什么是SeetaFace开源人脸识别引擎？

雷锋网(公众号：雷锋网)按：本文作者VIPL_Face

区分不同的人是很多智能系统的必备能力。为实现此目的，一种可能的技术手段是通过对人脸的光学成像来感知人、识别人，即所谓的人脸识别技术。经过几十年的研发积累，特别是近年来深度学习技术的涌现，人脸识别取得了长足的进步，在安防、金融、教育、社保等领域得到了越来越多的应用，成为计算机视觉领域最为成功的分支领域之一。

然而，人脸识别并非完全成熟的技术，离公众期望的全面应用尚有距离，还需要学术界、工业界的共同努力。为此，整个人脸识别社区需要有基准（Baseline）系统，而且基准系统的水平显然会极大影响着该领域的发展水平。可是令人尴尬的是，这个领域迄今尚无一套包括所有技术模块的、完全开源的基准人脸识别系统！我们希望改变现状，因此开源了SeetaFace人脸识别引擎。该引擎由中科院计算所山世光研究员带领的人脸识别研究组研发。代码基于C++实现，且不依赖于任何第三方的库函数，开源协议为BSD-2，可供学术界和工业界免费使用。

SeetaFace人脸识别引擎包括了搭建一套全自动人脸识别系统所需的三个核心模块，即：人脸检测模块（SeetaFace
Detection）、面部特征点定位模块（SeetaFace Alignment）以及人脸特征提取与比对模块 （SeetaFace
Identification）。

人脸检测模块SeetaFace
Detection采用了一种结合传统人造特征与多层感知机（MLP）的级联结构，在FDDB上达到了84.4%的召回率（100个误检时），并可在单个i7
CPU上实时处理VGA分辨率的图像。面部特征点定位模块SeetaFace
Alignment通过级联多个深度模型（栈式自编码网络）来回归5个关键特征点（两眼中心、鼻尖和两个嘴角）的位置，在AFLW数据库上达到state-of-the-art的精度，定位速度在单个i7
CPU上超过200fps。人脸识别模块SeetaFace
Identification采用一个9层的卷积神经网络（CNN）来提取人脸特征，在LFW数据库上达到97.1%的精度（注：采用SeetaFace人脸检测和SeetaFace面部特征点定位作为前端进行全自动识别的情况下），特征提取速度为每图120ms（在单个i7
CPU上）。

下面对上述三个模块的情况做简要介绍，更详细的介绍请参考我们相应的学术论文。

人脸检测模块SeetaFace Detection

该模块基于我们提出的一种结合经典级联结构和多层神经网络的人脸检测方法实现，其所采用的漏斗型级联结构（Funnel-Structured

Cascade，FuSt）专门针对多姿态人脸检测而设计，其中引入了由粗到精的设计理念，兼顾了速度和精度的平衡。

如图1所示，FuSt级联结构在顶部由多个针对不同姿态的快速LAB级联分类器构成，紧接着是若干个基于SURF特征的多层感知机（MLP）级联结构，最后由一个统一的MLP级联结构（同样基于SURF特征）来处理所有姿态的候选窗口，整体上呈现出上宽下窄的漏斗形状。从上往下，各个层次上的分类器及其所采用的特征逐步变得复杂，从而可以保留人脸窗口并排除越来越难与人脸区分的非人脸候选窗口。

图1. SeetaFace人脸检测模块所采用的FuSt漏斗型级联结构

与SeetaFace

Detection开源代码配套开放的是一个准正面人脸检测模型（使用了约20万人脸图像训练而来），可以实现准正面人脸的准确检测（旋转角度约45度以内，但对于姿态偏转较大的人脸也具备一定的检测能力）。图2给出了一些检测结果的示例（注：测试时图像金字塔下采样比例设置为0.8，滑动步长设置为4和2，最小人脸设置为20×20）。在人脸检测领域最重要的评测集FDDB上对SeetaFace

Detector进行评测，在输出100个误检时（FPPI=0.035）召回率达到84.4%，输出1000个误检时召回率达到88.0%。

图2. SeetaFace Detection人脸检测结果的示例

图3则给出了SeetaFace

Detector在FDDB上的离散型得分ROC曲线，并与其它已发表的学术界公开结果（从FDDB官网获得）进行了对比。不难看出，尽管SeetaFace人脸检测器并非目前精度最高的，但在学术界公开的结果中仍然具有很强的竞争力，而且可以完全满足多数人脸识别系统的需求。