科技的發(fā)展正在加速改變我們的生活。以前扣猫，我們購物埋單時菜循，收銀員會問“現(xiàn)金還是刷卡”，現(xiàn)在申尤，這句話則變成了“微信還是支付寶癌幕？”以前，我們上街要帶現(xiàn)金昧穿，后來變成帶卡序芦，現(xiàn)在只需帶手機。

然而粤咪，你想過沒有？未來某一天渴杆，我們上街連手機都不用帶了寥枝，只要“帶臉”就行。因為磁奖，我們正在邁向“刷臉時代”囊拜。

到時，把你的所有信息比搭、財產(chǎn)都跟你的臉綁定了冠跷，出門“刷臉”就行。今天身诺，我們就來詳細了解一下人臉識別技術(shù)：

一蜜托、人臉識別概述

人臉識別，是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術(shù)霉赡。用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流橄务，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)穴亏，通常也叫做人像識別蜂挪、面部識別。人臉識別是一項熱門的計算機技術(shù)研究領域嗓化，它屬于生物特征識別技術(shù)棠涮，是對生物體(一般特指人)本身的生物特征來區(qū)分生物體個體。

生物特征識別技術(shù)所研究的生物特征包括臉刺覆、指紋严肪、手掌紋、虹膜、視網(wǎng)膜诬垂、聲音(語音)劲室、體形、個人習慣(例如敲擊鍵盤的力度和頻率结窘、簽字)等很洋。

相應的識別技術(shù)就有人臉識別、指紋識別隧枫、掌紋識別喉磁、虹膜識別、視網(wǎng)膜識別官脓、語音識別(用語音識別可以進行身份識別协怒，也可以進行語音內(nèi)容的識別，只有前者屬于生物特征識別技術(shù))卑笨、體形識別孕暇、鍵盤敲擊識別、簽字識別等赤兴。

二妖滔、三大關(guān)鍵技術(shù)

人臉識別技術(shù)主要包括三大主要技術(shù)，分別是以下三大方面桶良。

1座舍、基于特征的人臉檢測技術(shù)

通過采用顏色、輪廓陨帆、紋理曲秉、結(jié)構(gòu)或者直方圖特征等進行人臉檢測。

2疲牵、基于模板匹配人臉檢測技術(shù)

從數(shù)據(jù)庫當中提取人臉模板承二，接著采取一定模板匹配策略，使抓取人臉圖像與從模板庫提取圖片相匹配纲爸，由相關(guān)性的高低和所匹配的模板大小確定人臉大小以及位置信息矢洲。

3、基于統(tǒng)計的人臉檢測技術(shù)

通過對于“人臉”和“非人臉”的圖像大量搜集構(gòu)成的人臉正缩焦、負樣本庫读虏，采用統(tǒng)計方法強化訓練該系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對人臉和非人臉的模式進行檢測和分類袁滥。

三盖桥、四大特征

1、幾何特征

從面部點之間的距離和比率作為特征题翻，識別速度快揩徊，內(nèi)存要求比較小腰鬼，對于光照敏感度降低。

2塑荒、基于模型特征

根據(jù)不同特征狀態(tài)所具有概率不同而提取人臉圖像特征熄赡。

3、基于統(tǒng)計特征

將人臉圖像視為隨機向量齿税，并用統(tǒng)計方法辨別不同人臉特征模式彼硫，比較典型的有特征臉、獨立成分分析凌箕、奇異值分解等拧篮。

4、基于神經(jīng)網(wǎng)絡特征

利用大量神經(jīng)單元對人臉圖像特征進行聯(lián)想存儲和記憶牵舱，根據(jù)不同神經(jīng)單元狀態(tài)的概率實現(xiàn)對人臉圖像準確識別串绩。

