人臉識別系統應用中存在的優勢與不足

梁逸蘭

【摘 要】隨著現代科技的快速發展，社會中各種有關身份識別的安全問題越來越多，引起了人們對身份鑒別問題方面更多的重視。近幾年，傳統的身份鑒別技術已經不足以滿足人們的需求，在這種情況下，人臉識別技術脫穎而出，無論在科研方面還是在實踐應用方面，人臉識別系統都取得了重大的突破，并且在各行各業也扮演著越來越重要的角色。然而，相較于其他人類身份鑒別技術，人臉識別系統在實際應用過程中既具有一定的優勢，同時也存在一些局限性。

【關鍵詞】人臉識別;應用;優點;缺點

【中圖分類號】TP391 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）07-0103-03

1 人臉識別系統概述

1.1 何為“人臉識別”

人臉識別系統是以人臉識別技術為核心，通過攝像鏡頭將不同的人臉圖像采集下來進行對比，并對人臉身份進行快速比對，它是多種生物特征識別技術中的一種，俗稱“刷臉”。生物識別技術是一種通過人類的生物特征進行身份認證的技術，目前手形識別、指紋識別、人臉識別、發音識別、虹膜識別等生物識別技術的發展已經相對成熟。

人臉識別在近幾年已成為一種熱門的身份認證技術，它主要利用人的臉部多個特征信息對人體的身份進行辨別。隨著計算機技術的發展，人臉識別技術得到廣泛研究與開發，成為近30年里模式識別和凸圖像處理熱門的研究之一。人臉識別技術包括以下6個階段：一是信息采集，采集并輸入各種人臉圖像;二是人臉信息預處理，對人臉圖像進行歸一化處理;三是人臉判定，判定圖像中是否含有人臉圖像信息;四是對圖像中的人臉信息進行定位與提取;五是對不同的人臉信息進行分類處理，并將信息傳遞給人臉識別系統;六是對比人臉特征信息相似度，并確認身份[1]。簡而言之，人臉識別系統為“六個過程、四個部分”。人臉自動識別技術目前已經取得了巨大的成就，隨著科技的發展，實際應用仍然面臨困難。

1.2 人臉識別的原理

人臉識別主要分為確認和辨認兩部分，確認就是將人臉圖像和數據庫中已經存有的人臉圖像進行比對，之后確認“你是不是你”，而辨認是將人臉圖像與數據庫中已存有的所有人臉圖像進行匹配對比，從而辨認出“你是誰”。人臉識別首先是找出鏡頭中的所有有人臉特征的面孔，比如人們會經常使用手機進行拍照，拍照模式中都會有人像模式，它能夠很容易地檢測出人臉的位置，這也就是相機能夠快速進行對焦的原因。在找出所有的人臉后，就需要鑒別面朝不同方向的人臉，對于電腦而言朝向不同方向的人臉是不一樣的，為此，我們必須適當地調整圖片中的人臉，使得臉部的特征點能更好的和被檢測者重疊。接下來，就是電腦主動去區分不同的人臉，人類能夠通過眼睛大小、鼻子高低、膚色等外部形態輕松地分辨不同的兩張人臉，利用電腦分辨人臉，就需要對圖像進行量化，得到臉部的128個特征測量值，進一步計算出歐式距離值，最終即可確定“你是不是你”。

1.3 人臉識別系統的應用

自2019年我國很多公司都相繼推出“刷臉”功能，手機解鎖、刷臉支付也運用到人臉識別技術，而且目前我國國內幾大銀行已開始開始使用人臉識別，這些足以說明我們曾經只會在好萊塢大片中看到的人臉識別系統已經開始運用到實際生活中，并且這種技術已經成為一種趨勢。人臉識別系統在公共安全、民事、經濟、娛樂等領域已實現了全方位應用。目前，人臉識別技術應用比較成熟的是考勤機，用戶在考勤時會主動配合機器進行識別，根據識別機器的需要來調整自己的表情和角度，但是在公共場所安裝的大量的視頻監控，人們并不會主動去配合監控，由于外部光線、人臉角度等原因，得到的人臉圖像很難比對成功，這也是未來人臉識別快速發展必須解決的難題之一。

