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走在路上能被识别人脸,该为高科技而喜还是为隐私而忧?

来源:本站整理 作者:佚名 时间:2018-04-11 TAG: 我要投稿

You’ll never find us. But victim or perpetrator, if your number is up, we’ll find you.
你永远找不到我们。但无论是受害人还是行凶者,只要你的号码被列出来,我们就会找到你。
引子
4 月春光明媚,下班去公交车站的路上,笔者的同事掏出了口罩,把脸捂得严严实实。
——过敏了?
——不是。
说话间,他指了指面前的红灯,还有一位正在闯红灯的大妈。随后跟我说,最近上海越来越多不守规则闯红灯的行人都收到了上海交警的短信提醒,提示号主某年某日在某条街道不按人行横道信号灯标识通行,行为违法且被交通技术监控等设备记录,要求号主尽快接受处理。

同事感叹说,现在技术日新月异,走大路上都无时无刻处于摄像头之下。为了保护好自己的隐私,路上还是戴口罩的好。可是我却只能很遗憾地告诉他,警方都表过态,即使是在黑夜里,即使戴上了口罩,高清摄像头加上人脸识别等技术,还是能在茫茫人海中锁定你。
广泛应用的的人脸识别
从2015年到2017年,人脸识别技术经历了从快速落地到多领域应用的井喷式发展。如你所知,现在iPhone X 可以刷脸解锁,坐车、支付能刷脸,走在路上也离不开刷脸。时至今日,“刷脸”已经融入到人们生活的方方面面,在金融、交通、教育、安防、社保等领域发挥着重要作用。

比起虹膜识别、指纹识别、声音识别等生物识别技术,人脸识别以其独特的特征获取了广泛的市场认可。早期面部识别软件的技术不够成熟,容易受到光线、方向或遮挡物等的影响,导致对比结果不标准。但经过不断的发展与改进,如今的技术已经相当高端,3D 传感器捕捉人脸信息、多摄像头多方位捕捉、皮肤纹理分析乃至热成像相机获取数据等方法都运用到了人脸识别中。
人脸识别的技术实现
人脸识别中的关键环节有三点。首先是人脸检测(Face Detection),即在动态的场景与复杂的背景中,判断是否存在面像,并分离出这种面像。人脸检测是人脸识别中的一项关键技术,其方法一般包括基于结构特征的方法,即通过肤色、轮廓、纹理、结构或者直方图特征等进行人脸检测;或基于统计的方法,即通过对于“人脸”和“非人脸”的图像大量搜集构成的人脸正、负样本库,采用统计方法强化训练识别系统,从而实现对人脸和非人脸的检测与分类。常见算法如下:
AdaBoost和Cascade算法
二进小波变换
基于直方图粗分割和奇异值特征的算法
人脸检测之后的步骤就是人脸配准(Face Alignment),一旦系统检测到人脸,就会确定头部的位置、大小和姿势,根据预先设定好的数值,通过深度学习框架,来定位人脸上的五官关键点。
具体而言,每张脸都有众多可区分的特征,像地球表面的地标一样构成脸部特征的不同高峰和低谷。 这些地标定义为节点。 每个人脸都有大约80个节点,而一些人脸识别软件测量的特征主要为:
眼距
鼻子的宽度
眼窝深度
颧骨的形状
下颌线长度
……
测量完这些节点之后,系统以精确到亚毫米(甚至微波)级别的精度来测量面部曲线,创建模板,模板(数据)可以转变为唯一数值代码,最终存储为面部印记,为数据库中的人脸创建特征。
第二个关键环节是特征匹配(matching)。
如果抓取到的图像是3D图像,并且数据库中包含3D图像,就可以直接实现匹配,且不会对图像进行任何更改。不过,很多数据库中的内容还是 2D 的图像,这就需要将抓拍的 3D 图像进行一定的处理。目前常用的技术是,拍摄3D图像时,会重点识别不同的点(例如,重点测量眼睛外侧、眼睛内侧和鼻尖等)。获取测量数据之后,可以使用一些算法把 3D 图像转换为二维图像,再与数据库中的2D图像进行比较和匹配。
第三个环节就是验证和鉴定(Face Verification and Identification)。
如果是验证( Verification),图像仅与数据库中的一个图像匹配(1:1),来确认身份。而如果是为了鉴定,则图像会与数据库中的所有图像进行比较,得到匹配评分(1:N)。两种情况下,一般都会设置一个匹配度阈值。在验证中,如果图像与数据库中对应图像的匹配度高于阈值,则为同一人,否则不是。在鉴定中,如果图像与数据库中某个图像的相似度高于阈值,则返回该图像在数据库中对应的身份。

有时候,图像不清晰或者其他原因会导致验证或鉴定失败。此时,使用皮肤生物测量技术分析比对皮肤纹理,则有助于提升验证准确性。皮肤纹理分析的工作方式与面部识别相同,也是利用算法将获取皮肤特征印记并转换为数字代码,形成特征模板。据称,皮肤纹理分析可以识别同卵双胞胎之间的差异。通过将面部识别与表面纹理分析相结合,准确识别率可以增加20%到25%。
人脸识别技术的现实应用
人脸识别在现实生活中已经有很多应用,以iPhone X的Face ID技术为例:用户可以通过手机相机中映射的人脸来解锁手机,其识别软件采用3-D建模设计,可防止被照片或面具欺骗,捕捉并比较超过30,000个变量,最终进行验证。不过,iPhone 刚热销那段时间,关于 Face ID 的可靠性与安全性质疑也甚嚣尘上。钓鱼攻击、恶意图像攻击、运行时篡改,甚至图像盗窃等猜测都曾出现在探讨话题中。

回到文章开头,人脸识别在交通、安防领域的应用也早已成熟。早在 2001 年,美国弗罗里达州的 Tampa 警察局就部署过带有人脸识别功能的警用相机。时至今日,美国、澳大利亚、新西兰、英国等国家的交通系统都部署了较为成熟的人脸识别技术。在中国,火车站、港口、机场以及多个城市的路口也都部署了带有人脸识别技术的摄像头,用于追踪罪犯,检测违法违规行为,并取得了一定成效。

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