四、十大難題

1芜壁、光照問題

光照變化是影響人臉識別性能的最關(guān)鍵因素礁凡，對該問題的解決程度關(guān)系著人臉識別實用化進程的成敗。

由于人臉的3D結(jié)構(gòu)慧妄，光照投射出的陰影顷牌，會加強或減弱原有的人臉特征。尤其是在夜晚腰涧，由于光線不足造成的面部陰影會導致識別率的急劇下降，使得系統(tǒng)難以滿足實用要求紊浩。

同時窖铡，理論和實驗還證明同一個體因光照不同引起的差異，大于

同一光照下不同個體之間的差異坊谁。光照問題是機器視覺中的老問題费彼，在人臉識別中的表現(xiàn)尤為明顯。

解決光照問題的方案有三維圖像人臉識別和熱成像人臉識別口芍。但這兩種技術(shù)還遠不成熟箍铲，識別效果不盡人意。

2鬓椭、姿態(tài)問題

人臉識別主要依據(jù)人的面部表象特征來進行颠猴，如何識別由姿態(tài)引起的面部變化就成了該技術(shù)的難點之一。

姿態(tài)問題涉及頭部在三維垂直坐標系中繞三個軸的旋轉(zhuǎn)造成的面部變化小染，其中垂直于圖像平面的兩個方向的深度旋轉(zhuǎn)會造成面部信息的部分缺失翘瓮。使得姿態(tài)問題成為人臉識別的一個技術(shù)難題。

針對姿態(tài)的研究相對比較的少裤翩，目前多數(shù)的人臉識別算法主要針列正面资盅、準正面人臉圖像，當發(fā)生俯仰或者左右側(cè)而比較厲害的情況下，人臉識別算法的識別率也將會急劇下降呵扛。

3每庆、表情問題

面部幅度較大的哭、笑今穿、憤怒等表情變化同樣影像著面部識別的準確率＄土椋現(xiàn)有的技術(shù)對這些方面處理得還不錯，論是張嘴還是做一些夸張的表情荣赶，計算機都可以通過三維建模和姿態(tài)表情校正的方法把它糾正出來凤价。

4、遮擋問題

對于非配合情況下的人臉圖像采集拔创，遮擋問題是一個非常嚴重的問題利诺。特別是在監(jiān)控環(huán)境下，往往被監(jiān)控對象都會帶著眼鏡剩燥、帽子等飾物慢逾，使得被采集出來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別灭红，甚至會導致人臉檢測算法的失效侣滩。

5、年齡變化

隨著年齡的變化变擒，一個人從少年變成青年君珠，變成老年，他的容貌可能會發(fā)生比較大的變化娇斑，從而導致識別率的下降策添。對于不同的年齡段，人臉識別算法的識別率也不同毫缆。

這個問題最直接的例子就是身份證照片的識別唯竹，在我國身份證的有效期一般都是20年，這20年間每個人的容貌必然會發(fā)生相當大的變化苦丁，所有在識別上也同樣存在很大的問題浸颓。

6、人臉相似性

不同個體之間的區(qū)別不大旺拉，所有的人臉的結(jié)構(gòu)都相似产上，甚至人臉器官的結(jié)構(gòu)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蛾狗，但是對于利用人臉區(qū)分人類個體是不利的蒂秘。

7、動態(tài)識別

非配合性人臉識別的情況下淘太，運動導致面部圖像模糊或攝像頭對焦不正確都會嚴重影響面部識別的成功率姻僧。在地鐵规丽、高速公路卡口、車站卡口撇贺、超市反扒赌莺、邊檢等安保和監(jiān)控識別的使用中，這種困難明顯突出松嘶。

8艘狭、人臉防偽

偽造人臉圖像進行識別的主流欺騙手段是建立一個三維模型，或者是一些表情的嫁接翠订。隨著人臉防偽技術(shù)的完善巢音、3D面部識別技術(shù)、攝像頭等智能計算視覺技術(shù)的引入尽超，偽造面部圖像進行識別的成功率會大大降低官撼。

