一、生物特征識(shí)別技術(shù) 生物特征識(shí)別技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)利用人體所固有的生理特征或行為特征來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份鑒定。生理特征與生俱來(lái)多為先天性的;行為特征則是習(xí)慣使然,多是后天性的。我們將生理和行為特征統(tǒng)稱為生物特征。常用的生物特征包括:指紋、掌紋、虹膜、視網(wǎng)膜、人臉、聲音、筆跡等。
那么,生物特征識(shí)別技術(shù)是如何進(jìn)行個(gè)人特征識(shí)別的呢?
我們將生物鑒別的過(guò)程分成三個(gè)步驟:生物特征數(shù)據(jù)采樣、生物特征提取和特征匹配。數(shù)據(jù)采樣過(guò)程是通過(guò)各種傳感器對(duì)生物特征進(jìn)行原始數(shù)據(jù)采集的過(guò)程,生物特征提取過(guò)程則從傳感器采集的數(shù)據(jù)中抽取出反映個(gè)體特性的信息(通常是某種數(shù)學(xué)上的編碼過(guò)程),匹配階段則是計(jì)算生物特征之間的相似性并進(jìn)行排序和一致性判斷的過(guò)程。
生物特征識(shí)別技術(shù)主要有人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、虹膜識(shí)別等。生物識(shí)別技術(shù)在上個(gè)世紀(jì)己經(jīng)有了一定的發(fā)展,其中指紋識(shí)別技術(shù)己經(jīng)趨近成熟,但人臉識(shí)別技術(shù)的研究目前還處于起步階段。人臉識(shí)別則可以用已有的照片或是攝像頭遠(yuǎn)距離捕捉圖像,無(wú)須特殊的采集設(shè)備,系統(tǒng)的成本低。并且自動(dòng)人臉識(shí)別可以在當(dāng)事人毫無(wú)察覺(jué)的情況下即完成身份確認(rèn)識(shí)別工作,這對(duì)*怖活動(dòng)等有非常重大的意義。
二、人臉識(shí)別技術(shù)概述
人臉識(shí)別的目的是讓計(jì)算機(jī)具有通過(guò)人臉的特征來(lái)鑒別身份的功能?;谌四樚卣鞯纳矸葑R(shí)別主要設(shè)計(jì)到復(fù)雜場(chǎng)景中的人臉檢測(cè)及識(shí)別技術(shù),是一種依托于圖像理解、模式識(shí)別及計(jì)算機(jī)視覺(jué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和人工智能等高技術(shù)的研究方向。
人臉識(shí)別技術(shù)特別是比對(duì)算法成熟度自2014年后,呈現(xiàn)可初步應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)效果。特別是2015年后國(guó)內(nèi)算法逐漸傾向通過(guò)深度學(xué)習(xí)(deeplearning)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別算法深化應(yīng)用,識(shí)別效果比之前更加突出??梢哉f(shuō)自2016年后國(guó)內(nèi)的人臉識(shí)別算法都與基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)密不可分。
三、人臉識(shí)別技術(shù)的價(jià)值
在不同的生物特征識(shí)別方法中,人臉識(shí)別有其自身特殊的優(yōu)勢(shì),因而在生物識(shí)別中有著重要的地位。在典型應(yīng)用環(huán)境下,人臉識(shí)別技術(shù)的識(shí)別精度可以達(dá)到與指紋識(shí)別技術(shù)相當(dāng)?shù)某潭?,而其用戶友好性明顯要高于其它的幾種生物特征識(shí)別技術(shù)。其價(jià)格適中和*的性能更能獲得用戶的認(rèn)可。同時(shí),人臉識(shí)別技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)與數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的無(wú)縫集成,從而為*電子眼交通系統(tǒng)、平安城市監(jiān)控系統(tǒng)提供良好的審計(jì)、核查機(jī)制,大大地提高了系統(tǒng)的安全性和易用性。
基于指紋識(shí)別技術(shù)的系統(tǒng)從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看,還存在著如下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
1.實(shí)驗(yàn)表明,指紋存在著被他人復(fù)制的可能,這無(wú)疑降低了系統(tǒng)的安全性;
2.要求用戶配合程度高,在指紋采集過(guò)程中需要直接接觸指紋采集儀,易產(chǎn)生被侵犯的感覺(jué),導(dǎo)致用戶對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)的接受度降低;
3.部分用戶的指紋難以采集,存在著較高的系統(tǒng)拒絕錄入率問(wèn)題;