1.3.1 視頻監控方面

現在的人臉識別技術主要應用于視頻監控方面。若想在一個較為復雜的場所遠距離地識別某人的身份、將人臉識別系統除外，就目前的識別技術而言，是不能達到這個目的的，所以將人臉識別技術應用到視頻監控中，這在當下已經普遍存在。視頻監控尤其在公安偵查破案方面應用廣泛，例如犯罪嫌疑人在銀行取款被監控記錄下來，偵查人員可利用內部的比對庫系統對其進行人臉比對，以確定犯罪嫌疑人的身份。

1.3.2 金融方面

人臉識別系統在銀行等金融行業也同樣“大展身手”。近些年，人臉識別技術在金融方面的應用呈大數據增長，支付、取款、門禁等應用已經讓人們進入了“刷臉時代”。國內幾大銀行也將人臉識別技術應用在自助客戶端、移動營銷和柜面系統三大方向。阿里巴巴也研發了一種微笑支付的支付方式，通過刷臉來完成支付，對于一些僅需要小額金融的支付而言，這樣簡單的識別方式使人們感到更加方便。

1.3.3 考勤、門禁方面

人臉識別考勤，通過對人臉一些獨一無二的特征識別認證進行考勤，這徹底改變了曾經記錄指紋打卡考勤的情況，這種考勤方式已成為當下考勤的主要方式。在市民為忘帶房卡或者丟失房卡的時候可以直接采用“刷臉”驗證個人身份，這在一定程度上增大了市民個人的安全指數。我國在2008年的北京奧運會上便將人臉識別技術首次應用到門禁系統中，對入場觀眾等人員進行了雙重驗證。

1.3.4 安檢方面

安檢門前上方或者后上方安裝高清攝像機，對通過安檢通道的人員進行逐一人臉記錄和比對，對經常出現在車站的票販、竊賊、騙子等重點對象進行黑名單管理，并可以連接公安網上追逃系統，進行疑犯識別和報警提示，協助警方抓捕罪犯[2]。

人臉識別系統的應用分為身份識別及身份認證兩種，除了上述幾種常見的人臉識別系統的應用外，還涉及車站、娛樂、社保、教育等行業，在一些重點場所也結合了人臉識別技術，所以人臉識別系統的應用之廣泛性還有待深入總結。

2 人臉識別系統的優勢

人臉識別系統的廣泛應用已經證明人臉識別技術相較于其他的生物識別技術具有很大的優勢。

2.1 安全性較高，不易仿冒

人臉的生物特征是與生俱來的，具有一定的特定性，一般不可復制，在身份認證方面具有較強的安全性。比如利用自動提款機取錢，如果該用戶的銀行卡和密碼被他人非法盜用，他人很容易通過自助取款機取走現金，當然，如果在銀行取款機中應用人臉識別技術，就會大大地減少這種情況的發生。雖然人臉識別系統的信息存儲也是以數字代碼為前提，但用戶若可結合其他加密技術對信息進行加密，其信息將會有更大的保障性。

2.2 操作方便，易被客戶接受

在人臉識別過程中，人自身是不需要與儀器設備直接進行接觸的，且由于大多采用人臉識別系統的儀器設備集圖像采集與圖像處理于一身，不需要再添置過多的專用設備，使得其操作使用起來更加方便。人臉識別具有非接觸性、無侵犯性的特點，所以客戶更容易接受這種識別技術。

2.3 識別性能好

眾所周知，人臉識別系統與其他生物識別技術相比，具有高識別速度、高識別精確度及高對比準確度的特點。人臉識別技術可以滿足在實際應用場景下同時進行多個人臉分揀、判斷及識別的要求，這大大提高了識別速度（1 s以內），不管你是什么人，來自哪里，只要你經過人臉識別系統的存儲，以后不管你在哪里出現，它都能快速地將你識別出來。隨著該技術的發展，研究者在保證高識別速度的前提下，也使人臉識別的精確度達到了99%左右。