9、圖像質(zhì)量問題

人臉圖像的來源可能多種多樣似谁，由于采集設備的不同傲绣，得到的人臉圖像質(zhì)量也不一樣，特別是對于那些低分辨率巩踏、噪聲大秃诵、質(zhì)量差的人臉圖像(如手機攝像頭拍攝的人臉圖片、遠程監(jiān)控拍攝的圖片等)如何進行有效地人臉識別是個需要關(guān)注的問題塞琼。

同樣的菠净，對于高分辨圖像對人臉識別算法的影響也需要進一步的研究。現(xiàn)在彪杉，我們在人臉識別時毅往，一般采用的都是相同尺寸，清晰度很接近的人臉圖片在讶，所以圖像質(zhì)量問題基本可以解決煞抬，但是面對現(xiàn)實中更加復雜的問題霜大，還需要繼續(xù)優(yōu)化處理构哺。

10、樣本缺乏

基于統(tǒng)計學習的人臉識別算法是目前人臉識別領域中的主流算法战坤，但是統(tǒng)計學習方法需要大量的訓練曙强。

由于人臉圖像在高維空間中的分布是一個不規(guī)則的流形分布，能得到的樣本只是對人臉圖像空間中的一個極小部分的采樣途茫，如何解決小樣本下的統(tǒng)計學習問題有待進一步的研究碟嘴。

此外，現(xiàn)在參與訓練的人臉圖像庫基本都是外國人的圖像囊卜，有關(guān)中國人娜扇、亞洲人的人臉圖像庫少之又少错沃，給訓練人臉識別模型增加了難度。

五雀瓢、人臉識別應用維度

1枢析、動態(tài)場景兩個維度

第一，1:1刃麸。1:1的定義是一個判斷的作用醒叁，應用的場景其實是在金融和人證，特點是更加的精準和安全泊业，所以現(xiàn)在大家不管是支付寶還是銀行的人證比對把沼、實名的業(yè)務，基本上都會用到1:1人臉的識別吁伺。

第二饮睬，1:N。1：N更多的是在一個數(shù)據(jù)庫當中或者是一個底庫當中箱蝠，能夠找到這個人是不是在底庫當中的人续捂，所以是個識別的過程，是一個動態(tài)的宦搬，還是一個非配合的場景牙瓢。

比如說在安防當中我去緝拿逃犯，我去抓到逃犯總不能讓逃犯看到攝象頭间校。在商業(yè)場景當中也不可能讓我們的VIP客戶矾克、員工、會員對著攝象頭做著一遍操作憔足，所以是動態(tài)和非配合的場景胁附。

2、業(yè)務場景四個維度

第一滓彰，盤子足夠大控妻，能夠支撐公司的長遠發(fā)展。

第二揭绑，數(shù)據(jù)回流弓候。

第三，是否是高頻的場景和高頻的使用他匪。

第四菇存，是否可復制，可否從1+0轉(zhuǎn)變到1+N的方式邦蜜，提高效率依鸥。

3、可視化系統(tǒng)三個維度

第一悼沈，人員通行管理贱迟。

第二姐扮，傳感網(wǎng)絡的融合。

第三衣吠，商業(yè)地產(chǎn)+新零售整體的融合部分溶握。

六、人臉識別應用領域

應用領域：金融蒸播、司法睡榆、安保、邊檢袍榆、航天胀屿、電力、教育包雀、醫(yī)療宿崭，等。

商業(yè)化四大潛力：閘機才写、交通葡兑、銀行、手機

具體應用場景概述

一 金融領域

1赞草、人臉識別自主終端

人工審核讹堤、自主開卡、業(yè)務變更厨疙、密碼重置洲守，等一些個人業(yè)務。

2沾凄、移動金融梗醇、銷售

遠程身份核實驗證，兩個方面：用戶身份的核實及金融機構(gòu)的上門辦理業(yè)務所需的帶有人臉識別系統(tǒng)的便攜式設備撒蟀。

3叙谨、柜面系統(tǒng)

