[發(fā)明專利]人臉多階層快速過濾匹配裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110172056.1
• 申請日: 2011-06-24
• 公開（公告）號: CN102222232A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊秀坤
• 申請（專利權(quán)）人: 常州銳馳電子科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 何學(xué)成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及身份識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人臉多階層快速過濾匹配裝置及方法。

背景技術(shù)

人臉識別系統(tǒng)以人臉識別技術(shù)為核心的一項新興的生物識別技術(shù)，是當(dāng)今國際科技領(lǐng)域攻關(guān)的高精尖技術(shù)。在生物識別領(lǐng)域，人臉識別技術(shù)(FRT)已逐漸引起越來越多的工業(yè)界研究人員的關(guān)注，近年來，隨著相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展和實際需求的日益增長，人臉識別在許多領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。例如：人臉識別技術(shù)作為輔助手段用于司法領(lǐng)域，進(jìn)行身份驗證、罪犯識別等；其在商業(yè)上也有許多潛在的應(yīng)用，如銀行信用卡的身份識別、安全識別系統(tǒng)、可視電話、醫(yī)學(xué)、檔案管理、酒店管理、電視會議人機交互系統(tǒng)等方面，不但可以提高社會運行的效率，也可以大大增強公民日常生活的安全性，因此人臉識別技術(shù)已成為當(dāng)前模式識別和人工智能領(lǐng)域的一個研究熱點。與指紋、虹膜、基因、聲音等其他生物特征識別系統(tǒng)相比，人臉因具有不可復(fù)制、采集方便、不需要被拍者的配合而深受歡迎。

最近幾年，人臉識別技術(shù)逐漸走出了實驗室階段，由原型系統(tǒng)朝著商業(yè)化應(yīng)用系統(tǒng)的方向發(fā)展。FRVT(Face?Recognition?Vendor?Test)對來自現(xiàn)實生活的人臉圖像進(jìn)行大規(guī)模測試的結(jié)果表明：隨著人臉數(shù)據(jù)規(guī)模的增大，速度和識別率隨之下降，這在很大程度上限制了其應(yīng)用范圍，潛在的巨大市場需求和高可靠性的使用要求驅(qū)使研究人員從更加廣闊的層面來考慮提高現(xiàn)有人臉識別的技術(shù)水平。

近年來，生物識別等技術(shù)開始在酒店智能化中嶄露頭角，位于美國波士頓的Nine?Zero酒店就率先應(yīng)用了瞳孔生物識別技術(shù)，顧客走進(jìn)大堂后，只要到自助終端機前就可以作入住登記，并能自由進(jìn)出房間。但由于虹膜識別技術(shù)所需的設(shè)備和技術(shù)費用成本極高，目前在我國的酒店等綜合服務(wù)性行業(yè)還難以推廣。另外，我國公開的犯罪分子追逃數(shù)據(jù)庫目前只包括然人臉和指紋數(shù)據(jù)局，尚不含有成規(guī)模的虹膜數(shù)據(jù)庫。

目前，我國從事生物特征識別技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)的廠家多達(dá)200多家，產(chǎn)品趨同化現(xiàn)象嚴(yán)重，在總體約2.5億元的市場中，超過40％的產(chǎn)品都集中在民用方面，如低端的考勤、門禁等，在這些現(xiàn)有的技術(shù)中，多數(shù)是通過對客戶端人臉圖像進(jìn)行采集后，采用基于主成分分析的特征匹配搜索算法直接與數(shù)據(jù)庫中存儲的人臉模板圖像進(jìn)行整體對比，然后根據(jù)一次性搜索匹配的結(jié)果得出被拍攝人的身份信息。此類人臉識別產(chǎn)品在圖像采集、識別速度和準(zhǔn)確率等方面與國外的前沿技術(shù)相比仍存在一定差距，而且產(chǎn)品的穩(wěn)定性方面也不甚理想，主要表現(xiàn)在后臺數(shù)據(jù)庫規(guī)模增大的情況下，搜索比對速度無法達(dá)到實時處理的要求，更重要的是，人臉圖像識別的錯誤接受率(FAR)隨數(shù)據(jù)庫規(guī)模的批量擴充而大幅升高，因此而產(chǎn)生的誤報警(False?Alarm)現(xiàn)象讓很多商家和公共安防部門對基于人臉識別的智能安全報警系統(tǒng)望而卻步。以上因素嚴(yán)重制約了人臉識別技術(shù)在我國有安防價值的高端智能監(jiān)控和大規(guī)模數(shù)據(jù)庫精確搜索方面的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于多階層快速過濾搜索的人臉識別裝置和方法，通過不同類別的人臉特征匹配方法進(jìn)行多層次的過濾搜索及識別，有效提高大規(guī)模人臉數(shù)據(jù)庫的實時匹配速度和識別精準(zhǔn)度。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：

人臉多階層快速過濾匹配裝置，包括多階層識別搜索引擎，該多階層識別搜索引擎承擔(dān)人臉圖像和模板數(shù)據(jù)的多層次過濾搜索和匹配運算；以及應(yīng)用管理服務(wù)器，該應(yīng)用管理服務(wù)器負(fù)責(zé)分配數(shù)據(jù)和協(xié)調(diào)各個子服務(wù)器的任務(wù)。

所述多階層識別搜索引擎包括：第一層的向量搜索模塊，第二層的主成分分析搜索模塊，第三層的紋理特征搜索模塊，第四層的三維重構(gòu)搜索模塊。

人臉多階層快速過濾匹配方法，輸入采集的人臉圖像后，通過以下步驟進(jìn)行過濾搜索：

通過步驟11采用基于低分辨率向量匹配的人臉圖像快速過濾搜索算法之后，進(jìn)入步驟12進(jìn)行判斷是否找到最佳匹配，若判斷結(jié)果為是，則輸出最佳候選人身份識別結(jié)果、候選人圖片、匹配分?jǐn)?shù)、和匹配可信度并終止搜索程序，若判斷結(jié)果為否，則進(jìn)入步驟13；

通過步驟13采用基于主成分分析的中等分辨率圖像匹配識別算法后，進(jìn)入步驟14進(jìn)行判斷是否找到最佳匹配，若判斷結(jié)果為是，則輸出最佳候選人身份識別結(jié)果、候選人圖片、匹配分?jǐn)?shù)、和匹配可信度并終止搜索程序，若判斷結(jié)果為否，則進(jìn)入步驟15；

通過步驟15采用基于多重皮膚特征的高分辨率紋理特征匹配算法后，進(jìn)入步驟16進(jìn)行判斷是否找到最佳匹配，若判斷結(jié)果為是，則輸出最佳候選人身份識別結(jié)果、候選人圖片、匹配分?jǐn)?shù)、和匹配可信度并終止搜索程序，若判斷結(jié)果為否，則進(jìn)入步驟17；