梁逸蘭

【摘 要】隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，社會(huì)中各種有關(guān)身份識(shí)別的安全問題越來越多，引起了人們對(duì)身份鑒別問題方面更多的重視。近幾年，傳統(tǒng)的身份鑒別技術(shù)已經(jīng)不足以滿足人們的需求，在這種情況下，人臉識(shí)別技術(shù)脫穎而出，無論在科研方面還是在實(shí)踐應(yīng)用方面，人臉識(shí)別系統(tǒng)都取得了重大的突破，并且在各行各業(yè)也扮演著越來越重要的角色。然而，相較于其他人類身份鑒別技術(shù)，人臉識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中既具有一定的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也存在一些局限性。

【關(guān)鍵詞】人臉識(shí)別;應(yīng)用;優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)

【中圖分類號(hào)】TP391 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）07-0103-03

1 人臉識(shí)別系統(tǒng)概述

1.1 何為“人臉識(shí)別”

人臉識(shí)別系統(tǒng)是以人臉識(shí)別技術(shù)為核心，通過攝像鏡頭將不同的人臉圖像采集下來進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)人臉身份進(jìn)行快速比對(duì)，它是多種生物特征識(shí)別技術(shù)中的一種，俗稱“刷臉”。生物識(shí)別技術(shù)是一種通過人類的生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的技術(shù)，目前手形識(shí)別、指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、發(fā)音識(shí)別、虹膜識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)相對(duì)成熟。

人臉識(shí)別在近幾年已成為一種熱門的身份認(rèn)證技術(shù)，它主要利用人的臉部多個(gè)特征信息對(duì)人體的身份進(jìn)行辨別。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人臉識(shí)別技術(shù)得到廣泛研究與開發(fā)，成為近30年里模式識(shí)別和凸圖像處理熱門的研究之一。人臉識(shí)別技術(shù)包括以下6個(gè)階段：一是信息采集，采集并輸入各種人臉圖像;二是人臉信息預(yù)處理，對(duì)人臉圖像進(jìn)行歸一化處理;三是人臉判定，判定圖像中是否含有人臉圖像信息;四是對(duì)圖像中的人臉信息進(jìn)行定位與提取;五是對(duì)不同的人臉信息進(jìn)行分類處理，并將信息傳遞給人臉識(shí)別系統(tǒng);六是對(duì)比人臉特征信息相似度，并確認(rèn)身份[1]。簡而言之，人臉識(shí)別系統(tǒng)為“六個(gè)過程、四個(gè)部分”。人臉自動(dòng)識(shí)別技術(shù)目前已經(jīng)取得了巨大的成就，隨著科技的發(fā)展，實(shí)際應(yīng)用仍然面臨困難。

1.2 人臉識(shí)別的原理

人臉識(shí)別主要分為確認(rèn)和辨認(rèn)兩部分，確認(rèn)就是將人臉圖像和數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存有的人臉圖像進(jìn)行比對(duì)，之后確認(rèn)“你是不是你”，而辨認(rèn)是將人臉圖像與數(shù)據(jù)庫中已存有的所有人臉圖像進(jìn)行匹配對(duì)比，從而辨認(rèn)出“你是誰”。人臉識(shí)別首先是找出鏡頭中的所有有人臉特征的面孔，比如人們會(huì)經(jīng)常使用手機(jī)進(jìn)行拍照，拍照模式中都會(huì)有人像模式，它能夠很容易地檢測出人臉的位置，這也就是相機(jī)能夠快速進(jìn)行對(duì)焦的原因。在找出所有的人臉后，就需要鑒別面朝不同方向的人臉，對(duì)于電腦而言朝向不同方向的人臉是不一樣的，為此，我們必須適當(dāng)?shù)卣{(diào)整圖片中的人臉，使得臉部的特征點(diǎn)能更好的和被檢測者重疊。接下來，就是電腦主動(dòng)去區(qū)分不同的人臉，人類能夠通過眼睛大小、鼻子高低、膚色等外部形態(tài)輕松地分辨不同的兩張人臉，利用電腦分辨人臉，就需要對(duì)圖像進(jìn)行量化，得到臉部的128個(gè)特征測量值，進(jìn)一步計(jì)算出歐式距離值，最終即可確定“你是不是你”。

