黑科技持續(xù)發(fā)力 戴上口罩也能“刷臉”

卜葉

擔(dān)心新冠肺炎病毒感染，不敢摘口罩？現(xiàn)在，戴著口罩也能“刷臉”。近日，全國不少工廠、企業(yè)、社區(qū)出現(xiàn)這樣的場景，用戶戴著口罩刷臉打卡，短短幾秒就完成了身份識(shí)別、體溫檢測，大大降低了人員密集場所感染新冠病毒的風(fēng)險(xiǎn)。

為保障全國復(fù)工復(fù)產(chǎn)，以百度、商湯科技、云從科技等為代表的企業(yè)開發(fā)出諸多戴口罩人臉識(shí)別產(chǎn)品。這些產(chǎn)品近日已陸續(xù)投入使用。實(shí)際上，2月下旬，國務(wù)院應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒感染肺炎疫情聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制印發(fā)的《企事業(yè)單位復(fù)工復(fù)產(chǎn)疫情防控措施指南》就提出，各單位應(yīng)暫時(shí)停用指紋考勤機(jī)，改用其他方式對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行登記。未來，戴口罩人臉識(shí)別有望進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。

老技術(shù)“玩”出新花樣

人臉識(shí)別技術(shù)包括圖像采集、人臉定位、身份確認(rèn)等多種學(xué)科。早在20世紀(jì)60年代，科學(xué)家就開始了對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)的研究。他們發(fā)現(xiàn)，人類的面部信息，如眼角點(diǎn)位與鼻翼點(diǎn)位的距離比值是固定不變的，利用這一規(guī)律可以確定每個(gè)人的身份。目前，人臉識(shí)別技術(shù)成熟度較高，識(shí)別準(zhǔn)確率和速度高于肉眼。

中國信息通信研究院泰爾終端實(shí)驗(yàn)室副主任楊正軍表示，以前的人臉識(shí)別主要是針對(duì)全臉進(jìn)行掃描。疫情暴發(fā)后，研發(fā)人員考慮到居民戴口罩的情況，加強(qiáng)了對(duì)眼睛、眉毛等重點(diǎn)區(qū)域的識(shí)別。

疫情期間應(yīng)運(yùn)而生的戴口罩人臉識(shí)別能否仍保持高精度？北京郵電大學(xué)模式識(shí)別實(shí)驗(yàn)室教授鄧偉洪坦言，戴口罩人臉識(shí)別技術(shù)其實(shí)是一項(xiàng)“老”技術(shù)。此前，研究人員在解決軍事問題時(shí)就曾長期研究過該技術(shù)，并發(fā)展出諸多成熟應(yīng)用。因此，該技術(shù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確率是有一定基礎(chǔ)的。

以往的技術(shù)基礎(chǔ)并沒有完全打消人們對(duì)戴口罩人臉識(shí)別“先天不足”的顧慮。相較于以往，口罩遮擋住面部，這使得人臉識(shí)別系統(tǒng)收集到的面部信息大量減少。鄧偉洪表示，人臉識(shí)別的關(guān)鍵信息集中于眉毛和眼睛，只要模型訓(xùn)練得當(dāng)，戴口罩人臉識(shí)別的準(zhǔn)確率并不會(huì)大幅下降。

此次疫情讓這項(xiàng)小眾應(yīng)用走入大眾生活。隨著該技術(shù)的普及，其應(yīng)用場景將向個(gè)人消費(fèi)、交通領(lǐng)域、教育行業(yè)等方面延伸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式不盡相同

盡管戴口罩人臉識(shí)別產(chǎn)品五花八門，但這些產(chǎn)品大多基于人工智能（AI）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卷積技術(shù)。各研發(fā)機(jī)構(gòu)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些調(diào)整。以三維人臉識(shí)別技術(shù)為例，該技術(shù)利用人臉未遮擋部位的三維幾何信息進(jìn)行三維人臉識(shí)別研究，通過增加有限區(qū)域的面部信息采集數(shù)量，構(gòu)建精細(xì)的用戶面部立體結(jié)構(gòu)信息，從而實(shí)現(xiàn)面部識(shí)別。

