人臉識(shí)別技術(shù)，離我們不遙遠(yuǎn)

在茫茫人海的火車站走來(lái)走去，只要一眨眼的功夫已經(jīng)被認(rèn)出，隨即被特工盯梢；迎面相逢的美女是致命殺手，手機(jī)發(fā)出嘀嘀的報(bào)警聲，上面已經(jīng)顯示美女的姓名和信息……是的，這就是人臉識(shí)別的神奇之處。在最新上映的電影《碟中諜4》中，這些場(chǎng)景令人炫目。我們不禁要問(wèn)：這是真的嗎？這種科技什么時(shí)候才能用到我們身上？事實(shí)上，這些情景不僅僅是電影特技，人臉識(shí)別已經(jīng)讓科幻成為現(xiàn)實(shí)。在我們的生活中，很多地方都有它的影子。

識(shí) 別：

人臉檢測(cè) 面部特征定位 與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行人臉比對(duì)

人臉識(shí)別技術(shù)是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)，包括人臉圖像采集、人臉定位、人臉識(shí)別預(yù)處理、記憶存儲(chǔ)和比對(duì)辨識(shí)，達(dá)到識(shí)別不同人身份的目的。

人臉識(shí)別的過(guò)程其實(shí)并不復(fù)雜。首先是人臉檢測(cè)，即判斷輸入圖像中是否存在人臉，如果有，便給出每個(gè)人臉的位置、大小。其次是面部特征定位，即對(duì)找到的每個(gè)人臉，檢測(cè)其主要器官的位置和形狀等信息；最后進(jìn)行人臉比對(duì)，根據(jù)面部特征定位的結(jié)果，與庫(kù)中人臉對(duì)比，判斷該人臉的身份信息。

在安全性方面，人臉識(shí)別系統(tǒng)信息存儲(chǔ)仍是以計(jì)算機(jī)能識(shí)別的語(yǔ)言為主，即數(shù)字或者特定代碼。這也就是說(shuō)，它同樣會(huì)面臨黑客的攻擊。但若是對(duì)已存儲(chǔ)的人臉信息進(jìn)行加密，即便黑客偷走了“人臉”，也沒(méi)辦法識(shí)別或者打開(kāi)。

與傳統(tǒng)的身份鑒定方式相比，人臉識(shí)別的最大特點(diǎn)就是更具安全、保密和方便性。人臉識(shí)別獨(dú)具的活性判別能力，保證了他人無(wú)法以非活性的照片、木偶、蠟像乃至人頭欺騙識(shí)別系統(tǒng)，無(wú)法仿冒。此外，人臉識(shí)別速度快，不易被察覺(jué)。與其他生物識(shí)別技術(shù)相比，人臉識(shí)別屬于一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，一秒時(shí)間內(nèi)可以識(shí)別好幾次。不被察覺(jué)的特點(diǎn)對(duì)于一種識(shí)別方法也很重要，這會(huì)使該識(shí)別方法不令人反感，并且因?yàn)椴蝗菀滓鹑说淖⒁舛蝗菀妆黄垓_。

原 理：

基于面部特征信息進(jìn)行計(jì)算與轉(zhuǎn)換

在茫茫人海中找到你想要的那個(gè)人，這樣的場(chǎng)景很多人都想象過(guò)，可是這樣的技術(shù)應(yīng)用也許還需要時(shí)日?，F(xiàn)在，人臉識(shí)別大多用于門禁識(shí)別或公安機(jī)關(guān)追蹤等，拍張照片，隨后與人臉庫(kù)進(jìn)行比對(duì)。這個(gè)過(guò)程實(shí)際上并不簡(jiǎn)單，其對(duì)比的背后是一系列的計(jì)算與轉(zhuǎn)換。

人臉圖像采集、人臉定位、人臉識(shí)別預(yù)處理、身份確認(rèn)以及身份查找，這一系列的計(jì)算與轉(zhuǎn)換都是人臉識(shí)別的關(guān)鍵內(nèi)容。據(jù)介紹，人臉識(shí)別技術(shù)核心稱為實(shí)時(shí)面部特征匹配（RFFM），其識(shí)別特征數(shù)據(jù)緊湊，特征算法準(zhǔn)確高效，是一種獨(dú)創(chuàng)的識(shí)別技術(shù)。人臉識(shí)別的具體方法有多種，比如幾何特征的人臉識(shí)別方法。幾何特征可以是眼、鼻、嘴等的形狀和他們之間的幾何關(guān)系（如相互之間的距離），目前采用測(cè)量?jī)裳壑g距離的較多。這些算法識(shí)別速度快、需要的內(nèi)存小，但識(shí)別率較低。除此之外還有基于特征臉的人臉識(shí)別方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉識(shí)別方法、彈性圖匹配的人臉識(shí)別方法等。