人臉聯(lián)網(wǎng)核驗，用于銀行保屯、保險手负、證券等金融機構(gòu)的柜面開戶，等業(yè)務配椭。

二 國內(nèi)機場應用

三大關(guān)鍵點：首次嘗試虫溜、登機雹姊、全面智能化

標志性事件：

1股缸、2009年北京首都機場的首次嘗試是國內(nèi)機場開始認識人臉識別技術(shù)的第一步，而限于當時人臉識別技術(shù)的水平吱雏，不得不采用磁卡進行交叉驗證敦姻，確保身份的唯一性瘾境。在識別速度及準確率上，當時的人臉識別技術(shù)與深度學習介入后的人臉識別技術(shù)不在一個水平上镰惦。

2迷守、2014年南京祿口機場首次嘗試將人臉識別技術(shù)應用在登機上，雖然同樣受限于當時的技術(shù)商業(yè)落地的水平旺入，無法實現(xiàn)自助通關(guān)兑凿，卻為接下去的應用提供了借鑒的想法和經(jīng)驗。

3茵瘾、2016年12月礼华，銀川機場的全面智能化，標志機場智能化水平進入到一個新的階段拗秘。除了安檢通關(guān)和自助登機圣絮，人臉識別及相關(guān)的計算機視覺技術(shù)被應用到動態(tài)布控、人流引導雕旨、智慧航顯扮匠、VIP迎賓、軌跡檢索凡涩、保潔提醒等多個方面棒搜，為2017年人臉識別技術(shù)在機場應用的爆發(fā)打下了良好的基礎。

南航----國內(nèi)首家運用人臉識別技術(shù)的航司

CZ3384成為第一個應用新技術(shù)登機的航班活箕。旅客無需手持登機牌帮非，刷臉即可快速通過登機口。

三 中國式過馬路問題

①用上人臉識別讹蘑，解決成本難題末盔。

②堅持依法行政，防止法外之罰座慰。

③解決路權(quán)沖突陨舱，避免運動執(zhí)法。

實例：據(jù)濟南警方介紹版仔，人臉識別系統(tǒng)主要用于抓拍闖紅燈的行人和非機動車駕駛者游盲，在晚上也能清晰成像。行人被“抓了現(xiàn)行”蛮粮，闖紅燈的短視頻和放大后的頭像將直接曝光在路口的顯示屏上益缎，呈現(xiàn)在公眾面前。

此外然想，這套設備還與居民身份信息系統(tǒng)相連莺奔，通過人臉識別出的違法者姓名、身份證號碼等個人信息变泄，也將顯示在電子屏上令哟。

濟南啟用人臉識別系統(tǒng)后恼琼，一個月共抓拍6200多起行人和非機動車闖紅燈違法行為。有了“黑科技”的威懾屏富，闖紅燈的行為得到了有效遏制晴竞，有一個路口每天闖紅燈的人次從逾百次降到了十幾次。

在重慶江北狠半，人臉識別系統(tǒng)試運行以來噩死，行人過街守法率從60%上升到97%以上。

隱患：個人信息公之于眾神年，牽扯到泄露個人隱私的問題甜滨。專家建議，對于人臉識別等信息采集行為瘤袖，要提前向社會進行公告衣摩，告知公眾已進入公共信息采集區(qū)域，違法行為將被拍攝并曝光捂敌，這樣既滿足了群眾的知情權(quán)艾扮，也起到警示提醒作用;對采集的信息，要進行適當技術(shù)處理占婉，對于不宜公開的隱私泡嘴，應當遮蔽或不予公開。

根本：受訪專家表示逆济，由于交通設施的設置不合理導致的過馬路難酌予，往往是導致行人闖紅燈的更主要原因。有的城市道路路網(wǎng)規(guī)劃不合理奖慌，注重主干路建設抛虫，支路和次干路密度達不到要求，導致行人和非機動車都被匯集到主干路上简僧；

