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中國安防展覽網(wǎng) 視點跟蹤】4 月春光明媚，下班去公交車站的路上，筆者的同事掏出了口罩，把臉捂得嚴(yán)嚴(yán)實實。他指了指面前的紅燈，還有一位正在闖紅燈的大媽。隨后跟我說，近上海越來越多不守規(guī)則闖紅燈的行人都收到了上海交警的短信提醒，提示號主某年某日在某條街道不按人行橫道信號燈標(biāo)識通行，行為違法且被交通技術(shù)監(jiān)控等設(shè)備記錄，要求號主盡快接受處理。
同事感嘆說，現(xiàn)在技術(shù)日新月異，走大路上都*處于
攝像頭之下。為了保護好自己的隱私，路上還是戴口罩的好。可是我卻只能很遺憾地告訴他，警方都表過態(tài)，即使是在黑夜里，即使戴上了口罩，高清攝像頭加上人臉識別等技術(shù)，還是能在茫茫人海中鎖定你。
廣泛應(yīng)用的的人臉識別
從2015年到2017年，人臉識別技術(shù)經(jīng)歷了從快速落地到多領(lǐng)域應(yīng)用的井噴式發(fā)展。如你所知，現(xiàn)在iPhone X 可以刷臉解鎖，坐車、支付能刷臉，走在路上也離不開刷臉。時至今日，“刷臉”已經(jīng)融入到人們生活的方方面面，在金融、交通、教育、安防、社保等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
比起
虹膜識別、指紋識別、聲音識別等
生物識別技術(shù)，人臉識別以其獨特的特征獲取了廣泛的市場認(rèn)可。早期面部識別軟件的技術(shù)不夠成熟，容易受到光線、方向或遮擋物等的影響，導(dǎo)致對比結(jié)果不標(biāo)準(zhǔn)。但經(jīng)過不斷的發(fā)展與改進，如今的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)，3D 傳感器捕捉人臉信息、多攝像頭多方位捕捉、皮膚紋理分析乃至熱成像相機獲取數(shù)據(jù)等方法都運用到了人臉識別中。
人臉識別的技術(shù)實現(xiàn)
人臉識別中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有三點。首先是人臉檢測(Face Detection)，即在動態(tài)的場景與復(fù)雜的背景中，判斷是否存在面像，并分離出這種面像。人臉檢測是人臉識別中的一項關(guān)鍵技術(shù)，其方法一般包括基于結(jié)構(gòu)特征的方法，即通過膚色、輪廓、紋理、結(jié)構(gòu)或者直方圖特征等進行人臉檢測；或基于統(tǒng)計的方法，即通過對于“人臉”和“非人臉”的圖像大量搜集構(gòu)成的人臉正、負(fù)樣本庫，采用統(tǒng)計方法強化訓(xùn)練識別系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對人臉和非人臉的檢測與分類。常見算法如下：AdaBoost和Cascade算法、二進小波變換、基于直方圖粗分割和奇異值特征的算法。人臉檢測之后的步驟就是人臉配準(zhǔn)(Face Alignment)，一旦系統(tǒng)檢測到人臉，就會確定頭部的位置、大小和姿勢，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的數(shù)值，通過深度學(xué)習(xí)框架，來定位人臉上的五官關(guān)鍵點。
具體而言，每張臉都有眾多可區(qū)分的特征，像地球表面的地標(biāo)一樣構(gòu)成臉部特征的不同高峰和低谷。 這些地標(biāo)定義為節(jié)點。 每個人臉都有大約80個節(jié)點，而一些人臉識別軟件測量的特征主要為：眼距、鼻子的寬度、眼窩深度、顴骨的形狀、下頜線長度……測量完這些節(jié)點之后，系統(tǒng)以到亞毫米(甚至微波)級別的精度來測量面部曲線，創(chuàng)建模板，模板(數(shù)據(jù))可以轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)值代碼，終存儲為面部印記，為數(shù)據(jù)庫中的人臉創(chuàng)建特征。
第二個關(guān)鍵環(huán)節(jié)是特征匹配(matching)。如果抓取到的圖像是3D圖像，并且數(shù)據(jù)庫中包含3D圖像，就可以直接實現(xiàn)匹配，且不會對圖像進行任何更改。不過，很多數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容還是 2D 的圖像，這就需要將抓拍的 3D 圖像進行一定的處理。目前常用的技術(shù)是，拍攝3D圖像時，會重點識別不同的點(例如，重點測量眼睛外側(cè)、眼睛內(nèi)側(cè)和鼻尖等)。獲取測量數(shù)據(jù)之后，可以使用一些算法把 3D 圖像轉(zhuǎn)換為二維圖像，再與數(shù)據(jù)庫中的2D圖像進行比較和匹配。
