🌵1. 人脸验证和人脸识别
- 人脸验证（Face Verification）：1对1问题，即输入图片，判断图片是否是正确的那个人（即已经有了一个人的信息）
- 人脸识别（Face Recognition）：1对n问题，即输入图片，需要输出对应的那个人信息（即已经有了n个人的信息）
2. One-Shot 学习
对于图像的识别，通常需要大量的标注样本。对于一个企业的人脸识别系统，可能数据库中只有每个员工的一张照片，那么就需要通过这一个样本来进行学习，这就是one-shot learning，即单样本学习。
相似度函数，用 表示两张图片之间的不同程度（即两张图片的差异值）。如果两张图片是同一个人，则输出值会很小；如果两张图片是不同的人，则输出值会很大。定义一个阈值 ，如果 ，则认为是同一个人；否则认为是不同的人。
3. Siamese Network
即孪生网络。相关论文可以参考 DeepFace: Closing the Gap to Human-Level Performance in Face Verification
假设有两张人脸的图片 ，分别通过卷积网络来得到一个向量（即softmax之前的向量），认为是这张图片的encoding，则：
在训练的时候，要对训练样本中的任意一对 ，保证当两张图片是同一个人的时候， 很小；当两张图片是不同人的时候， 很大。
4. Triplet 损失
其中：
- A (Anchor)
- P (Positive)：正样本，即和Anchor是同一个人
- N (Negetive)：负样本，即和Anchor是不同的人
需要满足：
即：
但是这种情况下，如果每张图片的encoding都是一个零向量，则上面的式子总是满足的。因此需要：
定义损失函数：
则整个网络的损失函数为：
那么如何选择这三元组呢？如果是随机选择的话，很有可能A和N的差异会很大，从而导致网络不需要过多学习就可以轻易地进行区分。为了避免这种情况，需要选取 的样本。更多细节可以参考论文 FaceNet: A Unified Embedding for Face Recognition and Clustering。
5. 二分类
也可以将人脸识别当做一个二分类的问题。
如图所示，两张图片 分别经过同一个卷积网络得到编码 （假设编码是128维的向量），然后令：
即将人脸识别当做一个监督学习，将成对的图片作为训练样本。如果两张图片是同一个人，则标签为1；如果两张图片是不同的人，则标签为0。