بخشی از مقاله
چکیده
شناسایی چهره یک موضوع تحقیقاتی مهم در پردازش تتصویر می باشد که هدف ان شناسایی چهره انسان در حالات مختلف چهره می باشد.در این مقاله روشی برای شناسایی چهره با تلفیق روش های LBP - Geometric و - PLQ پیشنهاد شده است. ترکیب این روش ها در مقابل تغییرات موجود در تصاویر چهره زمان را افزایش می دهد ولی در نتیجه عملکرد سیستم را در شناسایی چهره بهبود می بخشد.برای افزایش توانایی سیستم ، شناسایی چهره به وسیله مقایسه کردن مدلی از تصویر مدل جستجو در گالری تصایر صورت می پذیرد. متد معرفی شده یک روش خوب برای افزایش میزان شناسایی چهره می باشد.
کلید واژه ها :شناسایی چهره ، فیوژن ، تلفیق الگوی تصاویر
- 1 مقدمه
یکی از خواص مهم انسان حس بینایی می باشد در واقع یکی از پیچیده ترین قابلیت های سیستم بینایی انسان ، قابلیت شناسایی چهره افراد مختلف است. شناسایی چهره در میان حالات مختلف به یک تکنیک بیومتریک پویا نیاز دارد. تلاش های بسیاری در سال های اخیر برای شناسایی چهره ددر میان حالات مختلف ، تئچوسط محققین صورت پذیرفته و به نتایج برجسته ای نیز دست یافته اسن. سیستم بیومتریک شامل اجزائ اصلی مانند صورت ، چشم ، امضاء ، دست ، صدا، انگشت و غیره می باشد که شناسایی چهره یکی از تکنیک های مهم سیستم بیمتریک است هدف اصلی این مقاله شناسایی افراد و افزایش بهره شناسایی به صورت اتوماتیک می باشد. در شناسایی چهره به صورت اتوماتیک از شیوه های نوین پردازش تصویر استفاده می شود.
بطور کلی تکنیک های شناسایی چهره به سه قسمت کلی تقسیم می شود : روش Geometrical و Statistical و روش . Hybridپرکاربرد ترین روش روش Geometrical است بنابراین در این پژوهش از تلفیق چندین متود Geometric برای حل مشکل شناسایی چهره در حالات مختلف استفاده می کنیم. در این سیستم هدف شناسایی افراد در شرایط مختلف پس از دریافت یک سری تصویر چهره از افراد میباشد. تصاویری که از ابتدا برای شناسایی افراد به سیستم آموزش داده میشود را پایگاه چهره آموزش سیستم1 نامیده و تصاویری که برای تست قدرت سیستم در مقابل تصاویر جدید بوده تشکیل گروه Probe را میدهند.[5] در بحث شناسایی چهره دو متد تشخیص2 و تصدیق3 وجود دارد. در بحث تشخیص با استفاده از تصویر مورد نظر، هویت فرد تشخیص داده میشود و اما در بحث تصدیق هویت فرد توسط سیستم تایید یا رد میشود .