為了提高識(shí)別準(zhǔn)確率，局部特征與人臉全局特征相結(jié)合的方法也備受青睞。“該方法對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的規(guī)模有要求，通常要求數(shù)十萬到百萬級(jí)別的樣本量，投入巨大，往往只有資金雄厚的開發(fā)者才能實(shí)現(xiàn)。”鄧偉洪說，不可否認(rèn)的是，在圖像質(zhì)量有保障的前提下，訓(xùn)練數(shù)據(jù)規(guī)模越大，識(shí)別準(zhǔn)確率越高。

此外，為了盡可能獲得個(gè)體信息，一些人臉識(shí)別技術(shù)還采集著裝、體態(tài)、發(fā)型等人體信息，以提高識(shí)別準(zhǔn)確率。還有一些技術(shù)另辟蹊徑，通過圖像重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，將佩戴物件如眼鏡、口罩、帽子等的人臉圖像重構(gòu)為未佩戴物件的人臉圖像，進(jìn)而通過比對(duì)實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別。

鄧偉洪表示，有些實(shí)現(xiàn)方式可能“看起來很美”，但實(shí)現(xiàn)難度非常大，識(shí)別穩(wěn)定性也難以保持，使得技術(shù)走向應(yīng)用步履維艱。不過，從研究角度看，這種“百花齊放”更有益于學(xué)科發(fā)展。

按需打造個(gè)性化應(yīng)用

戴口罩人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用并不難。楊正軍介紹稱，目前，大多數(shù)人臉識(shí)別App和硬件設(shè)備直接采購上述研發(fā)公司提供的戴口罩人臉識(shí)別的軟件包/工具包，經(jīng)過調(diào)試后就能使用。“常規(guī)的軟件包/工具包基本能滿足現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，并且省去了開發(fā)時(shí)間。”楊正軍說。

為了賦予應(yīng)用方更多自主性，目前部分研發(fā)企業(yè)也開放了軟件包/工具包，應(yīng)用方可在短時(shí)間內(nèi)獲取到口罩識(shí)別佩戴模型。

日前，百度通過飛槳PaddleHub對(duì)外開源了口罩人臉檢測及分類模型。該模型可以有效檢測密集人流區(qū)域中的所有人臉，并判斷其是否佩戴口罩。中國石油集團(tuán)下屬信息技術(shù)公司中油瑞飛上線的一款A(yù)I口罩檢測應(yīng)用就基于該開源模型。據(jù)了解，該應(yīng)用可對(duì)工作區(qū)域內(nèi)未佩戴口罩的人員進(jìn)行識(shí)別并語音報(bào)警，識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)96.5%以上。

百度該項(xiàng)目一位研發(fā)工程師表示，與常規(guī)用戶不同，中油瑞飛使用內(nèi)部局域網(wǎng)辦公，因此研發(fā)人員按需定制，將飛槳主框架、預(yù)訓(xùn)練模型管理及遷移學(xué)習(xí)工具PaddleHub等模塊以鏡像形式打包后部署到中油瑞飛局域網(wǎng)中，解決了視頻數(shù)據(jù)的處理、模型測試優(yōu)化等問題。

云從科技將戴口罩人臉識(shí)別技術(shù)集成在其開發(fā)的AI智慧防疫檢測系統(tǒng)之中。云從科技創(chuàng)新產(chǎn)品負(fù)責(zé)人何紅路介紹稱，結(jié)合視頻智能分析、熱成像AI測溫、疫情數(shù)據(jù)挖掘分析等技術(shù)手段，該AI智慧防疫檢測系統(tǒng)具備體溫異常人員篩選、佩戴口罩人臉識(shí)別、人員未佩戴口罩識(shí)別預(yù)警、體溫異常人員軌跡還原、佩戴口罩路人庫檢索、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能。各類技術(shù)的綜合應(yīng)用使得疫情管控的“事中防控、事后溯源”得以實(shí)現(xiàn)。

值得一提的是，戴口罩人臉識(shí)別系統(tǒng)并非只能用于疫情期間。鄧偉洪介紹，疫情之后，相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)可調(diào)試成常規(guī)的人臉識(shí)別模式，最大限度降低應(yīng)用方的投入成本。此外，在公安抓逃（犯罪嫌疑人的反偵察手段常遮擋面部）等安防場景中，面部遮擋的人臉識(shí)別技術(shù)也有很大施展空間。