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    經(jīng)過十多年的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用市場(chǎng)培育，當(dāng)今生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在諸多應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模化應(yīng)用。就中國(guó)市場(chǎng)而言，生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，過去還主要是以其分之技術(shù)之一的指紋識(shí)別技術(shù)為主體，在中國(guó)市場(chǎng)，指紋識(shí)別的應(yīng)用占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)份額（根據(jù)2007年的數(shù)據(jù)，中國(guó)生物識(shí)別市場(chǎng)，指紋識(shí)別應(yīng)用占據(jù)的市場(chǎng)份額超過90%）。這與全球生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的大趨勢(shì)有較大差距。不過，我們也欣喜的看到，一些新技術(shù)，如人臉識(shí)別技術(shù)，在中國(guó)市場(chǎng)的應(yīng)用，近一兩年的發(fā)展也非常迅猛，其市場(chǎng)潛力不可低估。本文將從技術(shù)和應(yīng)用角度，對(duì)生物識(shí)別技術(shù)目前的兩個(gè)發(fā)展速度最為顯著的分支：人臉識(shí)別，以及多重生物識(shí)別，分別進(jìn)行論述。

    人臉識(shí)別技術(shù)

    就全球市場(chǎng)而論，人臉識(shí)別是僅次于指紋識(shí)別的、應(yīng)用規(guī)模第二大的生物識(shí)別技術(shù)。通常，人臉識(shí)別技術(shù)主要應(yīng)用于如下三大領(lǐng)域，在這些應(yīng)用領(lǐng)域，人臉識(shí)別具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：

    1）大型檔案管理系統(tǒng)，如駕駛執(zhí)照和護(hù)照管理系統(tǒng)；

    2）根據(jù)黑名單，通過攝像監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)監(jiān)控目標(biāo)人物；

    3）門禁系統(tǒng)。

    事實(shí)上，人臉識(shí)別在個(gè)人使用、商業(yè)和政府應(yīng)用中都具有巨大潛力。這項(xiàng)技術(shù)還在不斷進(jìn)步和發(fā)展中，其應(yīng)用越來越普及。就目前的技術(shù)和產(chǎn)品水平，人臉識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)完全能夠以客戶可接收的成本水平，順利實(shí)施和應(yīng)用。

    人臉識(shí)別技術(shù)的原理

    簡(jiǎn)單說，人臉識(shí)別技術(shù)就是要計(jì)算機(jī)先記錄人臉的特征(無論是現(xiàn)場(chǎng)采集還是從照片采集)，然后在使用時(shí)(再次現(xiàn)場(chǎng)采集人臉圖像，或提交照片)能自動(dòng)準(zhǔn)確地辨認(rèn)出是否同一人。

    和其他生物識(shí)別技術(shù)一樣，人臉識(shí)別系統(tǒng)也是先產(chǎn)生人臉的特征模板并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。這些模板將被用于與提交來要求比對(duì)的模板進(jìn)行一一匹配對(duì)比，通常，當(dāng)某兩個(gè)模板進(jìn)行比對(duì)時(shí)，如果相似程度超過系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的閥值，系統(tǒng)就認(rèn)為比對(duì)成功--這兩個(gè)模板來自同一個(gè)人。

    人臉識(shí)別技術(shù)原理也有不同的種類，包括基于人臉五官結(jié)構(gòu)的識(shí)別，基于皮膚質(zhì)地分析的識(shí)別，甚至基于人臉溫度模式的識(shí)別。最新的技術(shù)采用了人臉三維圖像建立模板--有從人臉二維圖像自動(dòng)生成三維圖像建模的技術(shù)，也有真正以三維方式采集面部、頭部圖像建模的技術(shù)。

    當(dāng)然，這些技術(shù)的共同點(diǎn)是，它們都是建立在人臉圖像信息基礎(chǔ)上。除了這個(gè)共同的起點(diǎn)，它們的區(qū)別非常大。

    正因?yàn)槿四樧R(shí)別依賴于攝像/照片的圖像信息，所以可以理解圖像質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)準(zhǔn)確性的影響有多大。現(xiàn)場(chǎng)采集人臉圖像的質(zhì)量受許多因素影響：環(huán)境光線，攝像機(jī)圖像分辨率，鏡頭的焦距和景深參數(shù)，目標(biāo)人臉的移動(dòng)速度以及其他諸多因素。

