人脸识别的简要介绍(附实例、Python代码)

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人脸识别的简要介绍(附实例、Python代码)

01?介绍

计算机视觉的子领域应用得非常广泛,并且全球很多商业活动都已经从中获益。人脸识别模型的使用在接下来的几年内还会继续增长,所以一起来了解如何从零开始构建人脸识别模型吧!

本文首先会介绍人脸识别模型的内部工作原理。随后结合一个简单的案例,我们将通过Python进行案例实践。在本文的最后部分,你将完成你的第一个人脸识别模型!

02?理解人脸识别的工作原理

为了理解人脸识别算法工作原理,我们首先来了解一下特征向量的概念。(译者注:此处的特征向量指机器学习的概念,不同于矩阵理论。)

每个机器学习算法都会将数据集作为输入,并从中学习经验。算法会遍历数据并识别数据中的模式。例如,假定我们希望识别指定图片中人物的脸,很多物体是可以看作模式的:

2? 脸部的长度/宽度

2? 由于图片比例会被调整,长度和高度可能并不可靠。然而,在放缩图片后,比例是保持不变的——脸部长度和宽度的比例不会改变

2? 脸部肤色

2? 脸上局部细节的宽度,如嘴,鼻子等

显而易见,此时存在一个模式——不同的脸有不同的维度,相似的脸有相似的维度。有挑战性的是需要将特定的脸转为数字,因为机器学习算法只能理解数字。表示一张脸的数字(或训练集中的一个元素)可以称为特征向量。一个特征向量包括特定顺序的各种数字。

举一个简单的例子,我们可以将一张脸映射到一个特征向量上。特征向量由不同的特征组成,如:

2? 脸的长度(cm)

2? 脸的宽度(cm)

2? 脸的平均肤色(R,G,B)

2? 唇部宽度(cm)

2? 鼻长.子度(cm)

当给定一个图片时,我们可以标注不同的特征并将其转化为如下的特征向量:

/

如此一来,我们的图片现在被转化为一个向量,可以表示为(23.1,15.8,255,224,189,5.2,4.4)。当然我们还可以从图片中衍生出无数的其他特征(如,头发颜色,胡须,眼镜等)。然而在这个简单的例子中,我们只考虑这五个简单的特征。

现在,一旦我们将每个图片解码为特征向量,问题就变得更简单。明显地,当我们使用同一个人的两张面部图片时,提取的特征向量会非常相似。换言之,两个特征向量的“距离”就变得非常小。

此时机器学习可以帮我们完成两件事:

2? 提取特征向量。一个机器学习算法可以自动标注很多特征。例如,一个复杂的特征可能是:鼻长.子度和前额宽度的比例。手动列出所有的这些衍生特征是非常困难的。

2? 匹配算法:一旦得到特征向量,机器学习算法需要将新图片和语料库中的特征向量进行匹配。

既然我们对人脸识别如何工作有了基本的理解,让我们运用一些广泛使用的Python库来搭建自己的人脸识别算法。

03?案例学习

首先给定一些人物脸部的图片——可能是一些名人,如Mark Zuckerberg, Warren Buffett, Bill Gates, Shah Rukh Khan等,并把这些人脸看作我们的语料库。现在,我们给定一些其他名人的新图片(“新人物”),并判断这些“新人物”是否在语料库中。

以下是语料库中的图片:

/

如图所示,我们所列举的名人有Barack Obama, Bill Gates, Jeff Bezos, Mark Zuckerberg, Ray Dalio?和Shah Rukh Khan。

现在,假定“新人物”如下:

/

显而易见,这是Shah Rukh Khan。然而对电脑来说,这个任务很有挑战性。因为对于我们来说,我们可以轻易地将图片的多种特征结合来判断这是哪个人物。然而对电脑而言,学习如何识别人脸是非常不直观的。

有一个神奇但 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 参数后,安装成功,如下图所示。

/

安装成功后,可以看到dlib、?face_recognition对应的文件夹,如下图所示:

/

参考:

1)官方安装face_recognition的说明?https://github.com/ageitgey/face_recognition/issues/175#issue-***8

ip install dlib?and then?pip install face_recognition.

/

2)face_recognition安装、不用安装VS2015,win系统下安装dlib,face_recognition-亲测100%成功? ?

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