1.3 人臉識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用

自2019年我國很多公司都相繼推出“刷臉”功能，手機(jī)解鎖、刷臉支付也運(yùn)用到人臉識(shí)別技術(shù)，而且目前我國國內(nèi)幾大銀行已開始開始使用人臉識(shí)別，這些足以說明我們?cè)?jīng)只會(huì)在好萊塢大片中看到的人臉識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)開始運(yùn)用到實(shí)際生活中，并且這種技術(shù)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。人臉識(shí)別系統(tǒng)在公共安全、民事、經(jīng)濟(jì)、娛樂等領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)了全方位應(yīng)用。目前，人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用比較成熟的是考勤機(jī)，用戶在考勤時(shí)會(huì)主動(dòng)配合機(jī)器進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別機(jī)器的需要來調(diào)整自己的表情和角度，但是在公共場所安裝的大量的視頻監(jiān)控，人們并不會(huì)主動(dòng)去配合監(jiān)控，由于外部光線、人臉角度等原因，得到的人臉圖像很難比對(duì)成功，這也是未來人臉識(shí)別快速發(fā)展必須解決的難題之一。

1.3.1 視頻監(jiān)控方面

現(xiàn)在的人臉識(shí)別技術(shù)主要應(yīng)用于視頻監(jiān)控方面。若想在一個(gè)較為復(fù)雜的場所遠(yuǎn)距離地識(shí)別某人的身份、將人臉識(shí)別系統(tǒng)除外，就目前的識(shí)別技術(shù)而言，是不能達(dá)到這個(gè)目的的，所以將人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到視頻監(jiān)控中，這在當(dāng)下已經(jīng)普遍存在。視頻監(jiān)控尤其在公安偵查破案方面應(yīng)用廣泛，例如犯罪嫌疑人在銀行取款被監(jiān)控記錄下來，偵查人員可利用內(nèi)部的比對(duì)庫系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行人臉比對(duì)，以確定犯罪嫌疑人的身份。

1.3.2 金融方面

人臉識(shí)別系統(tǒng)在銀行等金融行業(yè)也同樣“大展身手”。近些年，人臉識(shí)別技術(shù)在金融方面的應(yīng)用呈大數(shù)據(jù)增長，支付、取款、門禁等應(yīng)用已經(jīng)讓人們進(jìn)入了“刷臉時(shí)代”。國內(nèi)幾大銀行也將人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在自助客戶端、移動(dòng)營銷和柜面系統(tǒng)三大方向。阿里巴巴也研發(fā)了一種微笑支付的支付方式，通過刷臉來完成支付，對(duì)于一些僅需要小額金融的支付而言，這樣簡單的識(shí)別方式使人們感到更加方便。

1.3.3 考勤、門禁方面

人臉識(shí)別考勤，通過對(duì)人臉一些獨(dú)一無二的特征識(shí)別認(rèn)證進(jìn)行考勤，這徹底改變了曾經(jīng)記錄指紋打卡考勤的情況，這種考勤方式已成為當(dāng)下考勤的主要方式。在市民為忘帶房卡或者丟失房卡的時(shí)候可以直接采用“刷臉”驗(yàn)證個(gè)人身份，這在一定程度上增大了市民個(gè)人的安全指數(shù)。我國在2008年的北京奧運(yùn)會(huì)上便將人臉識(shí)別技術(shù)首次應(yīng)用到門禁系統(tǒng)中，對(duì)入場觀眾等人員進(jìn)行了雙重驗(yàn)證。