    除了圖像質(zhì)量外，影響人臉識(shí)別系統(tǒng)可靠性和準(zhǔn)確率的第二大因素就是識(shí)別算法本身的技術(shù)水平。

    "攝像機(jī)和掃描器好比眼睛，但識(shí)別算法卻是人臉識(shí)別系統(tǒng)的大腦"，多種生物識(shí)別技術(shù)核心算法供應(yīng)商，NeurotechnologyLtd（神網(wǎng)科技公司）CEO奧吉曼塔斯(AlgimantasMalickas)說，"沒有高質(zhì)量的算法，一個(gè)人臉識(shí)別系統(tǒng)就談不上可靠性。而對(duì)于生物識(shí)別應(yīng)用而言，系統(tǒng)可靠性無疑是客戶最重要的考慮因素。"

    人為因素也是影響人臉識(shí)別技術(shù)準(zhǔn)確性的重要因素。例如攝像機(jī)的使用方法、照明條件及目標(biāo)人臉上陰影的變化等，都可能使人臉識(shí)別算法的性能大打折扣。算法供應(yīng)商們一直在想辦法減少這些人為因素的不良影響，為此也開發(fā)了不少創(chuàng)新方法和技術(shù)。在特定的應(yīng)用中如何確保選擇到合適的攝像頭和算法也很講究。不同的應(yīng)用需要不同的技術(shù)，市場(chǎng)上眾多的攝像頭產(chǎn)品和人臉識(shí)別算法，并非都具有同樣的品質(zhì)。

    生物識(shí)別技術(shù)的選擇與應(yīng)用環(huán)境密切相關(guān)

    在考慮如何選擇某一種生物識(shí)別技術(shù)時(shí)，有許多因素都很重要，而其中有些因素并非人所共知。

    生物識(shí)別技術(shù)顧問咨詢和方案供應(yīng)商，美國(guó)富爾克拉姆生物識(shí)別(FulcrumBiometrics)公司CEO肯·諾斯卡(KenNosker,)說："經(jīng)常有人問我，哪種生物識(shí)別技術(shù)最好？為什么有人選擇人臉識(shí)別，而不是指紋識(shí)別或虹膜識(shí)別？我告訴他們各種生物識(shí)別技術(shù)都有其特定的應(yīng)用目的和針對(duì)性。所以我們的問題應(yīng)該換成：’什么時(shí)候我應(yīng)該選擇人臉識(shí)別技術(shù)，而非指紋識(shí)別和虹膜識(shí)別？’在選擇一項(xiàng)具體技術(shù)的時(shí)，要考慮每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的獨(dú)特要求，諸如識(shí)別準(zhǔn)確率、價(jià)格、系統(tǒng)易用性等等"

    按照諾斯卡的說法，生物識(shí)別技術(shù)的選擇問題，與應(yīng)用環(huán)境密切相關(guān)。例如，指紋識(shí)別不能實(shí)現(xiàn)非接觸式的數(shù)據(jù)采集，而人臉識(shí)別就可以。所以，指紋識(shí)別明顯不適用于自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，因?yàn)楸槐O(jiān)控對(duì)象不會(huì)主動(dòng)配合去完成指紋采集。但另一方面，在刑事偵查中指紋識(shí)別又可大派用場(chǎng)，因?yàn)樵诜缸铿F(xiàn)場(chǎng)大多會(huì)找到嫌疑人的殘留指紋，卻很難找到嫌疑人的"殘留"視像信息。虹膜識(shí)別通常需要很高分辨率的采集鏡頭，并且需要使用者雙眼準(zhǔn)確定位采集到高質(zhì)量圖像，才能保證系統(tǒng)的可靠性。因?yàn)楹缒ぬ卣鞑杉碾y度，所以普通的數(shù)據(jù)庫如駕駛執(zhí)照和護(hù)照系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，存儲(chǔ)虹膜特征模板的比較罕見。

    諾斯卡說，基于計(jì)算機(jī)的自動(dòng)生物識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)該主要用在解決安全問題，或幫助我們提高工作效率。就人臉識(shí)別技術(shù)而言，它有許多特別適合的應(yīng)用場(chǎng)景。