有的路口紅綠燈時間分配不合理建椰，若是按規(guī)則過馬路，就得有足夠強的耐心和足夠快的速度岛马。只有綜合治理棉姐，解決好人與車“路權(quán)”沖突，才能從根本上破解“中國式過馬路”啦逆。

四 教育領域

考生身份認證識別伞矩、校園、宿舍出入管理等場景夏志。

實例：2016年高考乃坤，已有北京、四川、湖北侥袜、廣東、遼寧溉贿、內(nèi)蒙古等多省采用“人臉識別+指紋識別”的生物識別技術(shù)確認考生身份枫吧，防止替考、作弊事件發(fā)生宇色。

伴隨試點區(qū)域及各領域案例的拓展及運營模式的成熟九杂，行業(yè)報告研究院預計2017年人臉識別有望迎來大規(guī)模普及。

五 公安領域

(1)人臉捕獲與跟蹤功能宣蠕。

(2)人臉識別計算例隆。

(3)人臉的建模與檢索。

公安領域人臉識別產(chǎn)品使用主要體現(xiàn)在兩個方面抢蚀，一方面是后臺動態(tài)人臉識別系統(tǒng)的使用镀层，另一方面是前端人臉識別手持設備及人證對比機的使用。

六 醫(yī)療領域

1皿曲、社區(qū)體檢應用

在社區(qū)使用數(shù)字化體檢設備(電子血壓計唱逢、人體秤、血糖儀等)時把數(shù)據(jù)傳到數(shù)去電子病歷或健康檔案的同時屋休，加上就診者的活體人臉信息之后存儲坞古，就有了真實唯一的身份識別。

在完成唯一身份認證后的每一次記錄都會被記載劫樟，這樣可以將就診者情況迅速反饋給醫(yī)師及就診者本人痪枫，也方便得出最佳的理療方案。

2叠艳、二級及以上醫(yī)療機構(gòu)的應用

通過在自助機奶陈、窗口、診療室等不同場景設置人臉識別系統(tǒng)附较，以識別的人臉信息為信息檢索入口尿瞭，將患者的信息檔案相關(guān)聯(lián)，然后就可以刷臉調(diào)取診療記錄翅睛，等声搁。

七 智慧城市領域

1、養(yǎng)老金領取管理

利用人臉識別技術(shù)可以有效地進行人員核對捕发，減少養(yǎng)老金的流失疏旨。

2、辦稅認證系統(tǒng)

通過人臉識別技術(shù)扎酷，系統(tǒng)自動將鏡頭攝取人像同公安部門身份信息中的人像進行比對檐涝，實時完成實名認證。不僅有效緩解了窗口辦稅人員的壓力，提升了辦稅效率谁榜，還增強了實名制辦稅體驗幅聘，降低了涉稅風險。

3窃植、嫌疑犯追蹤系統(tǒng)

基于人臉識別技術(shù)帝蒿，對長途客運站瘦馍、火車站等公共場所進行監(jiān)控冗懦，將視頻中的人臉與疑犯數(shù)據(jù)庫進行比對乾吻，一旦疑犯在人群中被識別出來即刻報警湿镀。這就大大減輕了管理人員的工作負荷谢揪，提高了抓捕效率蠢护，增加了城市的安全性惕蹄。

4绎狭、社區(qū)管理系統(tǒng)

在智慧城市中关带，以城市中最小的單元社區(qū)為例侥涵，通過非配合式人臉識別，可以幫助物業(yè)管理部門在訪客管理宋雏、物業(yè)通知(水電費通知独令、車庫信息等)等方面為業(yè)主提供更加友好自然的生活體驗。

5好芭、樓宇門禁系統(tǒng)

