[发明专利]实现面部特征标准化语义描述的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及桌面软件领域，尤其涉及公共安全软件技术领域，具体是指一种实现面部特征标准化语义描述的系统及方法。

背景技术

传统的身份识别方法主要基于身份标识物品和身份标识知识。其中，身份标识物品主要指磁卡、钥匙、身份证等，身份标识知识主要是指密码、口令等。但是，现在网络与通信技术的发展带来了巨大的变革，人们的物理和虚拟活动空间不断扩大，传统身份识别方法所提供的保证越来越有限，其缺点也越来越明显：前者容易丢失或伪造，而后者容易遗忘。更为严重的是，这些识别方法往往无法区分标身份标识物的真正拥有者和取得标志物的冒充者，一旦冒充者获得标识物品，就可以拥有相同的权力，从而使真正拥有者的利益受到威胁，造成个人隐私及财务的损失。

基于上述缺点，人们希望可以找到一种更为可靠的身份识别方法，该方法应该具有不需记忆，不易丢失，难以伪造等特点。由于人的某些身体特征具有不可复制且难以伪造的特点，人们便把目光转向生物识别技术。人体生物特征是指可以测量或可自动识别和验证的生理特性或行为方式，分为身体特征和行为特征两种方式：其中，身体特征包括指纹、掌型、视网膜、虹膜、人体气味、脸型、甚至血管、DNA、骨骼等；行为特征则包括签名、语音、行走步态等。生物识别技术利用人体固有的生物特征进行识别，这就保证了其唯一性和稳定性，同时不会丢失、忘记，也难以伪造。因此，基于生物特征的身份识别迅速在公共安全，安防监控，公共安全以及法庭科学等领域得到了广泛的使用。

生物识别的过程包括：生物识别系统通过某些方法获取生物特征，将其转化成数字信息，进一步将这些信息抽象为特征模板，并与事先存储在数据库中的特征模板进行比对，利用匹配算法验证两者的相似程度，从而识别个人身份。

人脸识别技术是生物识别技术中非常重要的一种。它通过计算机提取人脸的特征，并根据这些特征进行身份验证。作为生物特征的一种，人脸特征具有不易伪造、不会遗失、变化小、随身携带等优点，它所具有的唯一性和难以复制性为身份鉴别提供了必要的前提。与其它较成熟的生物识别方法，如指纹、虹膜、DNA等相比，人脸图像更易获取，人脸识别系统也更加直接、友好。在人脸识别过程中，用户无任何的心理障碍，特别是在非接触环境和不打扰被检测人的情况下，人脸识别的优越性远远超过其它识别技术。人脸图像获取的隐蔽特性为公共安全领域的应用提供了必要前提。

近些年来，人脸识别广泛应用于档案管理、公共安全、安全验证系统、信用卡验证、医学、档案管理、视频会议、人机交互系统、证件核对、保安监视、门禁控制及至自动柜员机等多种场合。在国家安全领域，人脸识别为有效的监控及罪犯查找提供了有力的帮助，尤其在9.11事件之后，世界各国都深刻体会到了身份验证的重要性，加大了对公共场合监控及身份鉴定技术研究的投入。在档案管理领域，由于近些年来同时随着社会发展，世界人口流动量、流动速度及流动区域日益加剧，人脸识别在流动人口管理和统计领域也起到重要作用。

但目前人脸识别技术还存在着许多问题，例如受到环境光源、对象姿态和遮挡物影响较大，大规模数据库应用环境中识别率无法保证，人脸图像采集环境不可控或者对象不配合的条件下无法保证图像拍摄质量等。这些因素都会对系统的识别效果产生巨大的影响。

在考虑到上述问题的情况下，头面部特征描述的必要性就凸显出来。面对户籍人口或外来人口等数量级巨大的人脸数据库时，头面部特征描述的结果可以加快搜索速度，提高识别精度。在因为目标姿态和拍摄条件等原因造成图像质量不足的情况下，无法得到确切的人脸识别结果，但可以从中得到脸型和面部器官的描述信息，将其提供给公安侦查人员，用于进一步排查。

而且随着目前公共安全所用人脸数据库的日益完善，所包含的人脸数据量日益庞大，本来就不甚成熟的人脸图像检索技术在大型数据库中进行目标搜索时往往力不从心。在公共安全应用中所能提供的输入信息往往不是明确的目标图像，而是目击者的文字描述，因此以图搜图式的检索方式并非完全适用。在这种情况下如何将目击者的文字描述准确有效的转换为可被人脸图像检索系统接受的信息就成了关键的一环。这种文字与头面部特征乃至整张人脸图像之间的转换，还可以应用于模拟画像，解决传统手动模拟画像对经验的要求，并提供方便直观的模拟画像绘制过程。