神秘的人脸识别技术离我们的生活有多远？

袁晓华

摘要：随着人们对身份认证的日益重视，人脸识别技术因其特有的优势被广泛应用于生活中各个方面。本文从日常生活中的实例及时下热门的电影片段开始分析引入，深入浅出的将深奥艰涩难懂的计算机理论进行分析，着重分析人脸识别技术的研究背景、意义和现状，归纳出人脸识别技术的独特优势，以及局限性，本文具有科普的意义。

关键词：人脸识别；优势；局限性

2015年4月，一部好莱坞电影《速度与激情7》在中国各大影院上映，上映一周便获得不俗的票房，在受到片中角色剧情吸引的同时，一个基于计算机物联网的高科技追踪系统在电影中扮演了非常重要角色，这个追踪系统给观众带了神乎其技的仰望感，实际上，系统最重要的功能模块使用的技术就是人脸识别技术。其实不但电影中常常出现了人脸识别技术的应用，日常生活中也有很多地方使用了人臉识别技术。

近年来，公众的身份证银行卡伪造和克隆的事件在全国各地不同的地方多发。身份证、银行卡、银行卡密码，密码是日常生活中经常使用的一种身份验证，容易遭到复制和盗用，经历这些认证的越来越不安全，我们的正常生活和交流增加了很多麻烦，并且如果被非法使用，真正的主人将受到很大的损失。

身份认证的应用远不止于此，这在国家的安全、公安、司法、安全、电子政务、电子商务等领域都发挥着力量，计算机技术和信息技术的发展，使得在日常生活和工作中，人们对认证的安全性、精确性、有效性的要求越来越高。

中国有14亿人口，人口基数大，流动性大，人口管理面临严峻的考验。人脸识别技术是生物特征识别领域中的身份认证技术是最方便，最自然的，技术的特性决定了人脸识别技术具有很大发展潜力及其重要的地位，因此越来越多的研究者关注这一领域的发展。

认证是许多保证系统安全运行的重要前提，这是日常生活中经常遇到的一个基本的问题。生物特征作为人的一种本质、自然属性，有其自身的稳定性和很强的个体差异性，已成为一个不可或缺的、不可替代的认证方式。生物特征识别技术，内容广泛，目前常见的认证方式有：虹膜特点、手指纹路、人类步态、耳廓形状、人脸识别、血管静脉分析等。其中，人脸识别具有直接的、友好的、方便的特点，得到了用户的认可，因此得到了广泛的研究与应用。

从第二十个世纪60年代到现在，在人脸识别问题的研究问题上已成为一个研究热点，并且国内外众多知名大学、公司、研究所的研究，已经取得了大量的成果，这些成果已应用在我们的日常生活中。人脸识别是一个很多人的关注和研究，具有重要的研究意义：

1.有较大的应用开发前景。

在日常生活领域，每天都有人需要证明自己的身份，通过各种方式，如身份证、使用军官证、学生证、密码等等，这些手段，同时进行保护合法权利和利益，但容易给我们的生活带来不小的麻烦，比如，如果忘记了银行卡的密码，然后需要去银行柜台密码更改，排队，填写表格，提交文件的复印件等，需要花很多时间，让人头痛。

在国家公共安全的方面，维护公共安全时，及时并且有效的监测和捕捉到未知的危险，及时消除国家安全上的隐患，是维护社会稳定的重要任务，特别是美国“9.11”恐怖袭击事件中，安全问题成为人们关注的焦点。

在信息安全领域，信息技术的飞速发展带来了很大的方便和好处我们的生活的同时，也带来了信息获取的严重的安全问题，我们可以经常在电视，报纸和其他媒体，微博听说网络信息，网络安全脆弱性，国家网络盗窃，企业私人和机密的消息，尤其是美国的窃听丑闻的“斯诺登”事件曝光后，安全保护信息和如何更好地引起全社会的关注。

生物特征是人类独有的特点，所以比传统的认证方法，它可以，从根本上消除伪造和被盗，具有较高的可靠性和安全性，能够满足国家安全、信息安全、金融安全等各个方面。其中，人脸识别是生物特征识别技术的一种，其性质易于接受的优点受到人们的青睐，在国内有极大的研究前景。