    通常大多數(shù)人臉識(shí)別系統(tǒng)都要求用戶在使用時(shí)眼睛直視采集鏡頭，但一些新的技術(shù)產(chǎn)品，例如NeurotechnologyLtd（神網(wǎng)科技公司）的VeriLookSurveillanceSDK產(chǎn)品，卻可以自動(dòng)從高分辨率的數(shù)字監(jiān)控?cái)z像頭中采集和識(shí)別目標(biāo)人臉。這些監(jiān)控鏡頭可能安裝在機(jī)場(chǎng)、商店、街道或任何其他環(huán)境，VeriLook技術(shù)可以用"被動(dòng)方式"采集人臉圖像--即無須監(jiān)控對(duì)象眼睛直視鏡頭。

    "因?yàn)榉墙佑|式的數(shù)據(jù)采集方式，人臉識(shí)別技術(shù)特別適用于那些不大需要使用者配合的應(yīng)用系統(tǒng)，"諾斯卡解釋道，"這就是所謂的被動(dòng)式或無合作生物識(shí)別應(yīng)用，對(duì)于這一類的應(yīng)用，人臉識(shí)別特別適合。"例如那些使用VeriLookSurveillanceSDK產(chǎn)品構(gòu)建的系統(tǒng)，可以在數(shù)字監(jiān)控鏡頭提供的實(shí)時(shí)視頻圖像中，自動(dòng)捕捉和采集人臉圖像，并與系統(tǒng)黑名單數(shù)據(jù)庫中的人臉進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)智能目標(biāo)監(jiān)控。

    人臉識(shí)別技術(shù)的典型應(yīng)用

    人臉識(shí)別的應(yīng)用非常廣泛。準(zhǔn)確地識(shí)別出一幅人臉圖像固然意義重大，而在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中通過快速自動(dòng)的檢查比對(duì)，發(fā)現(xiàn)某幅人臉圖像與數(shù)據(jù)庫中所有模板都不匹配，同樣很有價(jià)值。諾斯卡舉了兩個(gè)例子來說明人臉識(shí)別技術(shù)的這兩種不同用途。

    例子1：門禁控制

    本系統(tǒng)中，壁掛式的人臉識(shí)別門禁設(shè)備包括了攝像頭、鍵盤以及射頻卡閱讀器。該設(shè)備由公司人力資源或行政部門的電腦所控制。公司員工的人臉圖像都已預(yù)先登錄在系統(tǒng)中，并且發(fā)給每人射頻卡方式的員工卡。員工想進(jìn)入公司大樓或內(nèi)部的每個(gè)房間時(shí)，需要站在壁掛設(shè)備面前眼望鏡頭，并將員工卡放在讀卡器前。系統(tǒng)根據(jù)員工卡號(hào)找出預(yù)存的員工人臉模板，并與持卡者現(xiàn)場(chǎng)的人臉圖像進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)過程既可在設(shè)備上進(jìn)行，也可在遠(yuǎn)程的電腦服務(wù)器上進(jìn)行。公司的安保和人力資源管理部門不僅可以知道進(jìn)入大樓或房間的授權(quán)員工之號(hào)碼，而且知道準(zhǔn)備持卡進(jìn)入者正是該員工卡的合法擁有者。

    例子2：安全檢查站應(yīng)用

    本系統(tǒng)中使用多臺(tái)高質(zhì)量攝像頭，安裝在機(jī)場(chǎng)安檢處（或大型體育場(chǎng)、政府建筑、大商場(chǎng)安檢處）。所有的攝像頭采集圖像都被送到監(jiān)控室，圖像中的人臉被系統(tǒng)自動(dòng)抓取出來，并在高速運(yùn)行的服務(wù)器中，與監(jiān)控黑名單上的目標(biāo)人臉進(jìn)行比對(duì)。每個(gè)乘客踏入安檢門口走過通道時(shí)，攝像機(jī)都會(huì)拍下其圖像，計(jì)算機(jī)會(huì)快速從這些圖像中抓取人臉圖片，并與黑名單中人臉模板進(jìn)行高速比對(duì)。絕大多數(shù)情況下它們都不會(huì)與黑名單中模板相匹配，乘客將順利過關(guān)。極少數(shù)情況下，系統(tǒng)抓取到的人臉與黑名單中某個(gè)模板有些相似，系統(tǒng)將給出提示，安檢人員將會(huì)立即重點(diǎn)檢查該乘客。甚至，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)與黑名單中模板高度匹配的人臉圖像，這時(shí)安檢人員和警方將立即采取行動(dòng)。

