人臉識別技術(shù)及其應(yīng)用
人臉識別的三種應(yīng)用模式：1:1 身份驗(yàn)證模式本質(zhì)上是計(jì)算機(jī)對當(dāng)前人臉與人像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行快速比對并得出是否匹配的過程，可以簡單理解為證明你就是你。1:N 則是在海量的人像數(shù)據(jù)庫中找出當(dāng)前用戶的人臉數(shù)據(jù)并進(jìn)行匹配。M:N 是通過計(jì)算機(jī)對場景內(nèi)所有人進(jìn)行面部識別并與人像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對的過程。M：N作為一種動態(tài)人臉比對，其使用率非常高，能充分應(yīng)用于多種場景，例如公共安防，迎賓，機(jī)器人(300024)應(yīng)用等。
人臉識別的主要商業(yè)應(yīng)用場景包括安防、門禁、新零售以及人證合一等領(lǐng)域：安防領(lǐng)域，隨著智能安防概念的深入逐漸產(chǎn)生前端攝像頭與后端處理的智能識別分析需求;智能門禁系統(tǒng)是人臉識別在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用載體之一，其中人臉識別門禁系統(tǒng)對于其他生物識別門禁系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：自然性、非強(qiáng)制性、非接觸性和智能數(shù)據(jù)輸出;智能迎賓系統(tǒng)基于動態(tài)捕捉與非配合式人臉識別技術(shù)，與門禁聯(lián)動，并結(jié)合后臺管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)快速，準(zhǔn)確識別賓客身份，訪客邀約，訪客登記，訪客數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，訪客查詢等功能;人臉識別也是AmazonGo所代表的新零售應(yīng)用場景的關(guān)鍵技術(shù);此外，人證合一產(chǎn)品將識別與人臉識別技術(shù)結(jié)合在一起，市場需求旺盛。
人臉識別目前的盈利模式以to B為主。目前來說人臉識別企業(yè)的主要盈利模式包括企業(yè)級技術(shù)服務(wù)和軟硬件銷售。國內(nèi)以商湯科技、曠視科技為代表的深度學(xué)習(xí)企業(yè)，以B2B2C的商業(yè)模式，與各企業(yè)合作，共同推進(jìn)人臉識別在各行業(yè)的應(yīng)用和變現(xiàn)。他們向B端輸出技術(shù)能力，以分成、按 License 收費(fèi)、按技術(shù)使用次數(shù)收費(fèi)等模式，綁定B端服務(wù)于C端客戶的業(yè)務(wù)增長，并借助B端的行業(yè)資源打開市場。
人臉識別已在多個上市公司核心業(yè)務(wù)中實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地。人臉識別技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到以安防行業(yè)為代表的多個行業(yè)，并且進(jìn)入多個上市公司的核心業(yè)務(wù)和核心產(chǎn)品體系中。不但大幅提升了各個公司原有業(yè)務(wù)的運(yùn)營效率，更創(chuàng)造了多個前景廣闊的增量市場。以安防行業(yè)為例，主要商業(yè)模式為三種：1、為安防廠商提供視頻結(jié)構(gòu)化、人臉布控、人臉?biāo)阉?、車輛識別、人群分析等軟硬一體形態(tài)提供定制化GPU、智能攝像頭等一體化解決方案，按照處理的監(jiān)控視頻路數(shù)收費(fèi);2、將人臉識別功能融入身份識別產(chǎn)品、過關(guān)閘機(jī)、柜臺產(chǎn)品等，以產(chǎn)品化的形態(tài)通過行業(yè)渠道銷售盈利;3、與傳統(tǒng)安防廠商合作，通過其渠道共同中標(biāo)平安城市、智慧城市等大型項(xiàng)目，通過項(xiàng)目形式盈利。
一、人臉識別的三種模式
1.1 人臉識別的1:1模式
