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"碟中谍"式技术问世 1秒完成1亿人脸比对识别

http://www.kexue.com 2014-03-06 09:26:14 中国科技网  发表评论


脸检测利用脸部的特征,从图像或视频中快速定位人脸的位置并抓取人脸部图像

  看过电影《碟中谍4》的观众一定对这样的场景印象深刻——一名特工戴上了能够进行人脸识别的特制隐形眼镜,从而在人群中迅速找出目标。类似情节在这部影片中还有很多,事实上,不仅是在电影中,人脸识别已然成为现实。

  2004年,在曾经轰动一时的“北京超市投毒第一案”中,人脸识别技术被成功应用。那么,经过这么多年的发展,人脸识别技术发展到什么水平,将会给我们的生活带来怎样的变化?就这些问题,科技日报记者采访了公安部第一研究所证件技术事业部研究员田青。

  人脸识别由四部分组成1秒内完成1亿人脸比对

  据田青介绍,人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物特征识别技术,主要包括4个步骤。分别为:人脸检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取以及匹配与识别。

  人脸检测利用脸部的特征,从图像或视频中快速定位人脸的位置并抓取人脸部图像;人脸图像预处理是基于人脸检测结果,对图像进行处理并最终进行特征提取的过程,主要是去除光线环境变化等对人脸识别的影响;人脸图像特征提取主要从人的面部找到一些可辨别身份的唯一属性(如人脸器官的形状描述以及它们之间的距离等),并形成一个数字代码;人脸图像匹配与识别,是将当前提取的人脸图像特征数据与数据库中存储的特征模板进行搜索匹配,确定相似性的过程。

  田青说:“通俗地讲,比如说这个人主要特征是大眼睛,系统就会自动与数据库内具有同类特征的人分类快速对比,最后会显示出相似度最接近的10张照片。然后再对其基础信息,如姓名、性别等比较,来确定人的身份。”

  那么整个系统识别过程会不会花费很多时间呢?在该所证件防伪部级重点实验室,一台普通的笔记本计算机上,工作人员向记者演示了人脸比对过程,选择一张人脸图像,点击系统开始,整个过程1秒钟完成,系统就自动显示出与其相似的10张人脸图像。据介绍,照片识别时间主要取决于机器配置,目前服务器可以在1秒之内完成1亿人脸图像的比对。

  识别受多方面因素影响双胞胎因极其相似仍难辨认

  如果是双胞胎,人脸识别系统能辨认出来吗?田青说:“再智能的系统执行的也是人的思维命令,如果人类目前的智力都无法辨认清楚,系统就无法得到正确的指令,更别提让它辨认出来了。”

  的确,人脸识别被认为是生物特征识别甚至人工智能领域最困难的研究课题之一。人脸识别系统的困难主要是人脸作为生物特征的特点所带来的。

  不同个体之间的区别不大,所有人脸的结构都相似,甚至人脸器官的结构外形都很相似。这样的特点对于利用人脸进行定位是有利的,但是对于利用人脸区分人类个体是不利的。

  另外,人脸本身是3D结构,通过2D摄像采集到的图像往往受到外界环境变化的影响,如在不同观察角度时,所获得人脸图像会有一定的差别,所以目前人脸识别技术在用户配合情况下会有令人满意的结果。但是如果采集环境受光照条件、遮盖物、年龄等多方面因素的影响,人脸比对性能就会下降。

  尽管人脸识别系统仍有不尽如人意之处,然而,有专家认为,与此前的指纹识别系统相比,人脸识别系统成本更低,而且用于人脸识别的摄像机一天24小时都可工作。因此,其发展前景还是不错的。

  未来应用改变人们生活“刷脸”消费或成现实

  也许未来的某一天,你刚踏进常光顾的美容院大门,就听到有语音提示:“您是我们的VIP客户,请随我来。”这时你千万不要感到奇怪,这是人脸识别系统带给你的惊喜。

  其实,人脸识别系统带给人们的惊喜远不止于此。不久前,国际支付巨头PayPal宣布,其在英国伦敦泰晤士河畔的里士满区的12家商场推出依靠“人脸识别”的支付系统。这一尝试,真正将流行了近10年的“刷卡”消费改为“刷脸”消费。

  在这一智能支付系统下,购物者利用PayPal面向iOS、Android和WindowsPhone提供的移动应用软件,可以在他们的手机上看到附近支持“人脸识别”支付的店铺。用户点进某一店铺后,点击其名称、支付购买项目后,用户的名字和照片以及消费金额便出现在了店铺的支付系统上。与顾客核实个人信息后,收银员便可点击用户照片发出付款指令,整个购买过程就完成了。用户唯一要做的就是在使用前将自己的银行账户或信用卡与PayPal相关联。

  在日本,同样已经有一小部分公司开始使用人脸识别软件进行各种交易。

  某日本服装专卖店的人脸识别付款流程有个基础前提,就是支付的时候,你无需做任何事情,不用借助钱包和iPhone应用,只要走向一个已调试好的摄像头,让其扫描你的脸部,并和数据库进行比对即可。

  对此,日本服装专卖店是这样解释的:“在后台,我们的算法会处理用户的生物统计数据,在我们的数据库中找到匹配用户的账户,与此同时,用户所做的就是靠近收银台。整个交易过程在不到5秒的时间内完成,而这些时间,你原来能做的也只不过是从口袋里掏出钱包而已。”

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