در این مسیر مشکلاتی نهفته است که از جمله این مشکلات تغییرات شدت نور یا روشنایی، تغییر زاویه دوربین، تغییرات حالت چهره، تغییرات سن و.... میباشد. یکی از مشکلات عمده ای که در تکنیک شناسایی چهره با آن مواجه میشویم، قرار گرفتن در موقعیتهای مختلفی از حالات چهره و دوربین است. شناسایی چهره ای که در دورانهای مختلفی با دوربین قرار گرفته است از این جمله است.[6]یکی از روشهای مورد بررسی برای تعیین هویت انسان، بازشناخت چهره توسط کامپیوتر میباشد، که معمولا با عنوان شناسایی چهره و یا بازشناخت چهره بیان میگردد. در باز شناخت تصویر یک چهره تصویر ورودی با توجه به اطلاعات موجود در بانک اطلاعات، مورد شناسایی قرار میگیرد. این بانک شامل مشخصاتی از تصویر چهره افراد شناسایی شده میباشد. بازشناخت چهره استفادههای فراوانی در شناسایی بزهکاران، کارتهای اعتباری، سیستمهای امنیتی و موارد متعدد دیگر داشته و بدلیل کاربردهای فراوان، در سالهای اخیر، مورد توجه قرار گرفته است. این بازشناخت چهره در تصویر در دو مرحله انجام میشود:
1 موقعیت و حدود چهره یا چهره ها، در تصویری که دارای اشیاء و زمینههای مختلف است، مشخص می شود -2 از چهره مشخص شده در تصویر، ویژگیهای لازم استخراج شده و بازشناخت انجام میشود. که از جمله آن مشخص کردن اجزاء چشم و تعیین حالت و موقعیت آنها میباشد.کارهای انجام شده برای استخراج خصوصیات از تصویر بر روی دو نوع تصویر بوده است و بدلیل اینکه تصاویر نیمرخ حاوی اطلاعات کمتری از تصاویر تمام رخ است، بررسیهای انجام شده، بیشتر بر تصاویر تمام رخ متمرکز شده است. در دهههای اخیر روشهای متعددی برای باز شناخت چهره پیشنهاد شده است، ولی به دلیل مشکلاتی رسیدن به این هدف به طور کامل میسر نشده است.اساساً اختلاف و تنوع زیاد در چهره افراد به گونهای است که نمیتوان چهرهها را در دستهها وگروههای مشخصی طبقهبندی کرد.
علاوه بر آن، ممکن است تغییراتی شبیه بلندی یا کوتاهی موی سر و صورت یا نحوه مرتب کردن آن و نیز تغییر سن باعث تغییر چهره گردد. در ضمن ممکن است، تغییر در چهره به دلیل شرایط تصویر برداری باشد. این شرایط میتواند شامل تغییرات در شدت نور و نیز چگونگی قرار گرفتن مانند زاویه و چرخش چهره یا زاویه تصویر برداری از چهره باشد که به هر صورت، باعث مشکلات اساسی در باز شناخت تصویر چهره میگردد.بنابر این استخراج ویژگیهای ثابتی از یک چهره که با ویژگیهای استخراج شده از تصویر یک شخص با تغییر شرایط تصویربرداری تغییر میکند، و گاهی نیز بر عکس آن ویژگی استخراج شده از چهره اشخاص متفاوت، به دلیل شباهت و تعدد چهرهها، بسیار شبیه بوده و در باز شناخت تصویر مشکل آفرین میگردد ادامه مقاله به صورت زیر نوشته شده است : بخش 2 مروری بر تحقیقات گذشته خواهیم داشت. در بخش 3روش پیشنهادی را توضیح خواهیم داد، بخش 4 به نتایج آذمایشات اشاره خواهیم کرد و در نهایت در بخش 5 نتیجه گیری را اعلام می کنیم.
- 2 مروری بر تحقیقات گذشته
تغییر حالت چهره یکی از مشکلات شناسایی چهره در تحقیقات انجام شده است، برای فایق آمدن بر این مشکل به بررسی ادبیات، تحقیقاتی که در گذشته انجام شده است میپردازیم.Zhang در سال 2009 با اندازه گیری فواصل نقاط اصلی، سعی در یافتن شباهت هایی میان دو چهره نمود. برای ایجاد ارتباطی موثر و قوی میان حالات مختلف تصاویر سه بعدی و ایجاد تنظیمات تصاویر سه بعدی مدل 3DMM4 توسط Blanz و همکاران در سال 2003 پیشنهاد شد. در این روش، تصویر دوبعدی چهره را بر روی مدل سه بعدی آن منطبق میکنیم، بنابراین چهره ها در فضای سه بعدی مدل میشوند. به طور موثر در فضای سه بعدی تصویری که دوران داده شده است بر روی تصویری که از روبرو و در حالت ثابت گرفته شده است، تطبیق داده میشود.
