基于Ghostnet轻量级人脸识别算法研究

来源：电子测量技术杂志2022年第16期北京时间：

作者：赵 锋，张 鹏，张 冉

单位：1中北大学 仪器与电子学院，太原 030051; 2中北大学 大数据学院，太原 030051

摘要：为了提高人脸识别在嵌入式设备中的识别精度和速度，提出一种基于Ghostnet轻量级人脸识别算法--Ghostfacenet。首先，通过预设卷积生成固定数目的内在特征；针对卷积运算计算消耗大的问题，使用计算成本低廉的线性操作代替卷积运算，产生一系列与内在特征相关联的特征信息；其次，基于Ghostnet中的Ghost模块以及深度可分离卷积设计出Ghostfacenet-Bottleneck，并且由其构建出Ghostfacenet轻量级卷积神经网络；最后，联合Softmax损失函数和Arcface损失函数进一步增加人脸类内紧凑性以及类间差异，同时使得轻量级模型有更好的收敛性以及泛化能力。实验结果表明，Ghostfacenet在嵌入式设备的识别速度分别是Resnet50、Efficientnet、MobilenetV2和Mobilefacenet的11.08倍、8.57倍、2.75倍和2.82倍。在不显著降低识别性能同时能够显著提高运行效率，非常适用于资源有限的嵌入式设备中。

关键词：深度学习;损失函数;轻量级卷积神经网络;人脸识别;嵌入式系统

基金资助：技术领域基金资助（2021-JCJQ-JJ-0726）