识别人脸的技术

很多人都知道，2008年在北京举办的奥运会，是13亿中国人第一次与奥运近距离接触；很多人不知道，2008年的北京奥运会，也将是百年奥运第一次与人脸识别技术真正结缘。人脸识别技术将为北京奥运会的安全工作提供强有力的支持。

　　其实我们对人脸识别技术并不陌生，在电影电视剧中，常常会看到城门口、衙门口张贴着嫌疑人的画像，悬赏捉拿逃犯。这就是人脸识别技术的古代版。而真正的现代版人脸识别技术则是一个汇集了很多高精尖技术的科学领域。

　　人脸识别，特指利用分析比较人脸视觉特征信息进行身份鉴别的计算机技术。就其本质而言，就是通过视频采集设备获取用户的面部图像，再利用核心的算法对其脸部的五官位置、脸型和角度进行计算分析，进而和自身数据库里已有的范本进行比对，最后判断出用户的真实身份。这是一项高端的计算机图像处理技术。

　　在全球范围内，人脸识别系统的研究始于20世纪60年代。该系统成功的关键在于是否拥有足够高的识别率和识别速度，这就要求系统必须具备精确的计算方法和强有力的数据处理能力。

　　广义的人脸识别实际包括构建人脸识别系统的一系列相关技术，包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、身份确认以及身份查找等；而狭义的人脸识别特指通过人脸进行身份确认或者身份查找的技术或系统。人脸识别的优势

　　人脸识别的优势在于其自然性和不被被测个体察觉的特点。

　　所谓自然性，是指该识别方式同人类(甚至其他生物)进行个体识别时所利用的生物特征相同。人脸识别就是通过观察比较人脸来区分和确认身份的，另外具有自然性的识别还有语音识别、体形识别等，而指纹识别、虹膜识别等都不具有自然性。

　　不被察觉的特点对于一种识别方法也很重要，这会使该汉别方法不令人反感，并且因为不容易引起人的注意而不易被欺骗。人脸识别具有这方面的特点，它完全利用可见光获取人脸图像信息，而不同于指纹识别或者虹膜识别，需要利用电子压力传感器采集指纹，或者利用红外线采集虹膜图像，这些特殊的采集方式很容易被人察觉，从而更有可能被伪装欺骗。

　　相对于指纹识别等生物识别技术而言，人脸识别还具有非接触式(非侵犯式)的特点，因此更加友好、自然，更易被人们接受。

　　

　　人脸识别的困难

　　

　　虽然人脸识别有很多其他识别技术无法比拟的优点，但是它本身也存在许多困难。人脸识别被认为是生物特征识别领域甚至人工智能领域最困难的研究课题之一。人脸图像，由于年龄、姿势、表情、光照等因素而具有“一人千面”的特点，因此人脸识别技术具有极大的挑战性：

　　

　　第一，不同个体之间的区别不大，所有的人脸的结构都相似，甚至人脸器官的结构外形都很相似。这样的特点对于利用人脸进行定位是有利的，但是对于利用人脸区分人类个体是不利的；

　　

　　第二，人脸的外形很不稳定，人可以通过脸部的变化产生很多表情，而在不同观察角度，人脸的视觉图像也相差很大。另外，人脸识别还受光照条件(例如白天和夜晚，室内和室外等)、人脸的很多遮盖物(例如口罩、墨镜、头发、胡须等)、年龄等多方面因素的影响。

　　在人脸识别中，第一类的变化是应该放大而作为区分个体的标准的，而第二类的变化应该消除，因为它们可以代表同一个个体。通常称第一类变化为类间变化，而称第：二类变化为类内变化。对于人脸，类内变化往往大于类间变化，从而使在受类内变化干扰的情况下利用类间变化区分个体变得异常困难。

　　

　　人脸识别的分类

　　

　　人脸识别在安全上更具惟一性、稳定性和通用性，而它的应用目前主要有三种模式。

　　

　　第一种是鉴别：鉴别回答“这是谁?”。即利用特定对象的照片与已知人员照片库进行比对，进而确定其身份信息。这种应用模式能够解决传统人工方式工作量巨大、速度慢、效率低等问题，可以应用于网络照片检索、身份识别等环境。这种模式可以用于机场等人员流动大的公众场所。

　　

　　第二种是验证：验证回答“这是否为某人?”。即确认监控设备和照片中的人是否是同一人。此种模式可广泛应用于需要身份认证的场所，如自助通关、银行金库等。专家认为，随着我国第二代居民身份证的逐渐普及，这种模式将会出现在人们的日常生活中。

　　

　　第三种是监控：监控同时具有鉴别和验证的功能，回答“这是否为要找的人?”。即将需要重点关注的人员照片存放在系统中，当此类人员出现在监控设备覆盖的范围中时系统将报警提示。此种模式主要应用在奥运通道安检、地铁等需要实时预警的地点。

　　

　　人脸识别的应用

　　

　　随着科技的发展，人脸识别技术的应用已经不是什么新鲜事了。

　　

　　首先，在公安刑侦领域，人脸识别技术的应用已非常广泛：例如在机场或车站安装人脸识别系统，通过查询目标人像数据寻找数据库中是否存在重点人口基本信息来抓捕在逃案犯，或者在商场、体育场、超市等公共场所对人群进行监视，以达到身份识别的目的。目前，一套人脸识别系统在奥运场馆工程的建设中已经被广泛应用。这套系统不但可以把足球流氓拦于国门外，而且在不到1秒的时间里，可以对参赛队员和工作人员的身份进行准确甄别，并且能辨认出恐怖分子和其他犯罪人员，防止他们进入奥运区。

　　

　　其次，人脸识别技术已经逐渐从法律、公安刑侦领域的应用，推广到民用市场，离人们的生活越来越近。受安全保护的地区可以通过人脸识别系统辨识试图进入者的身份。从明年开始，具有人脸识别功能的防盗门将被推向普通百姓家庭，百姓可以根据需要自行购买。人脸识别系统防盗门配有特殊的液晶显示屏。这个显示屏实际上是一台小型电脑，数据库就建在这里。厂家上门安装时，工作人员会用一个摄像头将人的脸部骨骼进行扫描录入，再将人的脸部骨骼生成几千位的密码，然后将密码数据存入防盗门的数据库中。当录入人脸数据的主人回家时，只要在门前一站，具有自动感应功能的液晶显示屏就会显示门前的人的脸部，防盗门立即开始识别。一旦确认其是这家的主人，防盗门就会自动打开。

　　此外，人脸识别还被应用到网络上，比如利用人脸识别辅助信用卡网络支付，以防止非信用卡的拥有者盗用信用卡等。

　　有关专家指出，人脸识别等生物识别技术即将成为钥匙和密码卡的终结者，更加方便人们的日常生活。从全球来看，人脸识别技术在出入境、机场安检、电子护照以及智能身份证等方面正得到广泛应用。我国的第二代身份证也为人脸识别预留了空间。人脸识别技术的发展前景不可限量。随着我国向数字化、信息化社会的迈进，人们对人脸识别技术的了解和认识也将逐渐增加，人脸识别技术的市场需求会越来越大，而人脸识别技术和识别系统的性能也将在不断发展中日益完善，更好地服务大众。

　　

　　责任编辑　赵新宇