浅谈人脸识别技术和市场发展趋势

    身份识别是人类社会生活的一个最基本问题，我们每一天都会遇到，无处不在。生物特征识别技术被列为21世纪对人类社会带来革命性影响的十大技术之一，微软比尔•盖茨曾经预言：生物识别技术，将成为未来几年IT产业的重要革新。生物特征识别技术是目前最为方便、安全的身份识别技术，它认定的是人本身，不需要身外的其他标识物。

    走近人脸识别 

    身份识别是人类社会生活的一个最基本问题，我们每一天都会遇到，无处不在。生物特征识别技术被列为21世纪对人类社会带来革命性影响的十大技术之一，微软比尔•盖茨曾经预言：生物识别技术，将成为未来几年IT产业的重要革新。生物特征识别技术是目前最为方便、安全的身份识别技术，它认定的是人本身，不需要身外的其他标识物。

    指纹识别技术是目前应用最广泛、价格最低廉的一种生物特征识别技术，它是一种接触性的识别技术，因此指纹采集头常常容易损坏，尤其是使用人数多的场景下，几个月就得更换一次指纹采集头，据不完全统计，大约5%左右的人，指纹比较浅，是不能使用指纹的，这些就大大制约了指纹的应用领域。

    在现实生活中，人与人之间的认识不是通过指纹、掌纹、虹膜等等，而是通过人的面部——人脸来实现的，因此，在众多的生物特征识别技术中，人脸识别技术最具有吸引力，它最直观、最自然，符合人的认知规律，它具有如下特点：

    1、非接触，用户接受度高。人脸识别技术使用摄像头作为识别信息获取装置，以非接触方式，自动完成识别过程。

    2、直观性突出。人脸识别技术所使用的依据是人的面部图像，而人脸无疑是肉眼能够判别的最直观的信息源，“以貌取人”符合人的认知规律。同时也方便后期人工确认、再利用等明显优势。

    3、识别速度快，不易被察觉。与其它生物识别技术相比，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。

    4、不易仿冒。人脸识别技术要求识别对象必须亲临识别现场，他人无法仿冒。人脸识别技术所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。

    5、应用领域广。除了目前指纹识别的所有应用领域以外，人脸识别还可以应用到各种人脸视频监控报警系统、数码相机的人脸检测，以及未来的机器人，具有广阔的市场应用前景。

    人脸识别的技术瓶颈 

    虽然人脸识别具有其他生物特征识别技术所无法比拟的优点，吸引了人们的极大兴趣，但它本身存在许多技术困难和挑战。人脸识别被认为是生物特征识别领域甚至人工智能领域最困难的研究课题之一。人脸识别的困难主要是人脸作为生物特征的特点所带来的，人脸在视觉上的特点是： 
 
    不同个体之间的区别不大，所有的人脸的结构都相似，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。

    人脸的外形很不稳定，人可以通过脸部的变化产生很多表情，而在不同观察角度，人脸的视觉图像也相差很大，另外，人脸识别还受光照条件（例如白天和夜晚，室内和室外等）、人脸的很多遮盖物（例如口罩、墨镜、头发、胡须等）、年龄等多方面因素的影响。

    在人脸识别中，第一类的变化是应该放大而作为区分个体的标准的，而第二类的变化应该消除，因为它们可以代表同一个个体。通常称第一类变化为类间变化（inter-class difference），而称第二类变化为类内变化（intra-class difference）。对于人脸，类内变化往往大于类间变化，从而使在受类内变化干扰的情况下利用类间变化区分个体变得异常困难。

    正是基于上述原因，一直到21世纪初，国外才开始出现人脸识别的商用，但由于人脸识别算法非常复杂，只能采用庞大的服务器，基于强大的计算机平台。

    “识出”新思路 

    面对全球人脸识别的难题和困境，汉王科技历尽七年的潜心研究，终于提出了全球独创的“双目立体人脸识别技术”，很好地解决了这一世界难题。汉王人脸识别系统采用专用双摄像头，就像一个人的两个眼睛一样，右侧摄像头的图片进行人脸定位和眼睛定位，同时，左侧摄像头与右侧摄像头的图片进行立体融合，恢复出三维人脸模型，在此基础上，进行特征提取和比对，实现模板录入和识别等功能。具体如下： 

双目立体人脸识别技术原理图

    下面简要介绍一下双目立体人脸识别技术特点： 

    1、双目融合 

    二维人脸图像缺乏三维的信息，容易受到光照、姿态、表情等的影响，鉴于此，双目立体人脸识别系统采用专用双摄像头并进行立体融合，恢复出三维人脸模型。三维信息可以用于姿态，光照，眼镜等模型变换和生成。三维信息恢复过程如下图： 

    2、全球首款嵌入式人脸识别产品 

    回顾指纹识别的发展轨迹，正是嵌入式指纹识别产品的问世，才拉开了指纹识别大规模应用的序幕，因此，汉王科技瞄准国际前沿，终于在2008年年9月，研发成功全球第一款嵌入式人脸识别门禁产品F710，它不受室内环境光线的影响，即使在黑暗中也可正常识别，该产品先后参加美国的CES展、德国的Cebit 展，获得了国际同行的广泛关注、国际客户的极大兴趣，向全世界展示了我们中国人的创超力。

    人脸识别技术的市场趋势 

    人脸识别在国内被认为是“早上八九点钟的太阳”，行业内的领先者正在逐步提供、完善一揽子产品解决方案，力求倡导与普及一种全新的工作生活习惯与方式，使得人脸识别的应用市场一片光明前景。

    2009年6月，Google推出新功能――人脸识别搜索，用户在搜索内容时通过增加一个关键词，就能够限定搜索结果中只出现人脸图片，此新搜索特性大大提高了搜索人物图片时的精确度。7月，iphone公布其人脸识别技术将是其未来发展的五大趋势之一，那将是一种让手机“认人”的技术，与手机拍照单纯的人脸检测不同，这项技术可以让手机将人脸作为独特符号记住，让手机识别人脸开启锁定功能。8月，汉王科技在上海的人脸识别新产品发布大会，就展示了最新的手机人脸识别开机技术。

    综上所述，经过这两年的市场启动，尤其是嵌入式人脸识别技术的成熟，人脸识别技术，它将应用到公安、安全、海关、金融、军队、机场、边防口岸、安防等多个重要行业及领域，以及智能门禁、考勤等民用市场。有关专家预言，2010—2012年，全球人脸识别市场将进入一个快速成长期，人脸识别时代已经到来！（本文由汉王科技股份有限公司大客户事业部副总经理 石践提供）