動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別技術(shù)難點(diǎn)與解決思路分析

作為一種比較新而且發(fā)展快的技術(shù)，并不是所有人都對(duì)這門(mén)技術(shù)有較為清晰的認(rèn)識(shí)和理解。比如人臉識(shí)別技術(shù)的算法是怎樣的，人臉識(shí)別技術(shù)目前發(fā)展到什么程度了，該技術(shù)對(duì)圖像類(lèi)別及質(zhì)量有何要求，在實(shí)際應(yīng)用中又有那些分類(lèi)等等，這些問(wèn)題姚委員在講座中都一一為大家進(jìn)行了比較細(xì)致的解答，并對(duì)動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成和優(yōu)勢(shì)、動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別與常規(guī)監(jiān)控的區(qū)別也進(jìn)行了闡述。

如地鐵、高速公路卡口、車(chē)站卡口、超市反扒、邊檢、人群分析等等。因而很多廠家也生產(chǎn)了動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品，如具有人臉識(shí)別功能的攝像機(jī)、人臉識(shí)別分析儀等等。但是林林總總的人臉識(shí)別產(chǎn)品給人以豐富的選擇的同時(shí)也帶來(lái)了相當(dāng)大的選擇困擾，到底如何選擇人臉識(shí)別產(chǎn)品呢?哪些產(chǎn)品在人臉識(shí)別方面技術(shù)比較先進(jìn)呢?

就這類(lèi)問(wèn)題，姚委員介紹了近期省公安局組織的人臉識(shí)別攝像機(jī)的測(cè)試，測(cè)試地點(diǎn)在東山口地鐵站某扶梯口進(jìn)行。在該測(cè)試中，性能表現(xiàn)最好的攝像機(jī)為Basler黑白攝像機(jī)，在監(jiān)控名單庫(kù)1和庫(kù)2時(shí)采用低清算法的性能表現(xiàn)最好。在監(jiān)控名單庫(kù)3時(shí)采用高清算法的性能表現(xiàn)最好，誤報(bào)率在1%時(shí)漏報(bào)率維持在25%的實(shí)際可用水平。

參照國(guó)標(biāo)《安全防范視頻監(jiān)控人臉識(shí)別系統(tǒng)技術(shù)要求》，該次測(cè)試監(jiān)控名單庫(kù)相當(dāng)于C級(jí)(監(jiān)控名單庫(kù)容量為1萬(wàn)至10萬(wàn)人)，參加測(cè)試人員也基本滿足于C級(jí)水平(注冊(cè)測(cè)試人員多于10人，每人至少通過(guò)2次，即不少于200人次通過(guò);非注冊(cè)測(cè)試人員需為注冊(cè)測(cè)試人員通過(guò)次數(shù)的2倍以上)。在該次測(cè)試中，沒(méi)有達(dá)到一級(jí)的系統(tǒng)性能級(jí)別，二級(jí)系統(tǒng)性能級(jí)別有1個(gè)測(cè)試組合，三級(jí)的性能級(jí)別有28個(gè)測(cè)試組合，四級(jí)的性能級(jí)別有10個(gè)測(cè)試組合。(誤報(bào)率在5%的情況下，漏報(bào)率小于5%的為一級(jí)，5%~20%為二級(jí)，20%~50%為三級(jí)，50%~70%為四級(jí))。

從實(shí)際測(cè)試來(lái)看，用戶的預(yù)期與當(dāng)前的技術(shù)水平之間的差距還是比較大的。人臉識(shí)別技術(shù)在動(dòng)態(tài)監(jiān)控應(yīng)用中面臨的壓力實(shí)際上也比較大。

1.用戶希望正確報(bào)警率要求高。而現(xiàn)實(shí)是理論上來(lái)說(shuō)必須接受高誤報(bào)率。在技術(shù)方面，要達(dá)到高正確報(bào)警率，可以通過(guò)降低閾值來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是降低閾值的代價(jià)是：高誤報(bào)率。為了達(dá)到95%正確報(bào)警率，很多算法可能會(huì)產(chǎn)生300%或更高的誤報(bào)率。

2.用戶希望監(jiān)控庫(kù)足夠大，往往要求數(shù)萬(wàn)或幾十萬(wàn)，甚至上百萬(wàn)的監(jiān)控名單，希望能捕到“大魚(yú)”?，F(xiàn)實(shí)是庫(kù)容量大就必須接受高誤報(bào)率。

3.用戶希望大規(guī)模成網(wǎng)建設(shè)，能夠勾畫(huà)出監(jiān)控人員的活動(dòng)軌跡。現(xiàn)實(shí)是必須高投入，重新建專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)硬件。

