21、面部检测与识别：原理、方法与实践

面部检测与识别：原理、方法与实践

1. 面部识别的广泛应用

如今，面部识别技术无处不在。不久前，作者乘坐飞往欧洲的航班时，无需出示护照，只需站在摄像头前，便顺利登机，这是达美航空推动面部识别技术应用、提供无接触式旅行体验的早期试点项目的一部分。

面部识别是人工智能最常见且有时颇具争议的应用之一。Meta（前身为Facebook）曾用它为照片中的朋友打标签，后因隐私问题停用；苹果用它让用户解锁iPhone，微软用它解锁Windows电脑，Uber则用它确认司机身份。若运用得当，面部识别有潜力让世界变得更美好、更安全、更有保障。

2. 构建面部识别系统的关键步骤

若要构建一个能识别照片或视频帧中人物的系统，比如限制只有授权人员才能进入大学宿舍的安全系统，或在硬盘中搜索特定人物照片的应用程序，需要具备以下两个关键能力：
- 面部检测 ：在照片或视频帧中找到人脸。
- 面部识别 ：识别检测到的人脸。

3. 面部检测方法

3.1 Viola - Jones算法

Viola - Jones算法源于2001年发表的论文“Rapid Object Detection Using a Boosted Cascade of Simple Features”。该算法关注相邻像素块的相对强度，例如眼睛周围矩形区域的平均像素强度通常比其正下方区域的平均像素强度暗，鼻梁通常比眼睛周围区域亮，因此两个暗矩形中间夹一个亮矩形可能代表两只眼睛和一个鼻子。当一帧图像中多个这样的类Haar特征出现在正确位置时，就表明该帧包含人脸。