1.3.4 安檢方面

安檢門前上方或者后上方安裝高清攝像機(jī)，對(duì)通過安檢通道的人員進(jìn)行逐一人臉記錄和比對(duì)，對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)在車站的票販、竊賊、騙子等重點(diǎn)對(duì)象進(jìn)行黑名單管理，并可以連接公安網(wǎng)上追逃系統(tǒng)，進(jìn)行疑犯識(shí)別和報(bào)警提示，協(xié)助警方抓捕罪犯[2]。

人臉識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用分為身份識(shí)別及身份認(rèn)證兩種，除了上述幾種常見的人臉識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用外，還涉及車站、娛樂、社保、教育等行業(yè)，在一些重點(diǎn)場所也結(jié)合了人臉識(shí)別技術(shù)，所以人臉識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用之廣泛性還有待深入總結(jié)。

2 人臉識(shí)別系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

人臉識(shí)別系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)證明人臉識(shí)別技術(shù)相較于其他的生物識(shí)別技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)。

2.1 安全性較高，不易仿冒

人臉的生物特征是與生俱來的，具有一定的特定性，一般不可復(fù)制，在身份認(rèn)證方面具有較強(qiáng)的安全性。比如利用自動(dòng)提款機(jī)取錢，如果該用戶的銀行卡和密碼被他人非法盜用，他人很容易通過自助取款機(jī)取走現(xiàn)金，當(dāng)然，如果在銀行取款機(jī)中應(yīng)用人臉識(shí)別技術(shù)，就會(huì)大大地減少這種情況的發(fā)生。雖然人臉識(shí)別系統(tǒng)的信息存儲(chǔ)也是以數(shù)字代碼為前提，但用戶若可結(jié)合其他加密技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行加密，其信息將會(huì)有更大的保障性。

2.2 操作方便，易被客戶接受

在人臉識(shí)別過程中，人自身是不需要與儀器設(shè)備直接進(jìn)行接觸的，且由于大多采用人臉識(shí)別系統(tǒng)的儀器設(shè)備集圖像采集與圖像處理于一身，不需要再添置過多的專用設(shè)備，使得其操作使用起來更加方便。人臉識(shí)別具有非接觸性、無侵犯性的特點(diǎn)，所以客戶更容易接受這種識(shí)別技術(shù)。

2.3 識(shí)別性能好

眾所周知，人臉識(shí)別系統(tǒng)與其他生物識(shí)別技術(shù)相比，具有高識(shí)別速度、高識(shí)別精確度及高對(duì)比準(zhǔn)確度的特點(diǎn)。人臉識(shí)別技術(shù)可以滿足在實(shí)際應(yīng)用場景下同時(shí)進(jìn)行多個(gè)人臉分揀、判斷及識(shí)別的要求，這大大提高了識(shí)別速度（1 s以內(nèi)），不管你是什么人，來自哪里，只要你經(jīng)過人臉識(shí)別系統(tǒng)的存儲(chǔ)，以后不管你在哪里出現(xiàn)，它都能快速地將你識(shí)別出來。隨著該技術(shù)的發(fā)展，研究者在保證高識(shí)別速度的前提下，也使人臉識(shí)別的精確度達(dá)到了99%左右。

2.4 隱蔽性強(qiáng)

人臉識(shí)別系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)的優(yōu)點(diǎn)之一便是具有極好的隱蔽性，即不易被識(shí)別之人察覺。不同于指紋識(shí)別或者虹膜識(shí)別，需要利用電子壓力傳感器或者紅外線來采集指紋和虹膜圖像，人臉識(shí)別能夠利用光線來獲取人臉圖像信息，這種采集方式不容易被人發(fā)現(xiàn)，容易獲得比較正常狀態(tài)下的人臉圖像[3]。公安部門利用視頻監(jiān)控將人臉識(shí)別技術(shù)結(jié)合于一些偵查中，可對(duì)犯罪嫌疑人進(jìn)行全天候動(dòng)態(tài)布控并識(shí)別確定犯罪嫌疑人，而這種偵查方法又很少引起犯罪嫌疑人的注意，在一定程度上提高了公安部門的偵查效率。