基于掌形、虹膜識(shí)別技術(shù)的識(shí)別精度比指紋識(shí)別技術(shù)要高,但仍存在著要求用戶配合的問(wèn)題,要使用設(shè)備、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn),難以成為市場(chǎng)主流產(chǎn)品。
四、人臉識(shí)別技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用
目前人臉識(shí)別技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè),如:金融VIP客戶訪客系統(tǒng)、遠(yuǎn)程開戶系統(tǒng);樓宇人臉門禁、人臉考勤系統(tǒng);互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)支付終端、交友、相親終端APP系統(tǒng);工業(yè)/民用智能機(jī)器人產(chǎn)品等。
以民用智能機(jī)器人為例,浙江大華公司近期推出育兒機(jī)器人產(chǎn)品(如圖1所示),通過(guò)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)人臉檢測(cè)、跟蹤、識(shí)別技術(shù)。根據(jù)簡(jiǎn)單的人臉設(shè)置和語(yǔ)音留言設(shè)置默認(rèn)接受者“主人”,機(jī)器人啟動(dòng)后即可識(shí)別不同的人臉叫出不同的名字,也可以更好地根據(jù)位置追蹤人臉,機(jī)器人可以始終對(duì)著用戶的方向轉(zhuǎn)動(dòng),科技感和互動(dòng)感十足。
圖1育兒機(jī)器人產(chǎn)品
而人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用和的即為*領(lǐng)域,目前多地*通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐瘎?wù)實(shí)際應(yīng)用需求,“開創(chuàng)”了多項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用和專項(xiàng)整治活動(dòng)。
五、*行業(yè)人臉識(shí)別應(yīng)用現(xiàn)狀 *實(shí)戰(zhàn)需求大致可分為對(duì)車、對(duì)人、對(duì)物的研判要求。而現(xiàn)如今的技術(shù)發(fā)展,*行業(yè)已基本解決車牌緝查布控這類基礎(chǔ)需求,轉(zhuǎn)而要求解決假套牌、入城、車輛特征識(shí)別等上層技戰(zhàn)法深度應(yīng)用需求;對(duì)物目前于排查、丟失、挪動(dòng)等初步應(yīng)用,仍舊缺乏物體深度智慧應(yīng)用;對(duì)人的需求則更為廣泛,從人的衣物顏色、方向、速度到體貌、表情、步態(tài)的要求,其中zui為熱門、zui有發(fā)展前景就是人臉識(shí)別應(yīng)用。近幾年,人臉識(shí)別在*行業(yè)已“悄然”應(yīng)用,并成功系統(tǒng)化、應(yīng)用化、實(shí)戰(zhàn)化。
*人臉識(shí)別應(yīng)用一般分為三種類型:一是實(shí)現(xiàn)“關(guān)注”人員的實(shí)時(shí)預(yù)警,通過(guò)視頻監(jiān)控前端不斷采集視頻,后端以人臉識(shí)別技術(shù)為核心進(jìn)行“關(guān)注”人員比對(duì),并通過(guò)報(bào)警方式通知現(xiàn)場(chǎng)警員進(jìn)行目標(biāo)抓捕;二是實(shí)現(xiàn)事中、事后人員身份核查,需要后端系統(tǒng)對(duì)海量二代*庫(kù)進(jìn)行“打標(biāo)簽”、通過(guò)*智能終端或系統(tǒng)上傳目標(biāo)人臉圖片,后端從海量的二代*庫(kù)中尋找匹配的*圖片,并給出關(guān)聯(lián)的身份信息;三是實(shí)現(xiàn)人員身份核查,即通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)手持*的人員和*的比對(duì),進(jìn)行人證合一的審查。
以福建某地市為例,當(dāng)?shù)?即通過(guò)人臉識(shí)別手段,對(duì)當(dāng)?shù)仃J紅燈行人進(jìn)行抓拍,并將抓拍照片與全省常駐人口進(jìn)行比對(duì),并將每日的比對(duì)結(jié)果進(jìn)行公眾號(hào)展示,有效遏制行人闖紅燈違法行為,實(shí)現(xiàn)全國(guó)*行“人闖紅燈人臉抓拍曝光系統(tǒng)”(如圖2所示)。
圖2人臉抓拍曝光系統(tǒng)
六、*領(lǐng)域人臉識(shí)別技術(shù)的未來(lái)
現(xiàn)今,我國(guó)二代證的普及使中國(guó)約14億人的身份信息有了數(shù)碼照片數(shù)據(jù),有數(shù)據(jù)表明,全國(guó)14億人口中有12個(gè)人和你長(zhǎng)得幾乎一模一樣,數(shù)據(jù)應(yīng)用已逐漸突破現(xiàn)今人類認(rèn)知水平,同時(shí)平安城市聯(lián)網(wǎng)的數(shù)百萬(wàn)臺(tái)監(jiān)控?cái)z像機(jī)每天也產(chǎn)生著海量的數(shù)據(jù)信息,這些數(shù)據(jù)存在大量有待挖掘的應(yīng)用價(jià)值。種種跡象表明,*想要跨入大數(shù)據(jù)應(yīng)用時(shí)代,人臉識(shí)別技術(shù)想要在*行業(yè)成熟落地,一些傳統(tǒng)技術(shù)瓶頸逐步顯現(xiàn),響應(yīng)速度越來(lái)越慢,有些應(yīng)用場(chǎng)景已經(jīng)*不能支撐。
