人臉識別是一種生物特征識別軟件，它可以用數學方法繪制出一個人的面部特征，并將數據存儲為一個面部指紋，同時將這些信息與人臉數據庫進行比較來識別一個人。該軟件使用深度學習算法，將實時捕捉或數字圖像與存儲的人臉圖像進行比較，以驗證個人身份。人臉識別軟件正迅速成為非常安全可靠的用戶認證工具。在懂點人臉識別知識一文中，我們簡要介紹了人臉識別技術的簡單認知和應用場景。但你知道人臉掃描技術是如何工作的嗎?

 

人臉識別應用程序是如何工作的

人臉識別軟件使用多種測量方法和技術來掃描人臉，包括熱成像、3D人臉地圖、獨特特征(也稱為地標)分類等分析面部特征的幾何比例，關鍵面部特征之間的映射距離，皮膚表面紋理。人臉識別技術屬于生物統計學的范疇，即生物數據的測量。生物識別技術的其他例子包括指紋掃描和眼睛/虹膜掃描系統。

 

現在，人臉識別法主要集中在二維圖像方面，二維人臉識別主要利用分布在人臉上從低到高80個節點或標點，通過測量眼睛、顴骨、下巴等之間的間距來進行身份認證。在這里，節點是用來測量一個人面部變量的端點，比如鼻子的長度或寬度、眼窩的深度和顴骨的形狀。該系統的工作原理是捕捉個人面部數字圖像上節點的數據，并將結果數據存儲為面紋。然后，臉印被用作與從圖像或視頻中捕捉的人臉數據進行比較的基礎。

雖然人臉識別軟件只使用80個節點，但在條件允許的情況下，可以快速準確地識別目標個體。然而，如果受試者的臉部分被遮擋，或者在側面而不是面向前方，這種軟件就不那么可靠了。根據美國國家標準與技術協會(NIST)，自1993年以來，人臉識別系統的誤報率每兩年就減少一半。

 

使用人臉識別技術的好處

隨著人臉識別的使用，它帶來了許多潛在的好處，包括：

• 與指紋掃描儀等其他基于接觸的生物特征認證技術相比，無需實際接觸設備進行身份認證。如果手上有污垢，指紋識別技術可能無法正常工作。

• 提高了安全水平。

• 與其他生物特征認證技術相比，需要更少的處理。

• 易于與現有的安全特性集成。

• 隨著時間的推移，讀數的準確性有所提高。

• 可用于幫助自動化身份驗證。

 

人臉識別的局限性

雖然人臉識別程序可以使用各種測量值和掃描類型來檢測和識別人臉，但也有一些限制:

 • 低分辨率圖像和低光照會降低人臉掃描結果的準確性。

• 不同的角度和面部表情，甚至是一個簡單的微笑，都可能對人臉匹配系統構成挑戰。

• 當一個人戴著眼鏡、帽子、圍巾或遮住部分面部的發型時，面部識別就會失去準確性。化妝品和面部毛發也會給人臉檢測程序帶來問題。

• 人臉掃描不一定與個人資料相關聯，這意味著如果在可訪問數據庫中沒有他們的照片，那么面部掃描可能就沒有用處。如果沒有匹配結果，人臉掃描背后的人的身份仍然是個謎。

• 對隱私或安全的擔憂也會限制人臉識別系統的使用。例如，在某些地區，如果在不知情的情況下掃描或收集面部識別數據違反了相關隱私法。人臉識別系統的數據可能會被捕捉和存儲，而個人甚至可能不知道。這些數據也可以被政府機構或廣告商用來跟蹤個人。

• 人臉識別技術可以被用于邪惡的目的。例如，人臉識別數據如果能與在線照片或社交媒體賬戶匹配，可以讓別有用心的人收集足夠的信息來竊取一個人的身份。黑客可以訪問這些信息，而個人的信息在不知不覺中傳播開來。更糟糕的是，一個錯誤判定可能會將一個人牽連到他們沒有犯下的罪行中。

 

人臉識別應用于智能設備和應用程序

人臉識別軟件有多種應用，但較常用于安全和執法目的。機場使用面部識別軟件搜索犯罪嫌疑人，并將護照照片與人臉進行比對以確認身份。執法人員使用人臉識別軟件來識別和逮捕犯罪分子。一些地區使用人臉識別軟件來防止人們獲得假身份證或駕照。一些外國政府甚至使用人臉識別技術來打擊選舉舞弊。

 

通過設備和應用程序，人臉識別正日益成為我們日常生活的一部分。例如：

 

Facebook的人臉識別系統DeepFace，可以識別數字圖片中的人臉，準確率高達97%。Facebook通過人臉識別軟件來標記照片中的個人。每當照片上的一個人被標記時，該軟件就會存儲有關此人面部特征的地圖信息。一旦收集到足夠的數據，軟件就可以利用這些信息來識別一張新照片中出現的特定人臉。為了保護人們的隱私，一項名為“照片評論”的功能會通知已經確認身份的Facebook用戶。

高質量的移動設備攝像頭使得人臉識別成為身份驗證和身份識別的一個可行選擇。例如，蘋果在iPhone X和Xs上添加了一個名為Face ID的人臉識別功能。Face ID有望取代蘋果的指紋掃描功能Touch ID。這些信息不會被復制或存儲在蘋果的服務器上。它會在設備本身的一個安全位置存儲面部掃描的數學表示，這些信息不會被復制或存儲在蘋果的服務器上。Face ID使用深度感知和紅外傳感器，可以捕捉并比較超過3萬個變量，以確保相機掃描的是真實的人臉，而不是照片或3D模型。該系統還要求你的眼睛是睜開的，這可以防止別人在你睡著或昏迷時解鎖你的手機。蘋果公司警告稱，同卵雙胞胎、三胞胎將能夠解鎖彼此的手機。蘋果公司估計，即使沒有一個完全相同的兄弟姐妹，一個完全陌生的人的面部掃描也有大約百萬分之一的幾率具有與你相同的數學表征。13歲以下的兒童不適合使用這種技術，因為他們的臉還在生長和改變形狀。Face ID可以用來驗證使用Apple Pay、iTunes商店、App Store和iBooks購買的商品。

谷歌的Arts & Culture應用程序通過人臉識別，將真人的臉紋與肖像的臉紋進行匹配，在博物館的藝術品中找到與自己相似的臉。

Android和筆記本電腦用戶可以下載一些應用程序，將人臉識別功能添加到他們的設備上，但它們都不如Face ID可靠，包括McAfee的True Key和Face Lock Screen。隨著技術的進步，預計會有更多內置人臉識別功能的設備出現。

 

其他人臉識別的例子包括亞馬遜Amazon、萬事達MasterCard、阿里巴巴Alibaba和騰訊Tencent等，它們推出了通常被稱為刷臉支付(selfie pay)的人臉識別支付方式。

 

此外，人臉識別技術的用例：

人臉識別可以用于從安全到廣告的許多應用。一些用例包括:

• 廣告，如機場等場所的智能廣告能夠識別行人的性別、種族和大致年齡，并針對該人群投放廣告。

• 美國政府在機場通過國土安全部(Department of Homeland Security)識別可能逾期居留的個人。

• 通過收集人臉照片與來自地方、市和省內資源的數據庫進行比較，從而實現執法。

• 社交媒體，如Facebook，在照片中標記個人。

• 商業安全，因為企業可以使用人臉識別進入他們的建筑物。

• 營銷，營銷人員可以使用人臉識別來確定年齡，性別和種族，以標記受眾。