3 人臉識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用中的不足

盡管人臉識(shí)別系統(tǒng)有著很大的優(yōu)勢(shì)，但仍然存在著一些不足之處。

3.1 多種因素使識(shí)別存在一定誤差

目前已有的人臉識(shí)別技術(shù)易受多種因素影響，除了該技術(shù)自身的局限外，還與人類個(gè)體之間的相似性和外形的易變性有關(guān)。

據(jù)報(bào)道，很多人在與自己不同的國家找到了自己的“雙胞胎姐妹”或“雙胞胎兄弟”;近幾年整容流行，很多人都整形為尖下巴、高鼻梁和雙眼皮;美圖秀秀軟件的使用早已席卷全球，但正因?yàn)槊缊D秀秀與俗稱的“45度仰角拍攝”的出現(xiàn)，幾乎經(jīng)過手機(jī)拍攝后的每個(gè)人看起來似乎有著同一張臉。對(duì)于這類臉部極其相似的人群而言，單使用人臉識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行加密的信息便會(huì)存在極大的風(fēng)險(xiǎn)。

除此之外，人臉的外形極不穩(wěn)定，如表情的變化、人臉角度姿態(tài)的變化、年齡的增長、人臉外形（胡子、發(fā)型、化妝、傷疤、遮蓋物）的變化及光照條件（燈光的有無、室外的不同時(shí)間段）等都會(huì)影響人臉識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別認(rèn)證過程，使其識(shí)別準(zhǔn)確率大大降低，特別是傳統(tǒng)的人臉識(shí)別系統(tǒng)受光照條件的影響后識(shí)別效果更會(huì)急劇下降。

3.2 非配合情況下，識(shí)別率較低

用戶與系統(tǒng)非接觸就可進(jìn)行識(shí)別認(rèn)證是人臉識(shí)別系統(tǒng)的特點(diǎn)之一，但這并不意味著只要人臉經(jīng)過人臉識(shí)別系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)準(zhǔn)確快速地將該人臉識(shí)別出來。相反，若被識(shí)別之人不配合該系統(tǒng)的操作，如人自身的掙扎、表情的假裝及故意毀壞原有的臉等，在這些情況下，人臉識(shí)別的識(shí)別率就會(huì)很低，更不用說能夠完全達(dá)到成功識(shí)別。

3.3 實(shí)用性較差

首先，人臉識(shí)別的應(yīng)用沒有法律依據(jù)，在2012年1月1日施行的《中華人民共和國居民身份證法》已說明新辦二代身份證要強(qiáng)制加載指紋而非人臉識(shí)別。其次，從技術(shù)層面上講，人臉識(shí)別不是精確的信息比對(duì)，而是相似度的比對(duì)，存在一定的誤差。最后，從實(shí)踐中看，人們使用人臉識(shí)別技術(shù)的情況極少，特別是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的人更是未聽過人臉識(shí)別系統(tǒng)。盡管人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，但公眾目前似乎更容易接受指紋識(shí)別，所以人臉識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)用性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到研究該技術(shù)的初衷。

4 結(jié)語

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步及社會(huì)各界對(duì)于快速有效進(jìn)行自動(dòng)身份驗(yàn)證技術(shù)的迫切需求，人臉識(shí)別系統(tǒng)在這種背景下得到了更加廣泛的研究和應(yīng)用。盡管當(dāng)前的人臉識(shí)別技術(shù)存在一些不足之處，但是任何一項(xiàng)技術(shù)都會(huì)有自己的優(yōu)勢(shì)與缺陷，相信在不久之后人臉識(shí)別技術(shù)的研究難題都會(huì)被一一攻破，而人臉識(shí)別系統(tǒng)也必將引領(lǐng)世界走向真正的“刷臉”時(shí)代。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]楊玉龍.人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶：重慶大學(xué)，2014.

[2]李峰.人臉識(shí)別技術(shù)在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用[J].中國公共安全（綜合版），2012（18）：107-109.

[3]徐曉燕.人臉識(shí)別技術(shù)在應(yīng)用中的局限[J].中國防偽報(bào)道，2012（2）：58-59.