信小程序主要功能模塊如下：

錄入人臉：用戶通過手機(jī)端拍攝照片，系統(tǒng)檢測(cè)照片中是否含有人臉信息，然后將人臉信息保存到Mysql中，用戶可以查看自己錄入的人臉列表，對(duì)人臉列表進(jìn)行一系列的操作。如圖2所示。

圖2 錄入人臉流程圖

2.2.2 本系統(tǒng)后臺(tái)人臉對(duì)比主要功能模塊如下：

人臉對(duì)比：后端根據(jù)用戶錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)的圖片和用戶進(jìn)行本次人臉識(shí)別拍攝的照片進(jìn)行對(duì)比，通過face++,進(jìn)行人臉對(duì)比和檢測(cè)，當(dāng)相識(shí)度達(dá)到閾值則認(rèn)為識(shí)別成功。如圖3所示。

圖3 人臉對(duì)比流程圖

人臉檢測(cè)核心代碼如下：

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 用戶錄入人臉：用戶通過手機(jī)掃描錄入人臉信息，首先用戶打開手機(jī)攝像頭進(jìn)行拍照，然后識(shí)別到相片中有人之后，根據(jù)用戶輸入的信息進(jìn)行人臉錄入。該過程用戶上傳的照片會(huì)上傳到后端，后端通過face++進(jìn)行人臉檢測(cè)，如果檢測(cè)到有人臉后進(jìn)行人臉存儲(chǔ)。如圖4所示。

圖4 用戶錄入人臉界面

3.2 人臉查詢列表：用戶在錄入成功之后便可以查詢當(dāng)前錄入的所有人臉信息，當(dāng)用戶進(jìn)行人臉對(duì)比的時(shí)候會(huì)去人臉列表中找能夠匹配的人臉，匹配成功后便展示匹配的用戶人臉信息列表，用戶也可以刪除當(dāng)前錄入的人臉信息重新錄入等等。如圖5所示。

圖5 人臉查詢列表界面

3.3 人臉識(shí)別界面：用戶在錄入了人臉信息之后便可以在主頁(yè)進(jìn)行人臉檢測(cè)識(shí)別了，打開攝像頭進(jìn)行拍照，檢測(cè)到人臉后便將次照片上傳到后端服務(wù)器，后端服務(wù)器根據(jù)face的對(duì)比，對(duì)打達(dá)到信任度則認(rèn)為匹配成功，后端通過face++的人臉對(duì)比，匹配成功后則返回隨機(jī)生成的用戶id和用戶錄入的用戶名信息，如果人臉錄入識(shí)別失敗了則需要重新進(jìn)行人臉拍照識(shí)別。如圖6所示。

圖6 人臉識(shí)別界面

4 結(jié)論

臉部表情識(shí)別的這個(gè)領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景，當(dāng)中還有許多問題需要我們更加深入的研究。在不久的將來，此領(lǐng)域?qū)?huì)得到廣泛的應(yīng)用。此領(lǐng)域?qū)⒖赡苎邪l(fā)出可以承受住計(jì)算量巨大的硬件，這樣實(shí)時(shí)臉部表情將會(huì)變成可能，并且走向商業(yè)化和產(chǎn)品化。