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科技前行：人臉識別技術(shù)瓶頸與發(fā)展趨勢

來源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時間：2011/02/10
　　　人臉識別，特指利用分析比較人臉視覺特征信息進(jìn)行身份鑒別的計算機技術(shù)。人臉識別是一項熱門的計算機技術(shù)研究領(lǐng)域，它屬于生物特征識別技術(shù)，是對生物體(一般特指人)本身的生物特征來區(qū)分生物體個體。
　　人臉識別存在問題
　　人臉識別被認(rèn)為是生物特征識別領(lǐng)域甚至人工智能領(lǐng)域最困難的研究課題之一。而人臉識別技術(shù)的難點主要體現(xiàn)在人臉作為生物特征的一些特點上。
　　首先，就人的臉部特征而言，不同個體之間的區(qū)別并不是很明顯，因為每個人的臉部結(jié)構(gòu)都是相似的，甚至是人們臉部器官的分布、結(jié)構(gòu)和外形，這對于利用人臉進(jìn)行定位是有利的，但是對于利用人臉區(qū)分人類個體是不利的。
　　其次，人臉的外形很不穩(wěn)定，人們可以通過臉部肌肉的變化產(chǎn)生很多不同的表情，而在不同的角度進(jìn)行觀察，人臉的視覺圖像也相差很大，這對于利用人臉識別效果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性也帶來了一定的挑戰(zhàn)。
　　再次，人臉識別還受光照條件(例如白天和夜晚，室內(nèi)和室外等)、人臉的很多遮蓋物(例如口罩、墨鏡、頭發(fā)、胡須等)、年齡等多方面因素的影響。如何規(guī)避這些外因?qū)τ谌四樧R別速度以及人臉識別效果的影響，一直是科研的重點方向。
　　因此，在人臉識別中，第一類的變化，即人臉外形的變化，是應(yīng)該放大而作為區(qū)分個體標(biāo)準(zhǔn)的，而第二類的變化，即外界條件對于人臉識別的影響，應(yīng)該消除，因為它們可以代表同一個個體。通常稱第一類變化為類間變化(inter-classdifference)，而稱第二類變化為類內(nèi)變化(intra-classdifference)。對于人臉，類內(nèi)變化往往大于類間變化，從而使在受類內(nèi)變化干擾的情況下利用類間變化區(qū)分個體變得異常困難。
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　　人臉識別技術(shù)瓶頸
　　然而人臉識別對技術(shù)要求和設(shè)備成本投入非常高，加之國外已經(jīng)對相關(guān)技術(shù)形成壟斷，以及傳統(tǒng)的人臉識別技術(shù)無法適應(yīng)使用環(huán)境的變化例如：光線、姿態(tài)、表情等不同的變化因素，導(dǎo)致人臉識別長時間無法普及應(yīng)用。
　　在實際應(yīng)用中，要注意以下幾個重要問題：
　　●年齡變化
　　不同年齡的人臉有較大的差別。身份證是以前照的，在逃犯的照片也是以前的，因此，在公安部門的實際應(yīng)用中，年齡問題是一個最突出的問題。
　　●姿態(tài)變化
　　這一問題在活動人臉的識別中更為突出。一般的，主要測試左右角度的識別率。當(dāng)前的水平是：±10o可以達(dá)到較高的識別率。
　　●不同介質(zhì)
　　采集人臉圖像的設(shè)備較多，主要有掃描儀(照片)、數(shù)碼相機、攝像機。由于成像的機理不同，形成了同類人臉圖像的識別率較高而不同類別間人臉圖像的識別率較低的情況。隨著人臉識別技術(shù)的發(fā)展，這一問題也將逐步得到解決。
　　(2)識別速度
　　識別速度有兩種，一種是基于文件的，即把特征存成文件，在文件級進(jìn)行比對。另一種是基于數(shù)據(jù)庫的，如在oracle數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行比對，在數(shù)據(jù)庫中存有詳細(xì)的人員檔案由此可以進(jìn)行圖文混合查詢，而借助圖文混合查詢，可以提高查中率?；谖募谋葘λ俣瓤梢赃_(dá)到20萬人/秒;基于數(shù)據(jù)庫的，單服務(wù)器的比對速度可以達(dá)到1萬人/秒。
　　這兩種方式各有特點，目前的研究是將兩者的優(yōu)點結(jié)合在一起，以實現(xiàn)高速、高識別率的人臉識別?；顒尤四樀淖R別要求系統(tǒng)有較高的識別速度。其中包括人臉檢測的速度以及人臉的識別速度。在40ms內(nèi)可以實現(xiàn)人臉檢測，在10萬人的數(shù)據(jù)庫中，2秒內(nèi)完成從人臉檢測定位到人臉識別的全過程，應(yīng)能滿足大多數(shù)實際應(yīng)用的要求。
　　人臉識別系統(tǒng)市場用前景廣闊
　　如今的人臉識別技術(shù)已進(jìn)入了實化階段，該技術(shù)目前在我國的公安、安全、海關(guān)、金融、軍隊、機場、邊防口岸、安防等領(lǐng)域也得到了很廣泛的應(yīng)用。
　　有專家進(jìn)一步指出，人臉識別的全面應(yīng)用時代已經(jīng)到來。在科技界，人臉識別認(rèn)證由于非侵犯性好、安全性高、無論室內(nèi)還是戶外均可使用等特性，一直比“認(rèn)卡不認(rèn)人”的IC卡更具發(fā)展前景。再加上去年占有全球80%非接觸IC卡市場份額的恩智浦半導(dǎo)體、其MIFAREone加密算法被成功破解所帶來的巨大危機，更讓人們意識到人臉識別技術(shù)的優(yōu)勢所在。
　　中國是擁有世界上第一龐大人口基數(shù)的人口大國。人臉識別應(yīng)用的發(fā)展?jié)摿υ诂F(xiàn)階段的中國顯的尤為重要，我國擁有巨大的人口基數(shù)，以及越來越頻繁的流動性，14億人口的管理，如何充分利用信息技術(shù)進(jìn)行有效的身份認(rèn)證，一直都是我們關(guān)注的焦點。
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