所谓人脸识别,就是利用计算机分析人脸视频或者图像,并从中提取出有效的识别信息,最终判别人脸对象的身份。虽然对于你我而言,分辨人脸是从小就习以为常的技能,但想要计算机拥有这双识别人脸的“慧眼”,已经让无数人类专家殚精竭虑、前赴后继地投入研究工作,前后竟已有半个世纪之久。
在《碟中谍4》有这样一个情节,身穿风衣的特工在熙熙攘攘的火车站一边疾步逆人流而上,一边左右环顾,迎面而来的每个旅客的个人信息都出现在他的隐形眼镜上,不一会就锁定了要找的人。
而随着人脸识别技术的飞速发张,类似上述电影中的场景将更多的出现在现实生活中。2015年以来,腾讯、阿里、民生银行等国内巨头纷纷加码人脸识别产业,推出众多应用。金融大鳄中国平安2015年在人脸识别技术方面,包括“刷脸”征信在内的应用场景已达近10处,使用量已近千万。
那么问题来了,在2015年从年头火到年末的人脸识别技术究竟是个什么鬼?想要搞清楚这个问题,我们先要了解一下,计算机进行人脸识别的一般过程。
所谓人脸识别,就是利用计算机分析人脸视频或者图像,并从中提取出有效的识别信息,最终判别人脸对象的身份。虽然对于你我而言,分辨人脸是从小就习以为常的技能,但想要计算机拥有这双识别人脸的“慧眼”,已经让无数人类专家殚精竭虑、前赴后继地投入研究工作,前后竟已有半个世纪之久。
毕竟,计算机并不是人类,给出一张图片以后,计算机“看到”的照片仅仅是一段编码的字符串序列,无从知道人脸在哪里,更无从判断其相似性。所以对于一台计算机而言,要实现一次人脸识别,至少完成三个步骤:首先,从包含人物的场景图片中分割出人的面部区域;然后,从该面部区域中提取出人脸特征;最后,根据所提取的特征进行人脸识别。
人脸检测是人脸识别的第一步,当今的人脸识别系统虽然包含无数细节和各种工程技巧,但大的系统框架不外乎如下流程:首先要确认摄像头捕捉的图像中是否存在人脸,如果存在,需要先找到人脸的位置(人脸检测),然后在这个基础上定位人脸关键点的位置(如眼睛中心或嘴角等)。这些点的位置一是用来做人脸的几何校正,即把人脸通过缩放、旋转、拉伸等图像变化变到一个比较标准的大小位置。这样待识别的人脸区域会更加规整,便于后续进行匹配。同时,现在检测技术一般也都配有人脸光学校正模块,通过一些滤波的方法,去除一些对光照更加敏感的面部特征。
接下来,计算机需要将捕捉到的人脸进行特征提取,以往常用的方法有提取面部几何特征或特征脸方法。基于几何特征的方法,容易受到人物表情以及由眼镜、头发、饰物等外部物体引起的面部图像部分遮挡的影响。而对于使用特征脸方法,光照条件变化、曝光等引起的图像亮度、对比度不同都会对其效果造成影响。好在随着科研人员的不懈努力,2012年以后主流科技公司开始逐步采用基于神经网络等进阶技术进行人脸识别,实现了质的飞跃。
目前计算机算法中提到的神经网络理论,是从生物神经网络得到启发从而构建的一种分类器数学模型,其特点就是训练时间长而识别时间短。所以简单说来,人脸识别所用到的神经网络算法,就是通过收集的海量人脸照片,通过大数据训练将图片信息变成能够被机器理解分析的结构化数据,从而将人脸特征转化为计算机可以识别的字符串,并与大数据进行比对,从而达到识别人脸的目的。
2015年这一年里,机器学习、深度神经网络技术、人工智能、量子计算等方面的技术创新硕果累累,这些技术的进步都极大地提升了计算的处理能力、处理速度和复杂性,为广大厂商发力人脸识别应用提供了坚实的技术后盾。据平安科技创新研究院专家透露,基于神经网络的平安人脸识别算法在多种测试环境下均达到了99%以上的正确率。即便是面对细胞老化和双胞胎等业界公认的技术难题,也有了一系列解决方案。
目前,人脸识别技术在安防、金融等好多领域中的运用已经铺开,2015年,马云演示了蚂蚁金服Smile to pay扫脸支付,马明哲将平安人脸识别技术运用到平安普惠iLoan贷款场景中,就连央行也发了文件允许远程“刷脸”开户。随着人脸识别技术的革新,智慧银行VTM、新型安防系统以及后端海量视频数据检索等项目将在不远的未来大量上线。
在未来,你无论是开门,打卡,购物,只用对着摄像头眨眨眼或者动动脑袋就能轻松搞定,甚至相亲时刷一下脸,还可以核实身份避免婚骗。甚至,以后在你打算付款或者要借贷的时候,“刷脸”之后,说不定还会蹦出你的好信分,要是分数满足要求,不仅租车、住酒店时不用交押金,贷款时还可以更快得到批复、拿到比别人低的利率。
与此同时,科研人员在人脸识别探索的道路上依旧奋力前行。或许很快,人脸识别系统会将人眼无法看到的红外波段、紫外波段光谱信息应用到特征提取中。也有可能,随着图像采集精度的进一步提高,大数据的分析技术可以从面部图像上找到类似于指纹的、并非计算出的特征、而是真正存在脸上的“脸纹”。甚至,科研人员除了“教导”人脸识别系统学会认出你是谁以外,还能看出你当时的喜怒哀乐。
试想一下,以后你对着手机自拍一下,不仅能解锁手机,手机还能立即分别你现在的心情是开心还是沮丧,或许立马就给你放一首你最喜欢的歌曲安慰你,舒缓你的压力。当手机识别出你很疲倦,说不定就自动打开了约车软件,你只用确认回家时间。没错,这就是飞速发展的人脸识别技术将给我们的日常生活带来不断惊喜的小小一部分。
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