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人脸识别技术,让科幻成为现实

科技日报?? 2012年04月18日 ?? 收藏0
在茫茫人海的火车站走来走去,只要一眨眼的功夫已经被认出,随即被特工盯梢;迎面相逢的美女是致命杀手,手机发出嘀嘀的报警声,上面已经显示美女的姓名和信息……是的,这就是人脸识别的神奇之处。在最新上映的电影《碟中谍4》中,这些场景令人炫目。我们不禁要问:这是真的吗?这种科技什么时候才能用到我们身上?事实上,这些情景不仅仅是电影特技,人脸识别已经让科幻成为现实。在我们的生活中,很多地方都有它的影子。

人脸识别技术原理图
人脸识别技术原理图

识 别:

人脸检测 面部特征定位 与数据库进行人脸比对

人脸识别技术是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流,并自动在图像中检测和跟踪人脸,进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术,包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、记忆存储和比对辨识,达到识别不同人身份的目的。

人脸识别的过程其实并不复杂。首先是人脸检测,即判断输入图像中是否存在人脸,如果有,便给出每个人脸的位置、大小。其次是面部特征定位,即对找到的每个人脸,检测其主要器官的位置和形状等信息;最后进行人脸比对,根据面部特征定位的结果,与库中人脸对比,判断该人脸的身份信息。

在安全性方面,人脸识别系统信息存储仍是以计算机能识别的语言为主,即数字或者特定代码。这也就是说,它同样会面临黑客的攻击。但若是对已存储的人脸信息进行加密,即便黑客偷走了“人脸”,也没办法识别或者打开。

与传统的身份鉴定方式相比,人脸识别的最大特点就是更具安全、保密和方便性。人脸识别独具的活性判别能力,保证了他人无法以非活性的照片、木偶、蜡像乃至人头欺骗识别系统,无法仿冒。此外,人脸识别速度快,不易被察觉。与其他生物识别技术相比,人脸识别属于一种自动识别技术,一秒时间内可以识别好几次。不被察觉的特点对于一种识别方法也很重要,这会使该识别方法不令人反感,并且因为不容易引起人的注意而不容易被欺骗。

原 理:

基于面部特征信息进行计算与转换

在茫茫人海中找到你想要的那个人,这样的场景很多人都想象过,可是这样的技术应用也许还需要时日。现在,人脸识别大多用于门禁识别或公安机关追踪等,拍张照片,随后与人脸库进行比对。这个过程实际上并不简单,其对比的背后是一系列的计算与转换。

人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、身份确认以及身份查找,这一系列的计算与转换都是人脸识别的关键内容。据介绍,人脸识别技术核心称为实时面部特征匹配(RFFM),其识别特征数据紧凑,特征算法准确高效,是一种独创的识别技术。人脸识别的具体方法有多种,比如几何特征的人脸识别方法。几何特征可以是眼、鼻、嘴等的形状和他们之间的几何关系(如相互之间的距离),目前采用测量两眼之间距离的较多。这些算法识别速度快、需要的内存小,但识别率较低。除此之外还有基于特征脸的人脸识别方法、神经网络的人脸识别方法、弹性图匹配的人脸识别方法等。

人的容貌会变,表情会变,胖瘦会变,拍摄环境会变,在这么多的变数中,人脸识别能准确吗?国家863人脸识别项目研发清华大学教授苏光大曾撰文介绍,一个人脸识别系统的性能考察,主要有识别率和识别速度两方面。人脸识别的识别率是针对确定的数据库来说的,很难有一个绝对的标准。据介绍,在国际上已有的一些人脸数据库:美国的YALE人脸库,英国ORL人脸库;美国FERET人脸库等等。而识别速度则有两种,一种是基于文件的,即把特征存成文件,在文件级进行比对;另一种是基于数据库的,如在oracle数据库中进行比对,在数据库中存有详细的人员档案由此可以进行图文混合查询,而借助图文混合查询,可以提高查中率。这两种方式各有特点,目前的研究是将两者的优点结合在一起,以实现高速、高识别率的人脸识别。

应 用:

特别适合安全防范 未来将广泛用于日常生活

南京航空航天大学计算机科学与技术学院教授谭晓阳长期从事人脸识别的研究。在接受媒体采访时,谭晓阳称,从应用的角度来说,人脸识别包括人脸身份识别,即根据人脸图像识别出人物的身份,解决是谁的问题。另外,还包括人脸身份确认、验证,即判断图像中的人脸是否为指定的人,即解决是不是某人的问题。

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