冬雪

不知不覺，人臉識別就走進(jìn)了我們的生活。前不久，北京師范大學(xué)全部宿舍樓安裝了人臉識別門禁系統(tǒng)，無論何人進(jìn)門，都得刷臉才能放行；杭州一家餐廳也推出了刷臉支付，整個過程不超過10秒……那么，人臉識別可以應(yīng)用到哪些場合，其原理是什么，真正的功效如何呢？

人臉識別的應(yīng)用

人臉識別首先可以應(yīng)用于安全監(jiān)控。隨著“平安城市建設(shè)”的推進(jìn)，越來越多的高清攝像頭部署在各種公共場所，如機場、地鐵、火車站、汽車站，這些攝像頭中就可以安裝人臉識別軟件，可以自動偵測視頻畫面中的人臉，并與數(shù)據(jù)庫中的人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行一一比對，從而發(fā)現(xiàn)和追捕犯罪潛逃者。

除此之外，人臉識別還可以應(yīng)用到從門禁、設(shè)備登錄到個體識別等廣泛領(lǐng)域。對于個體身份辨認(rèn)，人臉識別可以用于驗證身份證、駕照、護(hù)照、簽證、選票等；可以用于控制設(shè)備存取、車輛訪問、智能ATM、電腦接入、程序接入、網(wǎng)絡(luò)接入等；也能用于智能卡用戶驗證、人臉數(shù)據(jù)庫人臉檢索、人臉標(biāo)記、人臉分類、多媒體管理人臉?biāo)阉?、人臉視頻分割和拼接，以及人機交互式游戲、主動計算等。

這些情況既是人臉識別技術(shù)將要或已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們生活和工作的現(xiàn)實，也是生物信息技術(shù)飛躍發(fā)展的一個標(biāo)志。說到底，人臉識別不過是生物個體識別技術(shù)的一種，判斷它能否全面取代其他生物識別技術(shù)，如指紋識別、虹膜識別等，還為時過早，有待于實踐的檢驗。

不過，現(xiàn)在的人臉識別技術(shù)主要應(yīng)用于三種范疇。一是1∶1認(rèn)證，證明人與證件信息是統(tǒng)一的，主要用于實名制驗證。二是1∶N認(rèn)證，即判斷某個人是否為特定群體中的一員，用于人員出入管理和城市安防等。三是活體檢測，以確保是真人在操作業(yè)務(wù)，進(jìn)而做賬戶許可授權(quán)。顯然，與公眾生活相關(guān)的人臉生物識別主要是第一和第三種，第二種主要用于刑事鑒識和反恐等。

人臉識別廣受歡迎并得到推廣應(yīng)用，是因其優(yōu)勢巨大。人臉識別具有生物自然屬性和簡易性。當(dāng)然，具有生物自然屬性的識別還有語音識別和體形識別，但不如直接看臉識別簡便。人臉識別的簡易性還體現(xiàn)在非接觸性和非強制性，可以獲取被識別的人臉圖像信息而不被個體察覺。人臉識別是利用可見光獲取人臉圖像信息，不同于指紋識別或者虹膜識別，這些采集方式需要利用電子壓力傳感器、掃描儀等，容易被人察覺，因而有可能偽裝和欺騙。

此外，人臉識別效率更高，在實際應(yīng)用場景中可以同時進(jìn)行多個人臉的分揀、判斷和識別。

人臉識別的漏洞

盡管如此，人臉識別也有盲區(qū)和弱點。小米8手機就是采用了人臉識別解鎖技術(shù)。但是，有人經(jīng)過試驗后發(fā)現(xiàn)，騙過小米8手機的人臉識別易如反掌：只要有主人的紅外照片，而且照片不反光，就可以解鎖手機。而且，把手機主人的普通彩色照片用黑白打印機打印出來，用鉛筆把相片上的眼睛涂黑，臉上的陰影涂重，就可以解鎖手機。

所以，盡管人臉識別有高效、快速和無侵害性等優(yōu)點，但人臉識別的缺點也是顯而易見的。而且，對于雙胞胎、整容前后、人的突然變瘦變胖、年齡增長產(chǎn)生的相貌變化等，人臉識別技術(shù)也未必有效，要么無法識別，要么造成錯誤識別。更重要的是，不法之徒和犯罪分子還可以很輕松地進(jìn)行偽造，以欺騙人臉識別技術(shù)。人臉識別系統(tǒng)主要包括四個組成部分，分別為人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預(yù)處理、人臉圖像特征提取以及匹配與識別。現(xiàn)在的情況是，這四個部分都可能有漏洞。只要一個人提供照片，甚至最簡單的自拍照，或者不法分子偷盜目標(biāo)者的照片，都可以通過3D建模，借助人臉關(guān)鍵點定位和自動化人臉動態(tài)技術(shù)，把照片的靜態(tài)改為動態(tài)，主要是眨眼、微笑、眉毛上揚、左右轉(zhuǎn)頭等動作，最終騙過人臉識別系統(tǒng)，給人們的安全帶來極大危害。

