人臉識(shí)別是近年來模式識(shí)別 、 圖像處理、 機(jī)器視覺、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及認(rèn)知科學(xué)等領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題之一． 所謂人臉識(shí)別 ， 是指給定一個(gè)場景的靜態(tài)圖像或動(dòng)態(tài)視頻 ， 利用存儲(chǔ)有若干 已知身份的人臉 圖像的數(shù)據(jù)庫驗(yàn)證和鑒別場景 中單 個(gè)或者 多個(gè)人 的身份 ． 人臉識(shí) 別按 照人 臉信 息 的來 源可 以分 為兩 類口 ： 基于靜態(tài)人臉圖像 的識(shí)別 和基于包含人臉的動(dòng)態(tài)視頻信息的識(shí)別． 因?yàn)閯?dòng)態(tài)視頻信息并不能明顯提高人臉識(shí)別 的性能l2]， 因此本文只研究基于靜態(tài)人臉圖像 的識(shí)別．

    作為生物特征識(shí)別的一個(gè)重要方面， 人臉識(shí)別在檔案管理系統(tǒng) 、 安全驗(yàn)證系統(tǒng) 、 信用卡驗(yàn)證、 公安系統(tǒng)的罪犯身份識(shí)別 、 銀行和海關(guān) 的監(jiān)控 、 人機(jī)交互等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景． 與指紋識(shí)別、 視網(wǎng)膜識(shí)別、 虹膜識(shí)別等技術(shù)相 比， 人臉識(shí)別技術(shù)在數(shù)據(jù)采集

方面手續(xù)比較簡單 ， 使用者更容易接受． 人臉作為生物特征， 雖然唯一性 比指紋和虹膜要差(基于人臉的識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別率的上限是由同卵雙胞胎的出生率決定的[3 )， 在高安全性要求的系統(tǒng)中只能作為輔助手段． 然而， 對于一般安全性要求 的身份驗(yàn)證和鑒別系統(tǒng) ， 人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)足夠應(yīng)用了．

    雖然人類在嬰幼JLn~ 期已經(jīng)具有了識(shí)別人臉的能力， 但建造一個(gè) 自動(dòng)、 高識(shí)別率的計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)并非易事 ， 有許多困難仍然沒有得到解決． 這些困難主要表現(xiàn)在： 人臉是 一個(gè)三維非 剛性 物體， 表情 、 姿態(tài) 、 光源的不同使得 同一個(gè)人 的圖像千變?nèi)f化 ； 人臉會(huì)隨著年齡的增長而變化 ； 眼鏡 、 發(fā)型、 胡須等對人臉圖像存在影 響． 由美 國國防部組織 的 F E—R E T 測試l4 表明， 當(dāng)光照條件和人臉姿態(tài)發(fā)生變化后(例如人臉在深度方 向發(fā)生偏轉(zhuǎn) )， 人臉識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的下降．

    人臉識(shí)別研究在二十世紀(jì)六七十年代引起了諸多學(xué)科領(lǐng)域研究者的濃厚興趣． 進(jìn)入九十年代后 ， 隨著各行業(yè)對人臉識(shí)別系統(tǒng) 的迫切需求， 人臉識(shí)別研究再次成為熱門課題． 當(dāng)前世界各 國有許 多研究機(jī)構(gòu)在從事這方面的研究， 這些研究受到軍方、 警方以及大公司的高度重視 和資助 ， 美 國軍方還專 門組織了人臉識(shí)別競賽以促進(jìn)人臉識(shí)別研究的發(fā)展[2]． 經(jīng)過三十多年的研究， 人臉識(shí)別 已經(jīng)成為圖像分析與圖像理解領(lǐng)域最成 功的應(yīng)用之一． 研究人員提 出了很多識(shí)別方法， 建成了一些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) ， 也有一些成功的人臉識(shí)別商業(yè)軟件投入市場 ， 例如 B i olD 公 司的產(chǎn)品． IE EE 組織 了專門的人臉和手勢識(shí) 別的 國際會(huì)議 IE E E International C onference on A utom aticFace and G esture R ecogniti on． 國際模式識(shí) 別聯(lián)合會(huì) (International A ssociation for Pattern R ecogni—ti on，IA P R )也組織 了專 門的基于生 物特征 的人類身份識(shí)別和驗(yàn)證的國際會(huì)議 (A U D IO and V ID E O —B A S E D B IO M E T R IC P E R S o N A U T H E N T IC A —T IO N ，A V B P A )．

    人臉識(shí)別作為模式識(shí)別的一種 ， 一般可以分為三個(gè)組成部分： 從場景 中檢測并分割人臉 ； 抽取人臉特征 ； 匹配和識(shí)別人臉． 由于人臉檢測已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的課題 ， 具有特定的思想和方法 ， 所以本文假定人臉 已經(jīng)被正確檢測并從場景 中分割出來 ， 關(guān)于人臉檢測方面的綜述性文章請參考文獻(xiàn)r -s]． 又因?yàn)樾璩槿〉娜四樚卣髋c特定的識(shí)別算法有關(guān) ， 因此本文沒有專門論述特征抽取算法 ， 而是在論 述識(shí)別方法的同時(shí)介紹與之相關(guān)的特征抽取方法．