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人脸识别:将让钥匙成为历史

来源:中国科学报 2012-11-24 童岱

  以后我们到家开门时,不用再在包里翻来翻去找钥匙,对着门口的人脸识别系统“刷脸”确认身份,便可进门。“这不是科幻,而是技术上已实现的现实,现在的阻力在于成本和老百姓对人脸识别的认知度,这个阻力我预计3~5年便能解除。”清华大学电子工程系教授苏光大说。

  美国大片《碟中谍4》中的这些场景肯定让你印象深刻:目标人物出现在人头攒动的火车站,特工的眼镜将看到的人脸信息自动搜集并比对分析,迅速锁定其行踪;迎面而来的美女杀手让特工的手机发出嘀嘀的报警声,上面显示的是杀手姓名和信息……这便是人脸识别技术。

  11月14日,记者走进清华大学电子工程系教授苏光大的实验室,这里摆放了多种人脸识别仪器设备,体验了一把这早已不是科幻的技术,但仍让人感觉很新鲜。

不到两秒便能确定身份

  在实验室的一角,记者看到一台类似于摄像机、电子扫描机和电脑组合的设备,这是二代身份证人脸识别系统。按苏光大的要求,记者站在摄像机前,将自己的二代身份证贴在电子扫描机上,不到两秒的时间,记者的视频头像、身份信息以及身份证上的照片都已被录入并显示在一旁的电脑屏幕上,并伴有语音提示:“身份核实,比对成功。”

  说起来很简单,通过一台计算机,把一张人脸和身份信息对应起来。“人脸识别技术,是利用电子设备对人的脸部特征信息进行身份识别,是生物识别技术的一种。”苏光大说,人脸识别的过程其实并不复杂。首先是检测人脸,通过计算机判断输入图像中是否存在人脸,存在的话便显示出其位置和大小。然后是定位面部特征,对判别出的每张人脸,都会记录五官细节及其脸部轮廓信息。最后一步便是人脸比对,根据已定位的面部特征与数据库中的人脸比对相关信息,判断其身份。

  由于人脸识别系统信息的存储方式,仍是以计算机能识别的数字或代码为主,和其他电脑信息一样会受到黑客的威胁。不过只要对存储的人脸信息加密,即使是黑客盗走了“人脸”,也难以识别和利用。这就决定了人脸识别具有传统身份鉴定方式所欠缺的安全性、保密性,而且很方便。

  具备了这些特点,人脸识别技术也让全球的巨头们趋之若鹜。Facebook(社交网络)在其网站上引入了人脸识别功能并收购了一家脸部识别网站;谷歌也接连收购了两家做面部识别的公司;英特尔还发布了以机器视觉为核心的感知计算软件开发工具包……这表明,人脸识别正在摆脱“非主流”,这项技术所展现的世界,或许将比Google Glass(和智能手机具备同样功能的眼镜)更有型。

“我用不着钥匙开门了”

  11月15日,和往常一样,汉王科技产品部副总经理石践到公司上班,走到办公室所在的楼层门禁,他站在普通电话机大小的人脸识别门禁边,头像随即显示在门禁的小屏幕上,内置的识别系统扫描了他的脸部特征确认身份后,门禁便自动打开,识别过程只用了一秒。

 

  接着,石践走到办公室门前,门锁处有一个手机大小的屏幕,上面有个内置摄像头,他按了一下门锁上方的黑色按钮并看着摄像头,头像便显示在屏幕上,1秒不到,办公室门便自动开启。

  “正像你刚才看到的一样,进入办公大楼后,我用不着钥匙开门了。”石践告诉《中国科学报》,目前国内市场已经有许多企业开始使用上所述人脸识别门禁考勤系统,在国内的人脸识别门禁考勤市场上,汉王的产品已占到了70%,在汉王出口的人脸识别门禁考勤产品中,销往美国的比例占到了25%。

  而石践办公室门上的人脸锁,则是汉王目前正在推进的项目,在今年各地举办的安防展会上,这个装置吸引了众多眼球。这个装置支持人脸、密码和钥匙三合一开锁,用户可以按自身习惯选择,操作起来也挺方便。

  同时,锁体上的摄像头还附带拍照功能,每一位试图进入办公室的人员都会被拍照留档,照片最高存储量达到100张可以实现循环存储,也可以随时用U盘将存储的照片进行保存。尝试强行进门的人员,如果其脸部特征没有提前录入人脸锁,尝试三次开锁之后,识别系统便会发出警报。

  “人脸锁的耗电量我们也尽可能地做到最低,现在只需要四节五号电池便可以保证近一年时间的使用。”石践说,人脸锁的适用场所不会局限于办公大楼、机要室、财务室等办公场所,个人住所将来也可以用得到。

  值得一提的是,以往的人脸识别门禁考勤总是需要大型计算机的协助才能完成,但汉王在2008年开始上市的人脸通产品,已经将比对过程从PC平台转移到比指甲盖大不了多少的芯片上,这也使得成本价格正在趋向于平民化的路线。

人脸识别门锁靠谱吗?

