基于Opencv的人脸&姓名&表情&年龄&种族&性别识别系统(源码&教程)

1.研究背景

性别识别是利用计算机视觉来辨别和分析图像中的人脸性别属性。一直以来,人脸性别识别的发展虽然很迅速但是应用范围目前并不是很广,在身份证识别上的应用是主体应用。伴随的还有视频检索和机器人视觉,它们也是应用的重要领域。所以目前针对人脸性别识别的研究方向也在不断探索。
性别识别等应用程序最适合用于“人口调查”,比如监控那些在一家公寓商店购物的人的数量。这些类型的调查可以帮助你优化商店的布局,从而销售量增加。
分类和回归在原理上大同小异,它主要取决于因变量。如果因变量是离散的,那么问题可以说是分类问题,但是如果因变量是连续的,那么问题又可以归于回归问题。年龄这也是这样。如果将年龄分成几类,比如:少年、青年、中年和老年时,年龄估计就是分类问题5l﹔如果我们需要精准估计到详细的年龄⒃l,这时便是回归问题。
显然,年龄估计问题比性别识别更复杂。原因如下:即使是用人眼,年龄特征在人的外表上也很难被精确地看出来。而且年龄特征通常表现在脸部皮肤纹理、颜色、光亮程度以及皱纹纹理等方面,但这些特征普遍跟个人的遗传基因、性别、生活习惯以及性格和工作环境等相关。因此,我们很难应用同一的模型去估计人脸图像的年龄。如果想更好的估出人的年龄层,那么我们需要大批样本的学习。

2.识别效果

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a: 检测出人脸和对应的6个基本点

b: 二维对齐后的人脸

c: 使用狄罗尼三角划分在2D人脸上划分出67个关键点,并在边缘处采用添加三角形的方式避免不连续

d: 转化为2D平面并和原始2D图片进行比较时所需的标准3D人脸模型(通过标准3D人脸库USF生成的对应的平均人脸模型)

e: 3D-2D转化(标准3D脸转化为2D和原有的2D做残差使用)时所需要的变化,黑色部分表示不可见的三角形。对应不可见的三角形处理采用的是对称方式解决的。

f: 通过3D模型产生的67个基准点进行分段映射使人脸变弯曲,对人脸进行对齐处理。

g: 处理生成的2D人脸

h: 根据处理生成的3D人脸

其中:c和f相比经过了标准3D人脸转化为 2D人脸时的残差处理,此时主要是为保证在转化过程中特征的保留。e的作用是为了显示在处理过程中3D-2D转化为何是通过三角形的仿射变化进行的,由e可以看出处理后的人脸是一个个的三角形块。

6.人脸表示(face verification)

该博客提出的3D对齐方案,形成的图像都是152×152的图像,送入CNN,其结果如下:

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其中f表示归一化后的特征,w是通过SVM学习到的参数。

  1. siamese网络:

使用成对的图片进行训练,保证了可以使用特征之间的绝对不同而不是简单的逻辑不同。同时由于两张图片虽然采用了相同的参数,但是由于要运算两次,所以其对应的网络计算量并无差异(原始处理两张图片相比)。该距离可以用来比较两张图片是不是一个人。

8.代码实现

9.系统整合

下图源码&环境部署视频教程&自定义UI界面

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参考博客《基于Opencv的人脸&姓名&表情&年龄&种族&性别识别系统(源码&教程)》

10.参考文献

[1]周健,叶金晶,孙谦晨,等.主动毫米波成像性别识别算法研究[J].红外.2018,(9).34-40.DOI:10.3969/j.issn.1672-8785.2018.09.006.
[2].Parallelization and Performance Optimization on Face Detection Algorithm with OpenCL: A Case Study[J].清华大学学报(英文版).2012,17(3).287-295.DOI:10.3969/j.issn.1007-0214.2012.03.008.
[3]Young-joon OH,Jong-in KIM,Taeh-yun YOON,等.Face Detection from Four Captured Images Related to Intelligent Room for the Deaf[J].测试科学与仪器.2010,(4).338-342.
[4]KONG Wan-zeng,ZHU Shan-an.Multi-face detection based on downsampling and modified subtractive clustering for color images[J].浙江大学学报A(英文版).2007,(1).72-78.
[5]李海燕,余鹏飞,周浩.基于贝叶斯判别器的面部检测[J].云南大学学报(自然科学版).2006,(4).303-306.
[6]王涛,卜佳俊,陈纯.A color based face detection system using multiple templates[J].浙江大学学报(英文版).2003,(2).162-165.
[7]WU Jinsong,CHEN Xiancheng,SHI Yuquan.Noninvasive three-dimensional computed tomographic angiography in preoperative detection of intracranial arteriovenous malformations[J].中华医学杂志英文版.2000,(10).915.
[8]Zhang Xu,Zhang Shujun,HAPESHI Kevin.A new method for face detection in colour images for emotional bio-robots[J].中国科学:技术科学(英文版).2010,(11).2983-2988.
[9]杜娟.基于OpenCV的人脸识别算法研究[D].2018
[10]王弯弯.自然场景下的侧脸检测研究[D].2017
[11]NIYOYITA Jean Paul.Multiview face detection using six segmented rectangular filters and skin tone information[D].2009
[12]陈煜.人脸检测跟踪算法的研究与基于DaVinci的人脸检测系统实现[D].2008
[13]林鹏.基于Adaboost算法的人脸检测研究及实现[D].2007
[14]Srivastava, Nitish,Hinton, Geoffrey,Krizhevsky, Alex,等.Dropout: A Simple Way to Prevent Neural Networks from Overfitting.[J].Journal of Machine Learning Research.2014,15(6).1929-1958.
[15]Caifeng Shan.Learning local binary patterns for gender classification on real-world face images[J].Pattern Recognition Letters.2012,33(4).
[16]P. Haffner,L. Bottou,Y. Bengio,等.Gradient-based learning applied to document recognition[J].Proceedings of the IEEE.1998,86(11).
[17]S, Hochreiter,J, Schmidhuber.Long short-term memory.[J].Neural computation.1997,9(8).1735-80.
[18]LeCun, Y,Boser, B,Denker, J,等.Backpropagation Applied to Handwritten Zip Code Recognition[J].Neural Computation.1989,1(4).541-551.
[19]K, Fukushima.Neocognitron: a self organizing neural network model for a mechanism of pattern recognition unaffected by shift in position.[J].Biological cybernetics.1980,36(4).193-202.

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