    在上述兩個(gè)應(yīng)用中，攝像頭都是以比較自然的方式采集人臉圖像，不需要或僅需要用戶作很少配合。攝像頭將圖像傳送到服務(wù)器中進(jìn)行比對(duì)，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的匹配閥值，或操作人員人工確定的判斷標(biāo)準(zhǔn)，來確定比對(duì)的結(jié)果。兩個(gè)例子中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)快速完成的工作，都是我們?nèi)祟愲y以做到的。另外，從上述兩個(gè)例子中我們也可看到，雖然也可以使用其他的生物識(shí)別技術(shù)，但是因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)作的自然順暢要求，業(yè)主的偏好，以及應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)，人臉識(shí)別技術(shù)成為其最佳選擇。

    人臉識(shí)別的市場(chǎng)機(jī)會(huì)

    諾斯卡相信在當(dāng)今的人臉識(shí)別應(yīng)用市場(chǎng)，系統(tǒng)集成商的商業(yè)機(jī)會(huì)非常大。其中一個(gè)很有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域是應(yīng)用于各類自助服務(wù)終端，例如銀行業(yè)務(wù)自助服務(wù)柜員機(jī)（存款、取款），以及某些醫(yī)療服務(wù)的自助申請(qǐng)（如跟蹤糖尿病患者的體檢記錄）等。

    富爾克拉姆生物識(shí)別公司的客戶之一，大金公司（DakimInc.），使用VeriLook人臉識(shí)別軟件開發(fā)包，開發(fā)了一套基于自助服務(wù)終端的認(rèn)知能力訓(xùn)練系統(tǒng)（CognitiveFitnessSystem），用來幫助保持老年人及老年癡呆癥患者的思維活動(dòng)。這套系統(tǒng)名為[m]Power，該系統(tǒng)的使用者通過人臉識(shí)別來登錄，登錄后系統(tǒng)會(huì)叫出使用者的姓名，同他們打招呼，還可以跟蹤每個(gè)使用者的記憶游戲和思維測(cè)驗(yàn)的進(jìn)度。在[m]Power系統(tǒng)中集成人臉識(shí)別技術(shù)，既簡(jiǎn)單代價(jià)又低，因?yàn)樵谧灾?wù)終端上已經(jīng)具備了電腦、觸摸屏、以及集成在顯示器上的攝像頭等硬件資源。

    諾斯卡說："關(guān)于人臉識(shí)別技術(shù)，我們公司收到最多的客戶查詢，都同如何與視頻監(jiān)控錄像（DVR）系統(tǒng)的集成應(yīng)用相關(guān)。令人遺憾的是，因?yàn)楦鞣NDVR系統(tǒng)的巨大差異，以及DVR系統(tǒng)技術(shù)的所有權(quán)屬問題，人臉識(shí)別技術(shù)迄今還很少與DVR系統(tǒng)進(jìn)行集成應(yīng)用。為了安全，許多企業(yè)和機(jī)構(gòu)在DVR系統(tǒng)上大量投資，但遺憾的是DVR系統(tǒng)采集的圖像，卻未能由電腦自動(dòng)分析處理，而需要人工來監(jiān)視。安全系統(tǒng)方案供應(yīng)商們應(yīng)該在尋找諸如人臉識(shí)別技術(shù)之類的自動(dòng)處理方案上下大功夫，開發(fā)新的DVR方案，既可以用來開拓新市場(chǎng)，也可以服務(wù)眾多的現(xiàn)有客戶，為他們的老系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，從而為安全系統(tǒng)供應(yīng)商帶來新的銷售。"

    諾斯卡認(rèn)為，家庭應(yīng)用也是人臉識(shí)別技術(shù)的一個(gè)尚未開啟的潛力市場(chǎng)。目前。家庭使用的指紋識(shí)別產(chǎn)品有很多，但人臉識(shí)別產(chǎn)品卻鮮見。人臉識(shí)別門禁設(shè)備在家庭的應(yīng)用，既簡(jiǎn)單易行又便宜，潛力很大。