Generic placeholder image

شناسایی چهره: شناسایی ابعاد گوناگون در معیارهای ارزیابی

·        مقدمه

تشخیص چهره به موضوع تحقیقاتی جالبی تبدیل شده است و محتوای رشته های مختلفی از جمله علوم اعصاب، روانشناسی، آمار، داده کاوی، بینایی رایانه، تشخیص الگو، پردازش تصویر و یادگیری ماشین را با هم ترکیب می کند. در این فناوری تصاویر چهره را می توان از فاصله دور و بدون نگرانی فرد ثبت کرد و فرایند شناسایی نیازی به تعامل با فرد ندارد. 
تشخیص چهره یکی از زمینه های مهم وپر شتاب در  طی دو دهه گذشته بوده است. این حوزه تحقیقاتی محققان رشته های مختلفی از جمله داده کاوی، پردازش تصویر، تشخیص الگو، علوم اعصاب، روانشناسی، بینایی رایانه و یادگیری ماشین و غیره را درگیر می کند.

·       تکنیک ها و روش های تشخیص چهره

مغز انسان با به خاطر سپردن چهره بهتر از سایر الگوها، برای تشخیص چهره سازگار است.
 سیستم های تشخیص چهره، کاربردهای رایانه ای است که تصاویر دیجیتالی افراد را با هدف شناسایی آنها بررسی می کند. روند شناسایی چهره تحت تأثیر عوامل زیادی مانند شکل، اندازه، حالت، انسداد و روشنایی قرار دارد. صورت انسان بسیار پیچیده است و ویژگی هایی را داراست، که می تواند در طول زمان متفاوت باشد.

متریال پوست با بافت غیر یکنواخت پوشیده شده است، که مدل سازی صورت را دشوار می کند و همچنین سطح پوست صورت تحت تأثیر میزان تعریق قرار می گیرد. هنگامی که فرد خجالت می کشد یا گرم می شود، رنگ پوست تغییر می کند .

·       کاربرد های تشخیص چهره

تشخیص چهره، دو کاربرد مختلف دارد: پایه ای و پیشرفته. تشخیص اولیه صورت که مشخص میکند چهره برای یک انسان است و یا خیر را مشخص می کند. اگر صورت باشد ، سیستم به دنبال چشم، بینی و دهان می گردد. این شامل ویژگی های منحصر به فرد است: عرض بینی، پهن بودن چشم، عمق و زاویه فک، ارتفاع استخوان گونه و فاصله بین چشم ها و ایجاد یک کد عددی منحصر به فرد  برای هر کدام. به طور کلی، یک سیستم تشخیص چهره شامل مراحل زیر است:

تشخیص چهره ، استخراج ویژگی ها و تشخیص چهره مانند شکل 1


 

شکل 1 ساختار کلی سیستم تشخیص چهره.

 

·       شناسایی چهره

وظیفه اصلی این مرحله تعیین چهره انسان و موقعیت آن در یک تصویر مشخص است. خروجی‌های مورد انتظار، لکه‌هایی در هر صورت یا ویژگی‌های چهره در تصویر ورودی هستند.
 همچنین می‌توان آن را شناسایی اشیا برای یافتن مکان و اندازه تمام اشیا در یک تصویر مشخص دانست. تشخیص چهره را می‌توان برای شناسایی ناحیه مورد نظر, تشخیص اشیا, طبقه‌بندی تصاویر و تصاویر به کار برد.

 

 

شکل 2. تشخیص ویژگی

 

·       استخراج ویژگی

در این مرحله، تکه های صورت انسان از تصاویر استخراج می شوند تا دقت تشخیص چهره بهبود یابد.

برای شناسایی چهره های انسان، از ویژگی های برجسته صورت مانند چشم، بینی و دهان و توزیع هندسه آنها استفاده می شود.
 از نظر شکل، اندازه و ساختار این اندام ها تفاوت هایی وجود دارد، بنابراین چهره ها از هزاران طریق متفاوت هستند تا بتوانند آنها را تشخیص دهند. یک روش آشنا استخراج شکل بینی، چشم، چانه و دهان و سپس تشخیص صورت از نظر فاصله و اندازه آن اندام ها است. 
روش بعدی استفاده از یک مدل انعطاف پذیر برای نشان دادن هوشمندانه شکل اندام های صورت است .  سپس ترکیب صورت به  خصیصه ویژه اهمیت تبدیل می شود.

 

 

 

 

 

شکل 3

استخراج ویژگی و نمایش بردار ویژگی.

 

 

·       تشخیص چهره

تشخیص چهره از استخراج ویژگی و نمایش بردار ویژگی آخرین مرحله است. برای دستیابی به شناسایی خودکار، به یک پایگاه داده چهره نیاز است. در پایگاه داده چهره، برای هر شخص، چندین تصویر گرفته می شود و ویژگی های آنها ذخیره می شود. وقتی یک تصویر چهره ورودی وارد می شود، ابتدا تشخیص چهره و استخراج ویژگی انجام می شود. 
سپس ویژگی های مشخصه را با هر نوع چهره ذخیره شده در پایگاه داده مقایسه کنید. رویکرد معمول شناسایی چهره شناسایی و تأیید است. در شناسایی چهره ، سیستم برای تصویر چهره داده شده جستجو  می کند تا بگوید او کیست، در حالی که در تأیید چهره، با توجه به تصویر چهره، سیستم درست یا نادرست را در مورد شناسایی تأیید می کند.

 

شکل 4

مراحل در سیستم تشخیص چهره