過(guò)去幾年，學(xué)術(shù)界和商業(yè)界都對(duì)生物計(jì)量學(xué)產(chǎn)生了極大的關(guān)注。它已成為傳統(tǒng)身份識(shí)別方式的首選替代方式，這些身份識(shí)別卡未嵌入人的身體特征中。對(duì)包括面部，指紋，虹膜和視網(wǎng)膜識(shí)別在內(nèi)的幾種生物識(shí)別方式的研究已取得了不同程度的成功。人臉識(shí)別是最吸引人的方式，因?yàn)樗侨祟?lèi)之間自然的識(shí)別方式。

最近，研究人員研究了使用紅外熱像儀進(jìn)行人臉識(shí)別，可以進(jìn)行體溫快速檢測(cè)。然而，這些在熱面部識(shí)別中的許多研究工作僅將熱紅外波段用作在黑暗中觀察或減少光可變性的有害影響的方法。從方法上講，它們與可見(jiàn)波段的人臉識(shí)別算法沒(méi)有太大區(qū)別，可見(jiàn)波段可以分為基于外觀的方法和基于特征的方法。最近，已經(jīng)嘗試融合可見(jiàn)光和紅外熱像儀模態(tài)以提高面部識(shí)別的性能。

研究提出了一種解決熱面部識(shí)別問(wèn)題的新穎方法，該方法可以充分利用熱紅外波段的潛力。它由統(tǒng)計(jì)面部分割和針對(duì)熱現(xiàn)象學(xué)量身定制的生理特征提取算法組成。生理載體由面部血管網(wǎng)絡(luò)的熱烙印形成。預(yù)測(cè)了從熱面部圖像提取血管網(wǎng)絡(luò)并將其用作面部識(shí)別的特征空間的可能性。目標(biāo)是人們對(duì)紅外熱像儀中人臉識(shí)別的另一種思考方式，以促進(jìn)體溫快速檢測(cè)。與其他方式相比，它具有明顯的優(yōu)勢(shì)。面部熱圖像由紅外熱像儀捕獲。對(duì)于要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)主題，記錄五個(gè)不同的姿勢(shì)。將兩步分割算法應(yīng)用于每個(gè)姿勢(shì)圖像，以從面部提取血管網(wǎng)絡(luò)。

圖為紅外熱像儀測(cè)體溫

為了建立可行性，提出了一種使用熱成像中包含的生物熱信息來(lái)捕獲面部生理模式的特定方法。該方法的基礎(chǔ)是利用特征和時(shí)不變的生理信息來(lái)構(gòu)建特征空間。盡管面部熱圖隨時(shí)間推移而移動(dòng)，但淺層脈管系統(tǒng)與周?chē)M織之間的對(duì)比度仍保持不變。這種生理特征具有永久性，在皮膚下很難改變。因此，它為可以使用它的任何面部識(shí)別方法提供了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。具體來(lái)說(shuō)，方法如下：首先，使用新穎的貝葉斯分割算法將面部組織與背景分離。其次，通過(guò)使用白色大禮帽分割并進(jìn)行各向異性擴(kuò)散，從皮膚表面提取血管輪廓網(wǎng)絡(luò)。第三，將TMP定位在血管網(wǎng)絡(luò)中，并將其用作特征向量的基礎(chǔ)。第四，它通過(guò)匹配基于TMP的特征向量來(lái)執(zhí)行識(shí)別。從指紋識(shí)別中借鑒了一些想法，因?yàn)檠芫W(wǎng)絡(luò)似乎與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)象學(xué)上相似。

最重要結(jié)論是，基于生理的人臉識(shí)別來(lái)對(duì)體溫快速檢測(cè)似乎是可行的，并且具有潛力，尤其是作為一種解決隨時(shí)間推移永久性低的問(wèn)題的方法。確定了眼鏡和濃密的面部毛發(fā)的存在，以及大量的汗液，這可能是熱量散發(fā)的結(jié)果。大量汗水在熱面部貼圖中引入了非線性位移，當(dāng)前特征提取機(jī)制無(wú)法很好地處理該非線性位移。更重要的是，結(jié)果證明了生理框架在人臉識(shí)別中的可行性，并為該領(lǐng)域進(jìn)一步的方法學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究開(kāi)辟了道路。

參考文獻(xiàn)

Pradeep Buddharaju, Ioannis T. Pavlidis, et al. Physiology-Based Face Recognition

in the Thermal Infrared Spectrum. IEEE Transactions On Pattern Analysis And Machine Intelligence.