  说到民用,人脸识别的安全性到底如何?苏光大告诉《中国科学报》,人脸识别门锁若是用在个人住所中,比用钥匙开门更便捷,安全性同样也得到了提高,犯罪分子不可能像从前那样复制钥匙或是通过开锁工具进门盗窃或抢劫。“要知道,现在一般的门锁,很难有开锁公司开不了的,小偷们也在与时俱进,许多复杂的安全防盗门在他们眼里也不是太大的难题。”

  对此,也有人提出质疑,对于人脸识别门锁,如果犯罪分子通过其他渠道拿到居民的照片,是否也能达到开门的目的。

  对此,中国科学院自动化研究所博士张小博表示,这就涉及到防伪功能。人脸识别技术做得不过硬的话可能有两方面的问题,一方面是活体比对系统是否完善,通常而言,门锁中无论是嵌入计算机还是芯片,都可以利用三维成像技术比对预存的人脸信息,从而防止用照片就能开门的笑话。安防行业使用的人脸识别系统大多数是动态识别,是通过监控摄像头进行动态采集实时图像来与数据库预存的模型进行比对,如果多次比对失败,便会实时启动报警预案。

  另一方面,便是恶劣光线问题。早期的人脸识别技术,对于光线过暗,或者是亮度太大,都会导致人脸比对失败。但近红外人脸识别技术可以解决这个问题。

  在近红外人脸识别技术上,中科院自动化研究所的生物识别与安全技术研究中心无疑是国内做得最好的研究机构。该中心主任李子青就曾对媒体表示,相比传统的可见光人像采集,近红外人脸识别技术是很有效的办法。近红外线是人肉眼不可见的光波,但在摄像头上加上红外线反射灯,就可以清晰成像。这就克服了可见光技术在光线变化后性能下降,以及黑暗情况下无法识别的弊端。

正在被改变的生活方式

  多年以来,人脸识别技术在应用层面被“困”在安防领域,而这几年,相机、电视以及互联网公司的频繁介入,这项技术越来越“亲民”。

  如果你手边有尼康、索尼等日系的相机,使用时,会发现相机对于笑脸的识别,以及根据人脸部区域进行对焦会非常方便,所以说,你就早体验过了人脸识别。

  智能电视作为家庭娱乐的终端设备,在智能交互方面也用上了人脸识别。石践说,包括联想、海尔、海信等公司出品的智能电视,其人脸识别的技术核心都是汉王提供的。一家三口可以将自己的脸部特征通过内置在电视中的摄像头录入,然后整理出自己喜欢的频道。再次使用的时候,摄像头会对坐在正前方的用户进行人脸识别分辨出是哪位用户,然后用户就可以立刻观看自己喜欢的节目了。

  手机自然也不会例外,被Facebook收购的Face.com最近也在App Store中推出了应用人脸识别技术的手机拍照应用KLIK。这款应用所主打的并不是丰富的滤镜功能,而是社交分享功能。它能够在拍照过程中就自动将拍摄对象的身份从画面中识别出来,并且迅速分享到用户关联的Facebook等社交网站的账户。

  到银行ATM机取款的方式将来或许也会发生变化。我们常看到这样的新闻:犯罪分子通常抢劫受害人的银行卡并逼问出密码后,会在ATM机取走钱款。苏光大透露,国家相关部门正在和银行系统酝酿一个计划,一旦实现,这将杜绝这种犯罪途径。这个计划是将个人的银行卡信息和二代个人身份证结合起来,ATM机也将装载人脸识别系统,用户想在ATM机上取款,用身份证就可以实现,取款过程中,ATM机上的摄像头将实时记录取款人的脸部特征,并迅速比对身份证上的照片,核实身份后方可取款,如果核实失败,将无法取款。

无法回避的隐私问题

  2011年,Facebook将人脸识别功能引入欧洲市场。网站扫描了用户上传的数亿张照片,对用户和好友建立了人脸特征数据库。根据这一数据库,用户未来在上传新照片时,Facebook将会自动提示是否根据其中的用户名字标注标签。随后开始被欧洲各国的消费表示不满,今年9月底,面对欧盟官员的压力,Facebook承诺在欧洲市场去除网站使用的人脸识别技术和功能。

  苏光大认为,包括人脸识别在内的生物识别技术,若是用于维护公共安全,比如机场、海关、公安部门等,只要相关部门注重对采集的生物特征信息保密,合法使用,侵权的可能性较小。

  张小博则表示,只要是采集公民的生物特征信息,就存在信息泄露的风险,尤其在民用这一块,国家有必要出台或完善相关的法律法规,保障公民的个人信息安全。已经进入立法阶段的中国《个人信息保护法(草案)》中,将所有能识别的个人信息都列为保护范畴,甚至包括了个人图像和声音。

  无论如何,珍惜你手中的钥匙吧,或许用不了几年了。

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2012-11-26 17:05:59]
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