ArcFace: Additive Angular Margin Loss for Deep Face Recognition

open source:https://github.com/deepinsight/insightface

摘要

        一个主要的挑战在特征学习,使用深度卷积神经网络(DCNNs)对大尺度人脸识别,是设计合适loss函数,它能够增强区别。中心损失距离在深度特征和他们相应的类中心在欧几里得空间去实现类内紧度。球体猜测这个线性转换矩阵在最后全卷积层,能够使用作为一个表示类中在欧几里得空间,因此惩罚角在深度特征和他们对应权重使用一个惩罚方式。在这篇文章,我们提出了一个附加角边损失(ArcFace)来获得较高的区别特征来进行人脸识别。这个提出ArcFace有一个清楚的几何解释,由于它提取对应测地距离在一个超空间。我们展示可论证地最广泛的实验评估所有当前先进的人脸识别方法在10个人脸识别基准,它包含一个新的大尺度图像数据集拥有万亿点对,一个大尺度视频数据集。我们展示ArcFace一致性能超前以及能够容易地实施,可以忽略计算开销。为进行将来研究,代码已经公布在:https://github.com/deepinsight/insightface

 

                                          

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### 回答1: ArcFace是一种用于深度人脸识别的加性角度边界损失函数。它通过将人脸特征向量映射到一个高维球面空间中,来实现对人脸的准确识别。该方法在LFW、CFP和MegaFace等公共数据集上都取得了非常好的效果。 ### 回答2: ARC Face是一种深度人脸识别中用于改善性能的技术。它是一种针对原始Softmax损失函数的改进,旨在提高神经网络的识别度和准确性。 在传统的训练过程中,Softmax交叉熵损失函数用于训练神经网络,以使其对于每个身份有一个相应的输出。然而,这种方法对于复杂的人脸认证任务来说往往无法满足要求,因为它无法有效地区分相似人脸。因此,ARC Face损失函数在Softmax之上引入了一个加法角度间隔,并通过控制不同类别之间的间隔来提高网络的鉴别度和泛化能力。 通过加入额外的角度余弦项,ARC Face能够通过增加类别之间的间隔来增强模型的辨别力。这种损失函数的实现非常简单:对于每个数据点,它计算一个基本的Softmax损失,并在其之上添加一个额外的角度间隔,以确保相似人脸的辨别度足够高。因此,它可以很轻松地集成到任何现有的深度学习框架中。 另外,ARC Face的优点还包括它能够自适应调整当前的角度间隔,以确保其最大化对不同类别的特征表示的区分度。这使得ARC Face能够以更高的准确性从更小的数据集中进行训练,并因此需要更少的数据就能获得更好的性能。 总而言之,ARC Face是一种在深度人脸识别中广泛使用的技术,它通过在Softmax损失函数之上引入额外的角度间隔来增强模型的辨别力和泛化能力。这使得网络能够更好地区分相似人脸,从而提高了对复杂识别任务的性能。 ### 回答3: Arcface是一种深度人脸识别算法,是在原本的softmax分类器上加入了一项angular margin loss。此项损失函数在训练时能够直接优化人脸特征的分类聚合性,能够使得特征向量之间的欧氏距离与余弦相似性更加明显。 首先, Arcface对于标准的softmax分类器进行了改良,其中加入了一个角度边界的约束项。这个约束项可以调整样本的特征分布,以更好地区分不同的个体,从而提升模型的人脸识别精度。其中,角度边界的大小可以通过超参数进行调整。在正常的softmax分类器中,每个样本都被分类到一个特定的人脸类别中,而在Arcface中,每个样本都被分配到一个角度上。 其次,Arcface使用了余弦相似性来刻画不同的人脸特征之间的距离,这种距离度量方式更加适合高维特征向量的表达。余弦相似性一般값介于0和1之间,其值越高说明这两个特征向量越相似,相反,则说明它们越不相似。Arcface算法使用余弦距离来优化分类效果,这对于人脸识别任务来说是非常重要的,尤其是当特征向量非常长时。 最后,Arcface还使用了梯度下降来最小化损失函数,并通过不断调整超参数来优化算法的性能。除此之外,Arcface还采用一些常用的技术来提高算法的性能,比如数据增强以及批处理学习等等。 总之,Arcface采用了一种新的损失函数设计以及有效的余弦相似度度量方法,优化了人脸识别问题,大大提升了特征向量的可表示性,并在现实场景中应用广泛。
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