2.4 隱蔽性強

人臉識別系統在應用時的優點之一便是具有極好的隱蔽性，即不易被識別之人察覺。不同于指紋識別或者虹膜識別，需要利用電子壓力傳感器或者紅外線來采集指紋和虹膜圖像，人臉識別能夠利用光線來獲取人臉圖像信息，這種采集方式不容易被人發現，容易獲得比較正常狀態下的人臉圖像[3]。公安部門利用視頻監控將人臉識別技術結合于一些偵查中，可對犯罪嫌疑人進行全天候動態布控并識別確定犯罪嫌疑人，而這種偵查方法又很少引起犯罪嫌疑人的注意，在一定程度上提高了公安部門的偵查效率。

3 人臉識別系統應用中的不足

盡管人臉識別系統有著很大的優勢，但仍然存在著一些不足之處。

3.1 多種因素使識別存在一定誤差

目前已有的人臉識別技術易受多種因素影響，除了該技術自身的局限外，還與人類個體之間的相似性和外形的易變性有關。

據報道，很多人在與自己不同的國家找到了自己的“雙胞胎姐妹”或“雙胞胎兄弟”;近幾年整容流行，很多人都整形為尖下巴、高鼻梁和雙眼皮;美圖秀秀軟件的使用早已席卷全球，但正因為美圖秀秀與俗稱的“45度仰角拍攝”的出現，幾乎經過手機拍攝后的每個人看起來似乎有著同一張臉。對于這類臉部極其相似的人群而言，單使用人臉識別系統進行加密的信息便會存在極大的風險。

除此之外，人臉的外形極不穩定，如表情的變化、人臉角度姿態的變化、年齡的增長、人臉外形（胡子、發型、化妝、傷疤、遮蓋物）的變化及光照條件（燈光的有無、室外的不同時間段）等都會影響人臉識別系統的識別認證過程，使其識別準確率大大降低，特別是傳統的人臉識別系統受光照條件的影響后識別效果更會急劇下降。

3.2 非配合情況下，識別率較低

用戶與系統非接觸就可進行識別認證是人臉識別系統的特點之一，但這并不意味著只要人臉經過人臉識別系統時，系統就會準確快速地將該人臉識別出來。相反，若被識別之人不配合該系統的操作，如人自身的掙扎、表情的假裝及故意毀壞原有的臉等，在這些情況下，人臉識別的識別率就會很低，更不用說能夠完全達到成功識別。

3.3 實用性較差

首先，人臉識別的應用沒有法律依據，在2012年1月1日施行的《中華人民共和國居民身份證法》已說明新辦二代身份證要強制加載指紋而非人臉識別。其次，從技術層面上講，人臉識別不是精確的信息比對，而是相似度的比對，存在一定的誤差。最后，從實踐中看，人們使用人臉識別技術的情況極少，特別是一些偏遠地區的人更是未聽過人臉識別系統。盡管人臉識別技術已經發展成熟，但公眾目前似乎更容易接受指紋識別，所以人臉識別系統的實用性還遠遠達不到研究該技術的初衷。

4 結語

隨著社會的不斷進步及社會各界對于快速有效進行自動身份驗證技術的迫切需求，人臉識別系統在這種背景下得到了更加廣泛的研究和應用。盡管當前的人臉識別技術存在一些不足之處，但是任何一項技術都會有自己的優勢與缺陷，相信在不久之后人臉識別技術的研究難題都會被一一攻破，而人臉識別系統也必將引領世界走向真正的“刷臉”時代。

參 考 文 獻

[1]楊玉龍.人臉識別門禁系統的設計與實現[D].重慶：重慶大學，2014.

[2]李峰.人臉識別技術在視頻監控中的應用[J].中國公共安全（綜合版），2012（18）：107-109.

[3]徐曉燕.人臉識別技術在應用中的局限[J].中國防偽報道，2012（2）：58-59.