当你第一次戴着口罩站在居住小区人行通道摆闸平板电脑前时,你的心情是有点小担忧的:人行通道摆闸摄像头能认出戴着口罩的自己而放行吗?事实证明,你的小担忧是多余的:人行通道摆闸摄像头快速锁定了你的脸部,一两秒时间后,平板电脑显示出你的实时体温,同时人行通道摆闸为你打开。这时,你的心情是惊喜的,同时还有点疑惑:人行通道摆闸摄像头是怎样认出戴着口罩的自己的?要解开这个谜团,我们需要从人脸识别技术说起。
一、人脸识别技术简介
人脸识别技术,是电子设备通过对静态图片和动态视频中的人类面部图像分析特点,并识别身份的相关技术的总称。
人脸识别技术的特征,主要有四个:非接触性:识别设备和被识别主体不需要直接进行接触,设备就能获取人脸图像信息,当主体面部进入到摄像设备可捕捉的范围时即可以被自动识别,可接受度比较高。便捷性:该技术对个体配合度的要求没有那么高,每个人在不知觉的状态下就被获取了人脸信息。隐蔽性:人脸识别中运用的设备主要是各式各样的摄像头,一部分高科技摄像头既能清晰捕捉人像信息,又能做到体积小巧玲珑,不易被发觉,因此在一些场合中,只要被识别主体出现在摄像头的捕捉范围内,人脸数据的收集工作就已经完成了——不被个体察觉就可以主动获取人脸信息的人脸识别技术,天然具有一定的隐蔽性。性价比高:该技术可以在同一时段对多人进行人脸图像的收集比对,工作效率高,对于服务的双方都能提供方便,性价比非常高,适合大范围内推广使用。
二、人脸识别技术在人行通道摆闸上的应用
以人脸识别过人行通道摆闸为例,人只需在设备前站定,人行通道摆闸摄像头就能准确检测出人脸的位置及大小、获取有效图像,并提取采集图像的特征数据与系统内照片的特征数据进行比对,比对成功后,人行通道摆闸打开,人就可以通过了。
三、人脸识别技术曾因人们戴口罩而遇到应用挑战
疫情下,人们戴口罩通过人行通道摆闸、还要被设备测体温,这成为人脸识别技术的新挑战。识别戴口罩的人,这项技术难点在哪儿?原来的人脸识别算法,是根据面部特征关键点来进行识别的,算法纳入的关键点越多,识别的结果也就越精确,但戴口罩后,可供识别的“关键点”大幅减少:鼻子以下的面部特征被掩盖,面部特征关键点减少,机器之前学习的特征判别能力随之降低,同时,口罩类型较多且遮挡面部的程度不一,也提升了人脸识别难度。
四、聚焦眼部、优化注意力算法模型,戴口罩的人的人脸识别率可达99.9%
人脸识别一般分为两个步骤,一是人脸检测,二是人脸配对。识别的流程是,人脸机先从视频图像中找出人脸,然后通过人脸上的眼睛、鼻子、嘴巴、眉毛等面部的特征,经过一定算法,在人员数据库识别出对应的人。
在硬件方面,该设备在原有人脸识别的平板电脑上,新增了一个测温头。
戴口罩后如何提高识别通过率?前提就是尽可能地增加面部特征关键点。当面部几乎一半被遮挡后,面部特征关键点就主要集中在了眼睛和眉毛两个部位。
技术人员从算法模型上突围,采用眼部、眉毛等局部特征与整体人脸特征的融合,并结合注意力机制增强眼部特征,通过训练眼部关键点的模型,来提升模型在口罩遮挡下的人脸识别率。
在人脸遮挡环境下,可通过识别眼部关键点作为一种“注意力模型”,快速扫描全局图像,获得需要重点关注的目标区域眼部,并形成注意力焦点,而后对眼部这一区域投入更多注意力资源,以获取更多所需要关注目标的细节信息,而抑制其他无用信息。采用同样的原理,在算法层面,针对基于人脸全局特征及局部特征相结合的方法,可优化现有人脸识别算法模型,当人面部出现其他遮挡时,也同样能够精准鉴别。当前通过大量训练数据,戴口罩的人的人脸识别率可达到99.9%。
综上,人行通道摆闸摄像头认出戴着口罩的你,靠的是人脸高精度识别技术,背后是对大数据的深入挖掘而获得的信息增值。
众多科研人员一直在通过技术升级挖掘数据背后的价值,未来,有更人本的数字技术,有更先进的硬件设备,智慧社区生活必然更加便捷、高效、充满惊喜!
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