2.对相关学科的发展起到积极的作用。

人脸识别问题的研究需要更多的支持知识：图像分析、理解和分类、计算机视觉、人工智能、人机交互、认知科学、神经计算、生理学等。为了一个特定的问题，可以尝试一种新的方法，验证了新的理论，解释新的现象，建立一个多学科交叉融合的实验平台。结合一些具体问题的人脸识别问题的深入研究，才能最终解决，可以极大地提高这些相关学科的研究水平。例如，从智能人机接口的角度，人脸识别研究如何让计算机准确，灵活的区分不同的人类个体的能力，这是机器智能的重要体现，最终解决这个问题，将大大提高人机交互迟钝，不和谐的环境中，这种技术将被应用到移动电话，ATM机，电脑，企业的验证，生产管理和其他方面，方便人们的美好生活，保护生物信息主体的信息安全。

3.比其他生物特征识别技术在使用上有独特的优势。

（1）隐蔽性好：在进行个人识别时可以比较隐蔽的使用人脸识别技术，与此同时还可以利用与其他人不相同的生物个体特征，以及在不同的应用程序中的虹膜识别技术需要很好的协调完成识别。由于该方法在实际应用中不会引起太大的关注是确定的，也不需要确定具体位置。它是安全的，适合在线监测与抓逃犯等应用，人脸识别技术被广泛应用，用于安全监测非常合适。

（2）成本低：人脸识别技术的分析和检测，通过人脸图像的采集，使用普通的低端的USB摄像头人脸图像采集可完成，大大减少了另外的图像采集设备的费用，数码产品，如数码相机，数码相机和扫描仪，摄像头在普通家庭的普及大大扩展了实用的空间。

（3）高接受度：在数据的采集，不同于其他的收集方法，与一般的用户习惯相比，不需要将采集，没有对使用者身体的损害，不具侵略性，更容易被广大用户的认可。

（4）事后追踪力强：基于人脸识别技术的集合是一个面部图像，各方面对这样的事件时间的节约可以相比，在鉴定，监测，跟踪方面人脸识别技术使用方便，因为事后快速跟踪能力，人脸识别技术有一个强大的应用前景。

（5）可交互性高：随着虹膜识别技术相比，人脸识别，指纹识别和鉴定是很自然的，因此，在使用面部识别系统的过程中，授权用户可以接受和配合，推进系统的可靠性和可用性的使用。

通过以上的分析知道，人脸识别技术具有方便、有效、应用广泛等优点，但也有不少局限性：

1.从技术上实现安全可靠的人脸识别认证是有难度的。

人脸面部特征相似，尽管有不同的人，不同种族之间的明显的差异，但这些差异是细微的，多样的，让机器自动，准确地确定这些差异，可靠，技术，提出了更高的要求，是确定的模型和算法。

2.人脸样本的采集有不确定性。

环境的不确定性：通过环境影响样品中的图像采集过程是非常大的，容易受到光照条件下的干扰，角度，距离的变化情况，将大大减少采集的样品的质量，影响除尘效率，人脸识别系统的图像采集系统必须面对这些挑战。

样本的不确定性：面部特征是非常相似的外观和结构，分布，因此很容易定位人脸，但不利于人与人之间的差别，加上激情、表情变换，头罩及附件，如干扰，面具，眼镜，头发，胡子，甚至影响面部整形，样品采集的人脸识别具有很大的不确定性。图像样本集是在确定好所需，采集条件好，样品的数据与应用的要求相比。

《速度与激情7》中有这样的一个情节，正反派在街头激战的时候，使用了这个追踪系统进行追踪，体现了追踪系统的高效能，可是，通过上述的人脸技术的局限性的分析，可以知道，其实电影用想象力扩大了人脸识别追踪系统的效能，可是也正因为如此，可以看出人们对于人脸识别技术的期待，对人脸识别技术的研究具有非常重要的研究意义和价值。

目前国外有不少机构和部门都对人脸识别进行了持续深入的研究，同时国内许多大学、科研机构、IT企业等对人脸识别进行了有探索意义的研究。国内的主要研究机构有：中国科学院计算机技术研究所和自动化研究所、清华大学、哈尔滨工业大学、浙江大学、南京理工大学、四川大学、吉林大学等。（作者单位：广西机电工业学校）

参考文献：

[1]张敏贵 潘泉 张洪才等.多生物特征识别[J].信息与控制，2002，31（6）：524～528.

[2]谭铁牛.中国生物特征认证动态[M].西安：西北大学出版社，2003.