人臉識別系統(tǒng)的漏洞早就為計算機領(lǐng)域所關(guān)注。國際計算機信息安全領(lǐng)域有四大會議，分別為Oakland、CCS、USENIX、NDSS。在2016年的USENIX安全年會上，相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行演示，只需把在社交媒體上收集的照片重新組合成一個人的立體虛擬頭像，再利用VR顯示，讓它真正地活起來，就可以騙過人臉識別系統(tǒng)。

不過，人臉識別系統(tǒng)的漏洞還不止這些。如同世界上沒有兩片完全相同的綠葉一樣，世界上也不可能有兩張完全相似的人臉，即便同卵孿生子的臉也不可能完全相同，但是，也不得不承認(rèn)，無論在物理還是生物的世界，事物總是有相似性，人臉也是如此。

所有人臉的結(jié)構(gòu)在大體上都是由上下頜、顴骨和多種肌肉，如面?。ū砬榧。┖皖~肌等組成，具有某些相似性，尤其是同一種族，每個個體臉龐的相似性比較大，這對個體識別的準(zhǔn)確性提出了挑戰(zhàn)。

人臉的外形很不穩(wěn)定，人可以通過臉部的變化產(chǎn)生很多表情，在不同觀察角度，人臉的視覺圖像也相差很大。而且，光照條件（例如白天和夜晚，室內(nèi)和室外等）、遮蓋物（例如口罩、墨鏡、頭發(fā)、胡須等）、年齡等，都可影響到人臉識別的準(zhǔn)確性。

相似性和不穩(wěn)定性都是動態(tài)變化，前者稱為類間變化，后者稱為類內(nèi)變化。人臉的類內(nèi)變化往往大于類間變化，兩者結(jié)合，會使個體識別更為困難。

現(xiàn)在，在人臉識別漏洞頻頻出現(xiàn)后，專業(yè)人員又提出了包括人臉識別在內(nèi)的更多個體生物識別技術(shù)的另一種最大的危險，即個體的生物特征被盜取。如同指紋和虹膜等生物特征一樣，臉部也是一種獨特的生物特征，所有的生物特征數(shù)據(jù)進(jìn)入計算機都會被轉(zhuǎn)換為0和1的數(shù)碼儲存在數(shù)據(jù)庫中。這些被視為唯一性的生物特征數(shù)據(jù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后被盜取的概率大大增加，帶來的風(fēng)險要比盜刷嚴(yán)重得多。這才是生物認(rèn)證方式的最大不安全。

人臉識別的前景

由于以人臉識別為代表的生物個體識別技術(shù)現(xiàn)階段還不太成熟，極易被盜用，現(xiàn)在還不宜在網(wǎng)上廣泛使用，但是，可以在不聯(lián)網(wǎng)的情況下進(jìn)行局域或區(qū)域使用，如門禁、保險箱和銀行保險庫等。

而且，在局部區(qū)域使用，還可以擴大人臉識別的范圍，如應(yīng)用到高考中的個體識別，以防作弊。由于人臉識別是生物和計算機技術(shù)相結(jié)合的高技術(shù)手段，主要有人臉圖像采集及檢測、人臉圖像預(yù)處理、人臉圖像特征提取以及匹配與識別過程。這些過程中的前幾部分完全可以在高考前的一段時間對每位考生進(jìn)行，然后在高考進(jìn)場時，僅憑人臉識別就可以進(jìn)場，并且根據(jù)考場序號和位置，輔之以準(zhǔn)考證、身份證入座進(jìn)行考試。

這種做法的最大優(yōu)勢是，在高考考場安裝人臉識別系統(tǒng)進(jìn)行個體識別有極大的可靠性，既能避免因身份證件的遺失而耽誤學(xué)生參加高考，又能高效識別考生身份，更能避免替考和代考，以保證高考的公平和公正。

人臉識別需要改進(jìn)和采用多重識別方式，以保障安全。例如，在涉及隱私、財產(chǎn)、金融和支付流通等情況時，可以采用人臉識別與聲紋、指紋、虹膜識別等其他生物認(rèn)證信號相結(jié)合的方法，多一道手續(xù)就多一道安全。

未來，需要對人臉識別技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改造和升級，以確保個體識別的唯一性、可靠性、安全性和不可盜用性。

不過，再好的技術(shù)都面臨一個問題，需要由人操作，而且人們的生活不能完全由技術(shù)來控制一切，包括生物個體識別和安全操作，任何時候都需要人工的參與并與技術(shù)結(jié)合。正如海關(guān)的驗證一樣，報關(guān)員都會對每個出入境者既“刷臉”，也要看人。因為大腦的視覺皮質(zhì)區(qū)和梭形臉部區(qū)（FFA）比起所有的生物個體識別技術(shù)都更為有效，而且只需一兩秒就會判定人臉的真假，是同一個人還是假扮者。