人臉識別智能門禁系統(tǒng)通過構(gòu)建具有智能化管理功能的身份識別系統(tǒng)燃箭，結(jié)合先進的人臉識別算法，能精確舍败、快速地識別人臉并打開門禁招狸，提高了樓宇、家庭的安全邻薯。

6裙戏、考生身份驗證管理系統(tǒng)

立足考試行業(yè)的特殊需求，集計算機厕诡、通信累榜、網(wǎng)絡、人臉識別技術(shù)灵嫌、數(shù)據(jù)庫等多元化技術(shù)為一體的應用系統(tǒng)項目壹罚，為考試機構(gòu)提供考生身份證信息提取、身份驗證寿羞、管理等功能猖凛，構(gòu)建更為高效、公平的考試環(huán)境绪穆。

7辨泳、駕駛學員的身份信息認證和安全駕駛管理系統(tǒng)

包括到場驗證虱岂、學員身份認證、上車下車簽到菠红、駕駛時間的控制等第岖。

8、智能膳食管理系統(tǒng)

系統(tǒng)在學生打飯時進行人臉識別试溯，記錄學生每天進食的菜式蔑滓，再根據(jù)醫(yī)院體檢結(jié)果對比分析得出膳食調(diào)整意見，對于學生單次浪費的食物超過規(guī)定值時予以記錄耍共，然后不斷的優(yōu)化菜品以達到調(diào)整和最佳優(yōu)化學生飲食結(jié)構(gòu)的目的烫饼。

9猎塞、商業(yè)智能分析系統(tǒng)

人臉識別系統(tǒng)能充分利用機器視覺對人臉的特征識別和歸納能力试读，將客戶的性別、年齡荠耽、心情等作為商業(yè)需求的對應特征钩骇，針對性的實時推送客戶感興趣的內(nèi)容，為商家進行目標客戶群導流和精準銷售铝量；另一方面倘屹，通過對不同人群的興趣內(nèi)容的觀察和學習，逐步提升對目標人群推送內(nèi)容的匹配精準度慢叨。

七纽匙、人臉識別的安全隱患

1、人臉識別主要由兩個環(huán)節(jié)構(gòu)成：

一個是人臉比對拍谐，即判斷待驗證的人臉是不是本人烛缔，二是活體檢測，即判斷待驗證的人臉是不是真實有效的

2轩拨、破解方式：

前者的破解非常簡單践瓷，有一張本人的照片就可以了，如果這人喜歡發(fā)自拍亡蓉，那就太輕松了晕翠，就算不愛發(fā)，偷拍一張也不復雜砍濒。

第二點的活體檢測本來是最重要的一個環(huán)節(jié)淋肾，但是利用一個很簡單的功能，就被破解掉了爸邢。這個功能本來是用在一些美顏相機上的巫员，可以給你的臉上貼一個什么貓胡子之類的扮可愛，現(xiàn)在把頭像照片貼到另一個人臉上甲棍，也就可以通過第二道活體檢測了简识。

就這樣赶掖，整個面部識別也就形同虛設了。一個高科技的智能功能七扰，變成了一個不安全的陷阱奢赂。

360首席科學家、人工智能研究院院長顏水成表示颈走，隨著人臉識別逐步應用到醫(yī)療保險膳灶、社會保障福利計劃、鐵路設施接駁和機場安保等多種領域立由，各大廠商現(xiàn)階段仍然需要對人臉識別進行提防轧钓，防止人工智能‘快跑’帶來的安全隱患。

顏院長給出的建議則是锐膜，在涉及隱私毕箍、支付等高級別安全場景使用時，注意將人臉與聲紋道盏、指紋而柑、虹膜及其他生物認證信號相融合，而不是單一的采用人臉識別技術(shù)荷逞，這樣安全的系數(shù)就會大大提升媒咳。

總之，人臉識別是否安全只是一個技術(shù)問題种远，而人工智能等科技領域的安全問題被重視起來涩澡，才是最重要的地方。