第三個環(huán)節(jié)就是驗證和鑒定(Face Verification and Identification)。如果是驗證( Verification)，圖像僅與數(shù)據(jù)庫中的一個圖像匹配(1：1)，來確認(rèn)身份。而如果是為了鑒定，則圖像會與數(shù)據(jù)庫中的所有圖像進行比較，得到匹配評分(1：N)。兩種情況下，一般都會設(shè)置一個匹配度閾值。在驗證中，如果圖像與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)圖像的匹配度高于閾值，則為同一人，否則不是。在鑒定中，如果圖像與數(shù)據(jù)庫中某個圖像的相似度高于閾值，則返回該圖像在數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的身份。
有時候，圖像不清晰或者其他原因會導(dǎo)致驗證或鑒定失敗。此時，使用皮膚生物測量技術(shù)分析比對皮膚紋理，則有助于提升驗證準(zhǔn)確性。皮膚紋理分析的工作方式與面部識別相同，也是利用算法將獲取皮膚特征印記并轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼，形成特征模板。據(jù)稱，皮膚紋理分析可以識別同卵雙胞胎之間的差異。通過將面部識別與表面紋理分析相結(jié)合，準(zhǔn)確識別率可以增加20%到25%。
人臉識別技術(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用
人臉識別在現(xiàn)實生活中已經(jīng)有很多應(yīng)用，以iPhone X的Face ID技術(shù)為例：用戶可以通過手機相機中映射的人臉來解鎖手機，其識別軟件采用3-D建模設(shè)計，可防止被照片或面具欺騙，捕捉并比較超過30,000個變量，終進行驗證。不過，iPhone 剛熱銷那段時間，關(guān)于 Face ID 的可靠性與安全性質(zhì)疑也甚囂塵上。釣魚攻擊、惡意圖像攻擊、運行時篡改，甚至圖像盜竊等猜測都曾出現(xiàn)在探討話題中。
回到文章開頭，人臉識別在交通、安防領(lǐng)域的應(yīng)用也早已成熟。早在 2001 年，美國弗羅里達州的 Tampa 警察局就部署過帶有人臉識別功能的警用相機。時至今日，美國、澳大利亞、新西蘭、英國等國家的交通系統(tǒng)都部署了較為成熟的人臉識別技術(shù)。在中國，火車站、港口、機場以及多個城市的路口也都部署了帶有人臉識別技術(shù)的攝像頭，用于追蹤罪犯，檢測違法違規(guī)行為，并取得了一定成效。
隨之而來的隱私保護擔(dān)憂
2018 年 3 月份，深圳行人過馬路闖紅燈曝光臺引起了廣泛關(guān)注和探討。剛剛上線時，在其曝光臺上曝光的信息包括具體地點、時間、違法行人的姓名、*號以及路口攝像頭抓拍的違法瞬間的照片。這些信息都沒有經(jīng)過打碼等任何技術(shù)處理，直接展示在頁面上。由于網(wǎng)站為公開訪問，所以這樣很容易造成公民隱私泄露，而在有輿論反饋這個問題后，頁面已經(jīng)有所調(diào)整，將姓名、身份賬號隱藏部分信息，且將抓拍到的行人面部打碼。但這依然引起了大眾的擔(dān)憂。
有律師表示，交警曝光行人闖紅燈行為在法律上尚未有明確規(guī)定，不能算作是有法可依，多只能從情理上起到震懾作用。這其實對被曝光者的權(quán)益造成了一定影響。
而從另一個層面來說，路上抓拍到違法者照片然后能迅速識別出其身份，匹配到姓名、*號信息，甚至發(fā)送短信，這背后龐大的數(shù)據(jù)庫信息“功不可沒”。
根據(jù)警方介紹，“電子警察”或人臉識別攝像頭會預(yù)設(shè)正常交通流量，如果有逆行、闖紅燈等行為觸發(fā)，就會從監(jiān)控視頻中截取違法者的幾張圖片作為證據(jù)，并獲取一張清晰正臉圖與數(shù)據(jù)庫進行匹配。隨后，民警會對相似度在 90% 以上的信息進行人工核實，再確定當(dāng)事人身份。一般情況下，如果行人或駕駛者待頭盔、墨鏡或口罩等干擾，只要不是全臉都遮擋，還是可以通過抓拍的圖片與數(shù)據(jù)庫對比，進而確認(rèn)身份。
早在 2016 年，美國聯(lián)邦調(diào)查局(FBI)就開發(fā)了一個龐大的人臉識別系統(tǒng)，獲得高達 41.1 億照片的訪問權(quán)限。而且 FBI 還基于照片庫建立了一個名為“下代識別”( Next Generation Identification)的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)時 FBI 通過與幾個洲“交換合作”才拿到這么多照片資源，分別來自國務(wù)院簽證和護照數(shù)據(jù)庫、國防部生物識別數(shù)據(jù)庫以及多個駕駛執(zhí)照數(shù)據(jù)庫。而按照律法，F(xiàn)BI 原本無權(quán)訪問任何一個州的數(shù)據(jù)。如果需要建立這種系統(tǒng)，是需要向公眾發(fā)布公告的。此外，目前的人臉識別系統(tǒng)也尚未配備內(nèi)部監(jiān)督機制，不能防止任何濫用。當(dāng)時，美國公民也對FBI此舉侵犯到自己隱私權(quán)利而擔(dān)憂不滿，卻也無可奈何。
在中國，類似問題也無法忽視。公民的*信息、實名購買車票機票、出入境登記、支付渠道的人臉和身份驗證等，都能成為交通部門匹配、識別的數(shù)據(jù)庫。在到處都要實名的今天，我們的身份無處可藏。只能期待手握龐大身份數(shù)據(jù)庫的各大機構(gòu)和組織，能妥善地保護好這些信息。讓人們走路不再提心吊膽，而是能在路口那些有著各種功能的電子公示牌前開心地互動。
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