[发明专利]一种遮挡或光源自适应人脸识别方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图像处理和模式识别领域，特别涉及一种遮挡或光源自适应人脸识别方法和装置。

背景技术

作为身份识别的有效技术，近年来人脸识别技术得到迅速发展和广泛应用。在过去的几十年里，人脸识别已在商业和执法部门得到广泛应用，例如刑事鉴定、信用卡识别、安全系统、现场监控、门禁考勤等。

随着在实际中应用的推广，人脸识别存在的问题和难点也逐渐凸显出来。眼镜、刘海和胡子等人脸遮挡物的变化，会导致一个人的不同环境下的差异性大于不同人相同环境下的差异性。此外，光照、化妆及年龄等因素也会增加人脸识别的困难。

在无约束场景应用中，人脸遮挡物的变化在增加识别困难的同时，也会影响不同场景中阈值规则的设定。如待识别图片戴眼镜，对应的模板图片不戴眼镜，与待识别图片相似度最高的有可能为模板库中的戴眼镜图片，而其对应的正确的模板图片在前N选中，若只根据首选进行识别判断，就会降低此类情况下的识别性能。同时，待识别图片与模板图片的遮挡环境一致时的识别得分分布，和待识别图片与模板图片的遮挡环境不一致时的识别得分分布也是不相同的，进而要求有不同的识别通过阈值。因此在无约束环境下的人脸识别，在保证人脸识别正确的同时，需要尽可能的提升应用场景变化下的通过率。

图1为不同遮挡下的人脸图像，遮挡分别为眼镜遮挡、眼镜反光、刘海和胡须遮挡，图2为两种识别环境下的得分分布图，两条曲线分别为戴眼镜注册戴眼镜识别的得分分布曲线和不戴眼镜注册戴眼镜识别下的得分分布曲线。

此外，在人脸识别中，光源差异导致的人脸识别问题也逐渐凸显出来，在安防和现场监控等问题中，模板库中数万张的人脸图片本身就存在光源差异，即采集设备迥异导致图片质量存在重大差异，而监控设备采集到的图片又是另外一种光源条件下的图片，这种光源差异导致人脸识别几乎不可能。异源人脸图像识别也成为当前人脸识别中的重要研究课题。在图3中给出了不同光源下同一个人的人脸图片，三张图片分别为红外人脸图像，专业相机下的证件照，普通可见光摄像头采集的人脸图像。从图中可以看出，光源的差异导致图片成像的差异，进而为识别带来了困难。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种遮挡或光源自适应人脸识别方法和装置。

本发明提供的遮挡自适应人脸识别方法包括：步骤1，针对人脸图片训练集中每一样本提取遮挡特征；步骤2，基于遮挡特征，进行统计学习建模，建立遮挡检测模型，用于检测图片中是否存在遮挡；步骤3，对模板图片进行注册，提取和保存模板图片的识别特征，并对模板图片进行遮挡检测，保存遮挡检测结果；步骤4，提取待识别图片的识别特征，与模板图片集的识别特征进行比对，选取前N选最高相似度的模板图片和相似度得分，其中N＞1；步骤5，利用所述遮挡检测模型对待识别图片进行遮挡检测，并将选取的前N选的模板图片的遮挡检测结果与待识别图片的遮挡检测结果进行比对，若比对结果不同，则对所述相似度得分进行调整，并将调整后的得分重新排序，选取修正后最高得分对应的模板图片作为识别结果。

可选地，所述遮挡是单遮挡因素或者是多种遮挡因素的组合。

可选地，所述人脸图片训练集采集不同遮挡条件下的样本图片，并根据遮挡环境的不同，对训练图片集进行标注。

可选地，步骤5进一步包括根据得分修正函数对得分进行调整，以将不同遮挡下的相似度得分变换到同一种分布上。

本发明还提供了一种遮挡自适应的人脸识别装置，该装置包括：遮挡特征提取单元，用于针对人脸图片训练集中每一样本提取遮挡特征；遮挡检测模型建立单元，用于基于遮挡特征，进行统计学习建模，建立遮挡检测模型，以检测图片中是否存在遮挡；遮挡检测单元，用于对人脸图片进行遮挡检测；模板图片注册单元，用于对模板图片进行注册，以提取和保存模板图片的识别特征，并根据遮挡检测单元对图片进行遮挡检测，保存检测结果；图片识别单元，计算待识别图片与模板图片间的相似度，并选取前N选最高相似度的模板图片和相似度得分，其中N＞1；得分修正单元，根据待识别图片与模板图片的遮挡检测结果对相似度进行调整，并对调整后的相似度重新排序，选择相似度最高的图片作为识别结果。