識別人臉的技術

很多人都知道，2008年在北京舉辦的奧運會，是13億中國人第一次與奧運近距離接觸；很多人不知道，2008年的北京奧運會，也將是百年奧運第一次與人臉識別技術真正結緣。人臉識別技術將為北京奧運會的安全工作提供強有力的支持。

其實我們對人臉識別技術并不陌生，在電影電視劇中，常常會看到城門口、衙門口張貼著嫌疑人的畫像，懸賞捉拿逃犯。這就是人臉識別技術的古代版。而真正的現代版人臉識別技術則是一個匯集了很多高精尖技術的科學領域。

人臉識別，特指利用分析比較人臉視覺特征信息進行身份鑒別的計算機技術。就其本質而言，就是通過視頻采集設備獲取用戶的面部圖像，再利用核心的算法對其臉部的五官位置、臉型和角度進行計算分析，進而和自身數據庫里已有的范本進行比對，最后判斷出用戶的真實身份。這是一項高端的計算機圖像處理技術。

在全球范圍內，人臉識別系統的研究始于20世紀60年代。該系統成功的關鍵在于是否擁有足夠高的識別率和識別速度，這就要求系統必須具備精確的計算方法和強有力的數據處理能力。

廣義的人臉識別實際包括構建人臉識別系統的一系列相關技術，包括人臉圖像采集、人臉定位、人臉識別預處理、身份確認以及身份查找等；而狹義的人臉識別特指通過人臉進行身份確認或者身份查找的技術或系統。人臉識別的優勢

人臉識別的優勢在于其自然性和不被被測個體察覺的特點。

所謂自然性，是指該識別方式同人類(甚至其他生物)進行個體識別時所利用的生物特征相同。人臉識別就是通過觀察比較人臉來區分和確認身份的，另外具有自然性的識別還有語音識別、體形識別等，而指紋識別、虹膜識別等都不具有自然性。

不被察覺的特點對于一種識別方法也很重要，這會使該漢別方法不令人反感，并且因為不容易引起人的注意而不易被欺騙。人臉識別具有這方面的特點，它完全利用可見光獲取人臉圖像信息，而不同于指紋識別或者虹膜識別，需要利用電子壓力傳感器采集指紋，或者利用紅外線采集虹膜圖像，這些特殊的采集方式很容易被人察覺，從而更有可能被偽裝欺騙。

相對于指紋識別等生物識別技術而言，人臉識別還具有非接觸式(非侵犯式)的特點，因此更加友好、自然，更易被人們接受。

人臉識別的困難

雖然人臉識別有很多其他識別技術無法比擬的優點，但是它本身也存在許多困難。人臉識別被認為是生物特征識別領域甚至人工智能領域最困難的研究課題之一。人臉圖像，由于年齡、姿勢、表情、光照等因素而具有“一人千面”的特點，因此人臉識別技術具有極大的挑戰性：

第一，不同個體之間的區別不大，所有的人臉的結構都相似，甚至人臉器官的結構外形都很相似。這樣的特點對于利用人臉進行定位是有利的，但是對于利用人臉區分人類個體是不利的；

第二，人臉的外形很不穩定，人可以通過臉部的變化產生很多表情，而在不同觀察角度，人臉的視覺圖像也相差很大。另外，人臉識別還受光照條件(例如白天和夜晚，室內和室外等)、人臉的很多遮蓋物(例如口罩、墨鏡、頭發、胡須等)、年齡等多方面因素的影響。

在人臉識別中，第一類的變化是應該放大而作為區分個體的標準的，而第二類的變化應該消除，因為它們可以代表同一個個體。通常稱第一類變化為類間變化，而稱第：二類變化為類內變化。對于人臉，類內變化往往大于類間變化，從而使在受類內變化干擾的情況下利用類間變化區分個體變得異常困難。

人臉識別的分類

人臉識別在安全上更具惟一性、穩定性和通用性，而它的應用目前主要有三種模式。

第一種是鑒別：鑒別回答“這是誰?”。即利用特定對象的照片與已知人員照片庫進行比對，進而確定其身份信息。這種應用模式能夠解決傳統人工方式工作量巨大、速度慢、效率低等問題，可以應用于網絡照片檢索、身份識別等環境。這種模式可以用于機場等人員流動大的公眾場所。

第二種是驗證：驗證回答“這是否為某人?”。即確認監控設備和照片中的人是否是同一人。此種模式可廣泛應用于需要身份認證的場所，如自助通關、銀行金庫等。專家認為，隨著我國第二代居民身份證的逐漸普及，這種模式將會出現在人們的日常生活中。

第三種是監控：監控同時具有鑒別和驗證的功能，回答“這是否為要找的人?”。即將需要重點關注的人員照片存放在系統中，當此類人員出現在監控設備覆蓋的范圍中時系統將報警提示。此種模式主要應用在奧運通道安檢、地鐵等需要實時預警的地點。

人臉識別的應用

隨著科技的發展，人臉識別技術的應用已經不是什么新鮮事了。

首先，在公安刑偵領域，人臉識別技術的應用已非常廣泛：例如在機場或車站安裝人臉識別系統，通過查詢目標人像數據尋找數據庫中是否存在重點人口基本信息來抓捕在逃案犯，或者在商場、體育場、超市等公共場所對人群進行監視，以達到身份識別的目的。目前，一套人臉識別系統在奧運場館工程的建設中已經被廣泛應用。這套系統不但可以把足球流氓攔于國門外，而且在不到1秒的時間里，可以對參賽隊員和工作人員的身份進行準確甄別，并且能辨認出恐怖分子和其他犯罪人員，防止他們進入奧運區。

其次，人臉識別技術已經逐漸從法律、公安刑偵領域的應用，推廣到民用市場，離人們的生活越來越近。受安全保護的地區可以通過人臉識別系統辨識試圖進入者的身份。從明年開始，具有人臉識別功能的防盜門將被推向普通百姓家庭，百姓可以根據需要自行購買。人臉識別系統防盜門配有特殊的液晶顯示屏。這個顯示屏實際上是一臺小型電腦，數據庫就建在這里。廠家上門安裝時，工作人員會用一個攝像頭將人的臉部骨骼進行掃描錄入，再將人的臉部骨骼生成幾千位的密碼，然后將密碼數據存入防盜門的數據庫中。當錄入人臉數據的主人回家時，只要在門前一站，具有自動感應功能的液晶顯示屏就會顯示門前的人的臉部，防盜門立即開始識別。一旦確認其是這家的主人，防盜門就會自動打開。

此外，人臉識別還被應用到網絡上，比如利用人臉識別輔助信用卡網絡支付，以防止非信用卡的擁有者盜用信用卡等。

有關專家指出，人臉識別等生物識別技術即將成為鑰匙和密碼卡的終結者，更加方便人們的日常生活。從全球來看，人臉識別技術在出入境、機場安檢、電子護照以及智能身份證等方面正得到廣泛應用。我國的第二代身份證也為人臉識別預留了空間。人臉識別技術的發展前景不可限量。隨著我國向數字化、信息化社會的邁進，人們對人臉識別技術的了解和認識也將逐漸增加，人臉識別技術的市場需求會越來越大，而人臉識別技術和識別系統的性能也將在不斷發展中日益完善，更好地服務大眾。

責任編輯 趙新宇