*大數(shù)據(jù)應(yīng)用背景給人臉識(shí)別應(yīng)用帶來(lái)了機(jī)遇,同時(shí)也給人臉識(shí)別技術(shù)提出了更高的要求。雖然人臉識(shí)別技術(shù)性能已有較大提高,但它仍是在模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等領(lǐng)域zui困難的問(wèn)題之一。如何利用人臉識(shí)別技術(shù)將這些海量照片數(shù)據(jù)利用起來(lái),提升整個(gè)*信息化的管理水平,已經(jīng)是擺在我們面前的一個(gè)重要問(wèn)題。
1.對(duì)人臉識(shí)別的比對(duì)容量要求更大、度要求更高
目前*的戶政管理、出入境、刑偵嫌疑犯的身份識(shí)別等各類應(yīng)用,需要基于全國(guó)人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,處理的數(shù)據(jù)庫(kù)容量上億或十億,處理的比對(duì)請(qǐng)求數(shù)量大、模式不統(tǒng)一,快速準(zhǔn)確地從如此規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)中快速識(shí)別身份是一件非常有挑戰(zhàn)的任務(wù)。
2.系統(tǒng)輸入從單純的靜態(tài)圖片擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)視頻
近年來(lái),全國(guó)各地*機(jī)關(guān)大力開展視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè),據(jù)不*統(tǒng)計(jì),全國(guó)每年需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量高達(dá)3.3EB,結(jié)合視頻監(jiān)控和人臉識(shí)別,實(shí)現(xiàn)**的快速識(shí)別和實(shí)時(shí)布控,是提高視頻監(jiān)控效率的一條重要途徑。然而,由于人臉識(shí)別視頻監(jiān)控面臨光線、角度、姿態(tài)、遮擋等一系列因素的影響,導(dǎo)致人臉的類內(nèi)差距增大、類間差距縮小,給結(jié)合視頻監(jiān)控的人臉識(shí)別帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。
3.圖像來(lái)源更加廣泛、圖像質(zhì)量差異較大
通過(guò)“金盾工程”建設(shè),*已經(jīng)成功建設(shè)了八大資源庫(kù),積累了海量的數(shù)據(jù),為人臉識(shí)別技術(shù)在公共安全領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。然而,由于缺乏統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),各類業(yè)務(wù)中人臉數(shù)據(jù)質(zhì)量差異大,給人臉識(shí)別應(yīng)用造成了難度。
在*傳統(tǒng)偵查工作方式中,照片比對(duì)只能依靠人工方式進(jìn)行,工作量巨大、速度慢、效率低、無(wú)法適應(yīng)業(yè)務(wù)需要。人臉識(shí)別系統(tǒng)所具備的高速自動(dòng)識(shí)別能力很大程度上可以將*、安全部門從以往的“人海戰(zhàn)術(shù)”中解脫出來(lái),大大提升整個(gè)國(guó)家、社會(huì)的安全防范水平,從而達(dá)到威懾*、懲治罪犯、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定、保障國(guó)家安全的目的。
結(jié)束語(yǔ) 伴隨著人臉識(shí)別技術(shù)的快速發(fā)展,標(biāo)準(zhǔn)制定也逐漸展開。安防生物特征標(biāo)委會(huì)(SAC/TC100/SC2)在近幾年也制定了多項(xiàng)人臉智能化標(biāo)準(zhǔn),例如GBT31488-2015、GAT1093-2013等。但人臉識(shí)別技術(shù)研究仍未結(jié)束,當(dāng)前*業(yè)務(wù)中,人臉識(shí)別技術(shù)已涵蓋包括出入境管理、戶籍查重、人證核查等。但這依舊于圖像質(zhì)量可控的情況下,在*應(yīng)用更為廣泛的視頻監(jiān)控場(chǎng)景下,人的姿態(tài)、表情、光照變化都很大。
為更好地適應(yīng)*場(chǎng)景,單單依靠一項(xiàng)技術(shù)、一款產(chǎn)品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足*需求,必須尋求綜合的解決方案提供商,通過(guò)整體方案角度適配*場(chǎng)景要求,以滿足不同的業(yè)務(wù)需要。而*領(lǐng)域?qū)θ四樧R(shí)別技術(shù)的迫切、廣泛的需求,也將進(jìn)一步推動(dòng)人臉智能化的研究和應(yīng)用的發(fā)展。