关键词:
深度学习
遮挡人脸
关键点定位
人脸识别
摘要:
随着深度学习研究的不断进步,人脸识别技术已经得到了飞速的发展,相关的智能识别算法及其应用系统已经在众多领域得到了较好的应用,并取得了不错的效果。然而人脸识别系统受到姿态、光照、遮挡等情况影响识别效果并不理想。比如在新型冠状病毒肺炎(Corona virus disease 2019,COVID-19)疫情期间,由于疫情原因每个人都需要戴口罩,这种情况下使得人脸识别系统受遮挡影响而识别率较低,所以有遮挡人脸识别是一个急需解决的关键问题。本课题主要研究大面积遮挡情况下的人脸识别问题,如口罩遮挡情况。人脸图片首先通过人脸检测与特征点定位方法得到人脸框和关键点位置,对已被遮挡的特征点进行舍弃,提取未被遮挡的人脸特征点,随后根据提取到的特征点进行剪裁,建立非遮挡区块数据集,并利用所建立的数据集进行人脸识别算法的研究。本文主要研究内容如下:(1)针对传统算法在大面积遮挡人脸的检测与特征点定位问题,本文首先通过实验分析了MTCNN和Retinaface算法对于有遮挡人脸的检测与特征点定位效果。根据实验结果得出Retinaface算法对于大面积遮挡情况的检测与定位效果优于MTCNN,但存在部分特征点定位偏差和小目标漏检情况。随后利用残差思想改进了Retinaface的特征提取网络,通过实验验证了改进后的Retinaface算法可以更有效的进行检测与特征点定位。(2)由于在人脸识别过程中事先不知人脸是否被遮挡,因此本文设计了遮挡判别模型。根据人脸检测和特征点定位,得出人脸框并输入到遮挡判别模型中,以此来判断人脸是否被遮挡。在大面积遮挡情况下的人脸识别中,由于能够提取的有效特征较少,所以依据全局特征的人脸识别方法就会很不理想。针对该问题,本文根据人脸关键点定位结果提取人脸非遮挡部分,建立非遮挡区块数据集用于后续的人脸识别研究。(3)在非遮挡区块数据集上进行局部特征的人脸识别方法研究。利用迁移思想训练基于VGG16和Res Net50的人脸识别模型。通过实验得出基于局部特征的有遮挡人脸识别准确率,并与利用全局特征的有遮挡人脸识别结果进行对比分析。本文对以上问题进行相关实验,实验结果表明,本文所提出的方法在大面积遮挡人脸情况下不但能有效检测人脸框和定位人脸特征点,而且根据非遮挡区块数据集训练的模型识别率较传统识别方法更高。