人的容貌會(huì)變，表情會(huì)變，胖瘦會(huì)變，拍攝環(huán)境會(huì)變，在這么多的變數(shù)中，人臉識(shí)別能準(zhǔn)確嗎？國(guó)家863人臉識(shí)別項(xiàng)目研發(fā)清華大學(xué)教授蘇光大曾撰文介紹，一個(gè)人臉識(shí)別系統(tǒng)的性能考察，主要有識(shí)別率和識(shí)別速度兩方面。人臉識(shí)別的識(shí)別率是針對(duì)確定的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)的，很難有一個(gè)絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)介紹，在國(guó)際上已有的一些人臉數(shù)據(jù)庫(kù)：美國(guó)的YALE人臉庫(kù)，英國(guó)ORL人臉庫(kù)；美國(guó)FERET人臉庫(kù)等等。而識(shí)別速度則有兩種，一種是基于文件的，即把特征存成文件，在文件級(jí)進(jìn)行比對(duì)；另一種是基于數(shù)據(jù)庫(kù)的，如在oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行比對(duì)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中存有詳細(xì)的人員檔案由此可以進(jìn)行圖文混合查詢，而借助圖文混合查詢，可以提高查中率。這兩種方式各有特點(diǎn)，目前的研究是將兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，以實(shí)現(xiàn)高速、高識(shí)別率的人臉識(shí)別。

應(yīng) 用：

特別適合安全防范 未來(lái)將廣泛用于日常生活

南京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授譚曉陽(yáng)長(zhǎng)期從事人臉識(shí)別的研究。在接受媒體采訪時(shí)，譚曉陽(yáng)稱，從應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō)，人臉識(shí)別包括人臉身份識(shí)別，即根據(jù)人臉圖像識(shí)別出人物的身份，解決是誰(shuí)的問(wèn)題。另外，還包括人臉身份確認(rèn)、驗(yàn)證，即判斷圖像中的人臉是否為指定的人，即解決是不是某人的問(wèn)題。

蘇光大介紹，人臉識(shí)別經(jīng)過(guò)40年左右的發(fā)展，技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到了一定的成熟度。與其他生物特征識(shí)別技術(shù)相比，人臉識(shí)別在實(shí)用性方面具有獨(dú)到的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

蘇光大說(shuō)，人臉識(shí)別不需要使用者配合的生物識(shí)別方法，因而操作隱蔽性強(qiáng)，特別適合于安全防范、罪犯監(jiān)控、罪犯抓捕。同時(shí)，它采用非接觸式采集，沒(méi)有侵犯性，容易被接受。而指紋采集，掌紋識(shí)別通常給人造成不適的感覺(jué)。其中，人臉識(shí)別最大的優(yōu)點(diǎn)在于，更符合人類的識(shí)別習(xí)慣，有點(diǎn)類似人機(jī)互動(dòng)。因而，人們對(duì)該技術(shù)寄予厚望，期望能夠滿足從國(guó)家公共安全、社會(huì)安全到金融安全以及人機(jī)交互等各類應(yīng)用的需要。

據(jù)趨勢(shì)科技謝旭東介紹，人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在全球有了不少應(yīng)用，并且取得了不錯(cuò)的效果。研究報(bào)告顯示，從2002年至2006年僅僅5年間，全世界人臉識(shí)別技術(shù)的市場(chǎng)價(jià)值就從3290萬(wàn)美元升至2.427億美元。

如今，人臉識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用范圍已經(jīng)相當(dāng)廣泛，可用于公安、機(jī)場(chǎng)、邊防口岸、安防等多個(gè)重要行業(yè)及領(lǐng)域，以及智能門禁、門鎖、考勤等民用市場(chǎng)。也許你仍然覺(jué)得這些都離我們太遙遠(yuǎn)了，最新的消息是，我們常常使用的郵箱也有可能使用人臉識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。

