人臉識(shí)別,是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流,并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉,進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù),通常也叫做人像識(shí)別、面部識(shí)別。
傳統(tǒng)的人臉識(shí)別技術(shù)主要是基于可見(jiàn)光圖像的人臉識(shí)別,這也是人們熟悉的識(shí)別方式,已有30多年的研發(fā)歷史。但這種方式有著難以克服的缺陷,尤其在環(huán)境光照發(fā)生變化時(shí),識(shí)別效果會(huì)急劇下降,無(wú)法滿足實(shí)際系統(tǒng)的需要。解決光照問(wèn)題的方案有三維圖像人臉識(shí)別,和熱成像人臉識(shí)別。但這兩種技術(shù)還遠(yuǎn)不成熟,識(shí)別效果不盡人意。
迅速發(fā)展起來(lái)的一種解決方案是基于主動(dòng)近紅外圖像的多光源人臉識(shí)別技術(shù)。它可以克服光線變化的影響,已經(jīng)取得了卓越的識(shí)別性能,在精度、穩(wěn)定性和速度方面的整體系統(tǒng)性能超過(guò)三維圖像人臉識(shí)別。這項(xiàng)技術(shù)在近兩三年發(fā)展迅速,使人臉識(shí)別技術(shù)逐漸走向?qū)嵱没?/p>
人臉與人體的其它生物特征(指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別等)一樣與生俱來(lái),它的唯一性和不易被復(fù)制的良好特性為身份鑒別提供了必要的前提,這是一個(gè)非常好的優(yōu)勢(shì),可這也為人臉識(shí)別技術(shù)的研究帶來(lái)了困難,正所謂“成也蕭何敗蕭何”。
人臉識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
相比于其他識(shí)別技術(shù),人臉識(shí)別的優(yōu)勢(shì)比較明顯,主要集中在以下幾個(gè)方面:
一是自然性,所謂的自然性是指該識(shí)別方式同人類(lèi)(包括其它生物)進(jìn)行個(gè)體識(shí)別時(shí)所利用的生物特征相同,是通過(guò)觀察比較人臉區(qū)分和確認(rèn)身份;具有自然性的識(shí)別還有語(yǔ)音識(shí)別和體形識(shí)別,而指紋識(shí)別和虹膜識(shí)別等因人類(lèi)或其他生物不能通過(guò)此類(lèi)生物特征區(qū)別個(gè)體所以不具備自然性。
二是非強(qiáng)制性,被識(shí)別的人臉圖像信息可以主動(dòng)獲取而不被被測(cè)個(gè)體察覺(jué),人臉識(shí)別是利用可見(jiàn)光獲取人臉圖像信息,而不同于指紋識(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(jué),從而帶有可被偽裝欺騙性。
三是非接觸性,相比較其他生物識(shí)別技術(shù)而言,人臉識(shí)別是非接觸的,用戶不需要和設(shè)備直接接觸。
四是并發(fā)性,在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中,人臉識(shí)別技術(shù)可以進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷及識(shí)別。
人臉識(shí)別技術(shù)研究的困難
人臉識(shí)別技術(shù)擁有多種優(yōu)勢(shì)讓其得到人們青睞,但其研發(fā)過(guò)程中存在的難度也是不容人們忽視的。人臉識(shí)別被認(rèn)為是生物特征識(shí)別領(lǐng)域甚至人工智能領(lǐng)域最困難的研究課題之一,人臉識(shí)別的困難主要是人臉作為生物特征的特點(diǎn)所帶來(lái)的。
首先是人類(lèi)臉部存在相似性,不同個(gè)體之間的區(qū)別不大,所有的人臉的結(jié)構(gòu)都相似,甚至人臉器官的結(jié)構(gòu)外形都很相似。這樣的特點(diǎn)對(duì)于利用人臉進(jìn)行定位是有利的,但是對(duì)于利用人臉區(qū)分人類(lèi)個(gè)體是不利的。
其次是個(gè)人人臉存在易變性,人臉的外形很不穩(wěn)定,人可以通過(guò)臉部的變化產(chǎn)生很多表情,而在不同觀察角度,人臉的視覺(jué)圖像也相差很大,另外,人臉識(shí)別還受光照條件(例如白天和夜晚,室內(nèi)和室外等)、人臉的很多遮蓋物(例如口罩、墨鏡、頭發(fā)、胡須等)、年齡等多方面因素的影響。
在人臉識(shí)別中,第一類(lèi)的變化是應(yīng)該放大而作為區(qū)分個(gè)體的標(biāo)準(zhǔn)的,而第二類(lèi)的變化應(yīng)該消除,因?yàn)樗鼈兛梢源硗粋€(gè)個(gè)體。通常稱第一類(lèi)變化為類(lèi)間變化(inter-classdifference),而稱第二類(lèi)變化為類(lèi)內(nèi)變化(intra-classdifference)。對(duì)于人臉,類(lèi)內(nèi)變化往往大于類(lèi)間變化,從而使在受類(lèi)內(nèi)變化干擾的情況下利用類(lèi)間變化區(qū)分個(gè)體變得異常困難。
結(jié)語(yǔ)
據(jù)資料顯示,2012年我國(guó)人臉識(shí)別行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約16.7億元,預(yù)計(jì)今年我國(guó)人臉識(shí)別行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到75億元??梢哉f(shuō),人臉識(shí)別技術(shù)的發(fā)展前景不可限量,隨著我國(guó)向數(shù)字化、信息化社會(huì)的邁進(jìn),人們對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)的了解和認(rèn)識(shí)也將逐漸增進(jìn),隨著人臉識(shí)別技術(shù)的市場(chǎng)需求會(huì)越來(lái)越大,人臉識(shí)別技術(shù)研發(fā)困難將在技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程中得到不斷被破解,各種識(shí)別系統(tǒng)的性能也將在不斷發(fā)展中日益完善,更好地服務(wù)大眾。