1:1身份驗(yàn)證模式本質(zhì)上是計(jì)算機(jī)對當(dāng)前人臉與人像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行快速比對并得出是否匹配的過程，可以簡單理解為證明你就是你。1:1作為一種靜態(tài)比對，在泛金融的核身、信息安全領(lǐng)域中潛在的商用價(jià)值巨大。例如在機(jī)場安檢中持卡人樣貌與信息匹配的過程就是典型的1:1場景。然而人眼辨別率只達(dá)到95%左右，并會受到外部環(huán)境影響，所以機(jī)場安檢人員通過換班來保證識別的準(zhǔn)確率。人臉識別技術(shù)的出現(xiàn)解決了人工識別的弊端，并能充分應(yīng)用于考試考生身份的審核、酒店入住辦理，火車站人票合一認(rèn)證，移動端支付等任何需要實(shí)名制等場景。
1.2 人臉識別的1:N模式
1:N則是在海量的人像數(shù)據(jù)庫中找出當(dāng)前用戶的人臉數(shù)據(jù)并進(jìn)行匹配。1:N具有動態(tài)比對與非配合的特點(diǎn)，動態(tài)對比是指通過對動態(tài)視頻流的截取來獲得人臉數(shù)據(jù)并進(jìn)一步比對的過程，而非配合性是識別過程非強(qiáng)制性與高效性的表現(xiàn)，識別對象無需到特定位置便能完成識別工作。由于這兩個特性使1:N身份認(rèn)證模式能迅速落地于公共安全管理與VIP客戶人臉識別等場景，但其難度要遠(yuǎn)高于靜態(tài)1:1，因?yàn)闄C(jī)器面臨著曝光過度、逆光、側(cè)臉、遠(yuǎn)距離等挑戰(zhàn)。
1.3 人臉識別的M:N模式
M:N 是通過計(jì)算機(jī)對場景內(nèi)所有人進(jìn)行面部識別并與人像數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對的過程。M:N作為一種動態(tài)人臉比對，其使用率非常高，能充分應(yīng)用于多種場景，例如公共安防，迎賓，機(jī)器人應(yīng)用等。但是M:N模式仍存在很大的弊端，因?yàn)槠浔仨氁揽亢Ａ康娜四様?shù)據(jù)庫才能運(yùn)行，并且由于識別基數(shù)過大，設(shè)備分辨率不足等因素，使M:N模式會產(chǎn)生很高的錯誤率從而影響識別結(jié)果。
人臉識別技術(shù)的成熟雖然能代替一部分勞動力，但仍不能作為的驗(yàn)證方式，其更需要與人工識別相結(jié)合從而進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。例如，在受到外部環(huán)境干擾下，人臉識別技術(shù)會產(chǎn)生錯誤數(shù)據(jù)，這時(shí)就需要人工協(xié)助，共同完成識別確認(rèn)過程;又或者在企業(yè)應(yīng)用中，具有較高機(jī)密需求的場所可以采用人臉識別和刷卡的雙重認(rèn)證來進(jìn)一步確保安全性。
二、人臉識別的主要商業(yè)應(yīng)用場景
2.1 安防行業(yè)
安防行業(yè)應(yīng)用空間廣闊。我國安防行業(yè)規(guī)模由“十一五”末的2300億元增長至”十二五“末的5000億元，增速高達(dá)18%。國內(nèi)安防市場增速遠(yuǎn)高于，預(yù)計(jì)2017年將達(dá)到6540萬元，其中視頻監(jiān)控作為平安城市建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，將是人臉識別價(jià)值的應(yīng)用場景之一。
視頻監(jiān)控智能化迫在眉睫。隨著攝像頭數(shù)量的急速增加與攝像頭網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)，產(chǎn)生海量的視頻數(shù)據(jù)并已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出監(jiān)控者的管理范圍，視頻監(jiān)控智能化越來越急迫。智能化管理則是將人工智能引入視頻監(jiān)控中，使其具備自動整理與分類的功能，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化處理，并使處理后的結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)能大規(guī)模被用于檢索，分析與統(tǒng)計(jì)中，最終通過針對性深度挖掘使其成為有意義的情報(bào)數(shù)據(jù)。