網(wǎng)易在去年底宣布，人臉識(shí)別系統(tǒng)的核心技術(shù)上已經(jīng)取得突破，今年上半年有望率先在網(wǎng)易免費(fèi)郵箱登錄安全上應(yīng)用。

缺 點(diǎn)：

人臉識(shí)別率 受多種因素影響

“現(xiàn)有的人臉識(shí)別系統(tǒng)在用戶配合、采集條件比較理想的情況下可以取得令人滿意的結(jié)果。但是，在用戶不配合、采集條件不理想的情況下，現(xiàn)有系統(tǒng)的識(shí)別率將陡然下降。人臉識(shí)別技術(shù)遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)用水平，還存在著諸多的挑戰(zhàn)性問(wèn)題需要解決。”在接受北京青年報(bào)采訪時(shí)，譚曉陽(yáng)這樣介紹。

比如，人臉比對(duì)時(shí)，與系統(tǒng)中存儲(chǔ)的人臉有出入，例如剃了胡子、換了發(fā)型、多了眼鏡、變了表情都有可能引起比對(duì)失敗。也就是說(shuō)，人如果發(fā)生微小變化，系統(tǒng)可能就會(huì)認(rèn)證失敗。如今，保守估計(jì)，人臉識(shí)別技術(shù)準(zhǔn)確率能達(dá)到95%，但沒(méi)有達(dá)到100%。同時(shí)，對(duì)于雙胞胎，由于相似特征太多，人臉識(shí)別基本不可能完成。

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所博士張小博也認(rèn)為，光照、姿態(tài)、裝飾等，對(duì)機(jī)器識(shí)別人臉都有影響。目前在美國(guó)有全世界最先進(jìn)的人臉識(shí)別系統(tǒng)，其在做測(cè)試的時(shí)候，識(shí)別誤讀率也有1%。

蘇光大稱，如今，對(duì)于非配合情況下的人臉圖像采集，遮擋問(wèn)題非常嚴(yán)重。特別是在監(jiān)控環(huán)境下，被監(jiān)控對(duì)象可能會(huì)戴著眼鏡、帽子等飾物，使得被采集的人臉圖像有可能不完整，從而影響了后面的特征提取與識(shí)別，甚至?xí)?dǎo)致人臉檢測(cè)算法的失效。如何有效地去除遮擋物的影響，是非常緊迫的研究課題。

同時(shí)，隨著年齡的變化，面部外觀也會(huì)變化，特別是對(duì)于青少年，這種變化更加明顯。對(duì)于不同的年齡段，人臉識(shí)別算法的識(shí)別率也不同。年齡變化對(duì)人臉識(shí)別算法的影響也必須得到解決。

此外，雖然隨著人臉數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模的增長(zhǎng)，人臉識(shí)別算法的性能將呈現(xiàn)下降，如何維持或提高大規(guī)模應(yīng)用環(huán)境下的人臉識(shí)別算法的識(shí)別率，同樣是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。

擔(dān) 憂：

隱私何在？人臉識(shí)別會(huì)不會(huì)引發(fā)隱私泄露

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，頂級(jí)社交網(wǎng)絡(luò)公司 Facebook在去年已悄悄推出自動(dòng)識(shí)別照片人物這一人臉識(shí)別技術(shù)，引發(fā)新一輪的隱私泄露擔(dān)憂。

Facebook的“標(biāo)簽推薦”功能使用面部識(shí)別技術(shù)，使用戶為親友添加標(biāo)簽這一操作更為快捷。Facebook為用戶自動(dòng)開(kāi)啟此項(xiàng)功能，該項(xiàng)功能已在美國(guó)和大多數(shù)國(guó)家啟用。Facebook在面對(duì)外界質(zhì)疑時(shí)回應(yīng)，“推出這項(xiàng)服務(wù)時(shí)，我們?cè)緫?yīng)該讓用戶更為清楚。” Facebook還通過(guò)聲明表示，照片標(biāo)簽推薦功能僅在向Facebook上傳新照片時(shí)啟動(dòng)，只有好友才被推薦，并且用戶可通過(guò)隱私設(shè)置關(guān)閉該功能。

谷歌Picasa和蘋果iPhoto等照片軟件和在線服務(wù)也使用人臉識(shí)別技術(shù)，但Facebook擁有5億多用戶，使用人臉識(shí)別技術(shù)勢(shì)必會(huì)引發(fā)更為棘手的隱私問(wèn)題。