4.用戶希望盡量使用目前的監(jiān)控設(shè)備(攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò))?，F(xiàn)實(shí)是現(xiàn)有的攝像機(jī)清晰度不夠，圖像質(zhì)量差，用于場(chǎng)景監(jiān)控時(shí)視頻中人臉過(guò)小，網(wǎng)絡(luò)帶寬不夠等等造成無(wú)法使用現(xiàn)有設(shè)備。

5.用戶希望少產(chǎn)生誤報(bào)甚至不產(chǎn)生誤報(bào)?，F(xiàn)實(shí)是這樣就必將損失正確報(bào)警率和減少監(jiān)控庫(kù)容量，與用戶的想法相違。

動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別在應(yīng)用中遇到的挑戰(zhàn)

1.光照問(wèn)題

面臨各種環(huán)境光源的考驗(yàn)，可能出現(xiàn)側(cè)光、頂光、背光和高光等現(xiàn)象，而且有可能出現(xiàn)各個(gè)時(shí)段的光照不同，甚至在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)各個(gè)位置的光照都不同。

2.人臉姿態(tài)和飾物問(wèn)題

因?yàn)楸O(jiān)控是非配合型的，監(jiān)控人員通過(guò)監(jiān)控區(qū)域時(shí)以自然的姿態(tài)通過(guò)，因此可能出現(xiàn)側(cè)臉、低頭、抬頭等的各種非正臉的姿態(tài)和佩戴帽子、黑框眼鏡、口罩等飾物現(xiàn)象。

3.攝像機(jī)的圖像問(wèn)題

攝像機(jī)很多技術(shù)參數(shù)影響視頻圖像的質(zhì)量，這些因素有感光器(CCD、CMOS)、感光器的大小、DSP的處理速度、內(nèi)置圖像處理芯片和鏡頭等，同時(shí)攝像機(jī)內(nèi)置的一些設(shè)置參數(shù)也將影響視頻質(zhì)量，如曝光時(shí)間、光圈、動(dòng)態(tài)白平衡等參數(shù)。

4.丟幀和丟臉問(wèn)題

需要的網(wǎng)絡(luò)識(shí)別和系統(tǒng)的計(jì)算識(shí)別可能會(huì)造成視頻的丟幀和丟臉現(xiàn)象，特別是監(jiān)控人流量大的區(qū)域，由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膸拞?wèn)題和計(jì)算能力問(wèn)題，常常引起丟幀和丟臉。

視頻人臉識(shí)別監(jiān)控的最優(yōu)方案

1.使用更先進(jìn)的高清攝像頭(3-5百萬(wàn))。

2.室內(nèi)均勻光線，或室外白天，無(wú)側(cè)光和直射光

3.人群面向同樣的方向，朝向相機(jī)的方向。

4.恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)控點(diǎn)，如走廊、巷子或安檢門(mén)/閘機(jī)口等(不要一群人同時(shí)出現(xiàn))。

5.相機(jī)與人臉的角度小于20°。

決定監(jiān)控系統(tǒng)性能的幾個(gè)主要因素：

1.模板庫(kù)的人數(shù)：不宜大，包含關(guān)鍵人物即可。

2.經(jīng)過(guò)攝像頭的人數(shù)：同時(shí)出現(xiàn)在攝像頭的人數(shù)決定了單位時(shí)間里的比對(duì)次數(shù)。

3.報(bào)警反饋時(shí)間：實(shí)時(shí)性越強(qiáng)，對(duì)系統(tǒng)性能要求越高。

4.攝像頭采集幀數(shù)：幀數(shù)越高，人員經(jīng)過(guò)攝像頭前采集的次數(shù)越多，比對(duì)的次數(shù)也越多。

報(bào)警過(guò)濾機(jī)制

建立報(bào)警過(guò)濾機(jī)制是解決錯(cuò)誤報(bào)警率高的有效方法，當(dāng)監(jiān)控名單庫(kù)容量較大時(shí)，可以通過(guò)此方法，將錯(cuò)誤報(bào)警率控制在千分之N的之內(nèi)，使動(dòng)態(tài)監(jiān)控走向?qū)嶋H應(yīng)用。

綜合來(lái)看，目前動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別技術(shù)的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到用戶的需求，圖像分析不盡人意，正確報(bào)警率普遍不高，誤報(bào)率與大容量之間似乎不可調(diào)節(jié)，性價(jià)比較低等等問(wèn)題似乎成為了動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別技術(shù)的絆腳石。但是，如何將這些絆腳石變?yōu)殇伮肥?，正式各廠商及技術(shù)人員需要努力的目標(biāo)。