在深度學(xué)習(xí)技術(shù)推動下，人臉識別技術(shù)可以同時(shí)具備識別人物屬性和身份的能力。在深度學(xué)習(xí)推動下，人臉識別可以實(shí)現(xiàn)任意臉部遮擋及視角下的實(shí)時(shí)檢測，一次性克服了人臉檢測中的幾項(xiàng)難題：側(cè)臉、半遮擋、模糊人臉，極大提升了各種現(xiàn)實(shí)情況中的人臉檢出效果。同時(shí)可以識別性別、年齡、表情及多種臉部生理特征，不僅可以準(zhǔn)確識別照片中人物的性別和年齡，也提供表情、顏值(美貌指數(shù))、戴眼鏡、化濃妝、涂口紅、戴帽子、頭發(fā)顏色、胡須樣式等超過 40 種屬性，平均準(zhǔn)確率超過 90%，年齡預(yù)測平均誤差小于3歲。
視頻監(jiān)控領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)多個場景人的行為以及車輛識別。基于深度學(xué)習(xí)的行人檢測算法能夠在各類遮擋的情況下精確找出行人位置，并能夠進(jìn)一步分析行人姿態(tài)和動作，可應(yīng)用于交通監(jiān)控、輔助駕駛、無人駕駛等。可以在行車場景、交通監(jiān)控場景、卡口場景中檢測多種不同角度的車輛，并同時(shí)給出車牌號碼、汽車品牌、型號、顏色等物理特征。
視頻監(jiān)控領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)多個場景人的行為以及車輛識別。基于深度學(xué)習(xí)的行人檢測算法能夠在各類遮擋的情況下精確找出行人位置，并能夠進(jìn)一步分析行人姿態(tài)和動作，可應(yīng)用于交通監(jiān)控、輔助駕駛、無人駕駛等。可以在行車場景、交通監(jiān)控場景、卡口場景中檢測多種不同角度的車輛，并同時(shí)給出車牌號碼、汽車品牌、型號、顏色等物理特征。
攝像頭的智能化改造是另一個安防領(lǐng)域的市場機(jī)遇。攝像頭的精準(zhǔn)度將影響最終人臉識別的準(zhǔn)確率，此前大量攝像頭存在三個致命缺點(diǎn)：1、三維變二維時(shí)易丟失距離信息;2、無法完成全視角監(jiān)控并受到光源影響巨大;3、無法將深度拍攝與全視角拍攝相結(jié)合。目前以格靈深瞳為代表的技術(shù)公司正著力研發(fā)三種類型的攝像頭去解決這些問題：
1、Depth Video
其根據(jù)捕食動物眼睛的視覺重疊原理，利用構(gòu)成結(jié)構(gòu)光的方式生成Depth Video，然后基于數(shù)據(jù)去分析人的行為。即使有遮擋的情況，其仍能根據(jù)俯視雷達(dá)圖精準(zhǔn)判別每個人的行動軌跡及行為。
2、光場相機(jī)
昆蟲的復(fù)眼能的捕捉光源，并傳輸至神經(jīng)，快速形成反映，同時(shí)能完成360度*觀察外界環(huán)境，也夠能迅速視覺定位，判斷近距離的情況。攝像頭根據(jù)這一成像原理利用鏡頭或者傳感器陣列去接受的光場，并將光場分布并計(jì)算結(jié)果。
3、人眼攝像機(jī)
人眼相機(jī)的原理其實(shí)和哺乳動物的眼球工作原理相似，人眼中含有黃斑，其集中了人眼75%的有效像素，剩下的25%分布160度的時(shí)常角上。而人眼相機(jī)根據(jù)這一特性，通過一個視場角很廣但分辨率不足的檢測系統(tǒng)與視場角很小但分辨率很高的黃斑系統(tǒng)共同工作并完成拍攝任務(wù)。
2.2 門禁
門禁系統(tǒng)又稱出入管理控制系統(tǒng)，是對出入口通道進(jìn)行管制的智能化系統(tǒng)。可以籠統(tǒng)地概括為：對人員出入權(quán)限的管理——即管理什么人、什么時(shí)間可以進(jìn)出哪些門。門禁系統(tǒng)其最初形態(tài)為機(jī)械門鎖，但隨著情境、場所、級別權(quán)限、工作流程的細(xì)分與人流量增大等外部環(huán)境影響下，鑰匙管理難度隨之升高。而電子卡鎖(磁卡和射頻卡)，電子密碼鎖等形式的出現(xiàn)在一定程度上提高了人們對出入口通道的管理能力，使通道管理進(jìn)入了電子化時(shí)代。但是隨著這兩種電子鎖的不斷應(yīng)用，其本身的優(yōu)缺點(diǎn)便逐漸顯現(xiàn)。
智能門禁系統(tǒng)是人臉識別在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用載體之一，其中人臉識別門禁系統(tǒng)對于其他生物識別門禁系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：
1、自然性
自然性指通過用攝像設(shè)備采集人臉數(shù)據(jù)并進(jìn)行識別比對的方式，同時(shí)包括語音識別和體形識別，而指紋識別和虹膜識別等則不具備自然性這一特點(diǎn)。
2、非強(qiáng)制性
非強(qiáng)制性指在識別過程中被識別對象無需主動配合便能完成識別任務(wù)，例如，人臉識別是利用可見光獲取人臉圖像信息而進(jìn)行比對。不同于指紋識別或者虹膜識別需要利用電子壓力傳感器采集指紋，或利用紅外線采集虹膜圖像。并且人臉識別門禁系統(tǒng)更具備安全性與高效性。
3、非接觸性
與其他生物識別技術(shù)相對比，人臉識別是非接觸的，用戶不需要和設(shè)備直接接觸，并且能夠支持高并發(fā)處理，同時(shí)又能夠滿足在實(shí)際應(yīng)用場景下進(jìn)行多個人臉的分揀、判斷及識別。
4、智能數(shù)據(jù)輸出
人臉識別門禁能夠?qū)鼍皟?nèi)所有人進(jìn)行面部數(shù)據(jù)采集，幫助管理者建立易于檢索、對比突出管理檔案以及為改善管理決策提供必要依據(jù)。
2.3 智能迎賓
企業(yè)智能迎賓系統(tǒng)。智能迎賓系統(tǒng)基于動態(tài)捕捉與非配合式人臉識別技術(shù)，與門禁聯(lián)動，并結(jié)合后臺管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)快速，準(zhǔn)確識別賓客身份，訪客邀約，訪客登記，訪客數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，訪客查詢等功能，使企業(yè)辦公更智能化。
展會迎賓簽到系統(tǒng)。展會的簽到形式從最初的紙質(zhì)身份牌發(fā)展至條形碼，磁卡，IC(智能)卡，手機(jī)二維碼等多種形式，然而這些方式只是實(shí)現(xiàn)了會議簽到無紙化管理，雖然在一定程度上提高了效率。但仍存在較大隱患，例如信息安全的丟失，冒名代簽等諸多問題。展會迎賓簽到系統(tǒng)同樣基于人臉識別技術(shù)，組織者只需采集一次參會人員的面部圖像(征集或在網(wǎng)上檢索)，并錄入系統(tǒng)人像數(shù)據(jù)庫。訪客只需經(jīng)過攝像范圍內(nèi)，攝像設(shè)備則能迅捕捉并進(jìn)行識別，進(jìn)一步分配座位完成簽到任務(wù)。同時(shí)，系統(tǒng)也能與其他設(shè)備聯(lián)動，例如標(biāo)簽打印機(jī)，嘉賓人臉查找等。
2.4 以AmazonGo為代表的新零售
人臉識別技術(shù)是AmazonGo所代表的新零售應(yīng)用場景的關(guān)鍵。當(dāng)消費(fèi)者進(jìn)入商店，攝像設(shè)備首先會對其進(jìn)行面部識別，并傳回至Amazon用戶人像數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行比對。而商場中每一件商品都配備重力感應(yīng)器與傳感器，通過攝像設(shè)備捕捉消費(fèi)者的行為及手勢，并準(zhǔn)確識別其拿起的商品信息，同時(shí)采集消費(fèi)者離開貨架后的圖像共同傳送至信息中心。計(jì)算機(jī)根據(jù)比對結(jié)果與每一件商品所傳輸?shù)闹亓Ω袘?yīng)信息結(jié)合來共同判斷消費(fèi)者是否進(jìn)行購物，并不會產(chǎn)生延遲。商店中麥克風(fēng)能根據(jù)環(huán)境聲音來判斷消費(fèi)者位置，從而協(xié)助攝像設(shè)備進(jìn)行人物定位追蹤。離店時(shí)，掃描器能掃描并記錄消費(fèi)者購買的商品，同時(shí)進(jìn)行二次確認(rèn)，并在其消費(fèi)賬戶完成扣費(fèi)任務(wù)。
2.5 人證合一
人臉識別人證合一產(chǎn)品本質(zhì)就是將識別與人臉識別技術(shù)結(jié)合在一起的新應(yīng)用，其保留了傳統(tǒng)線下審核中“機(jī)讀”證件的部分，同時(shí)通過人臉識別技術(shù)對持卡人進(jìn)行現(xiàn)場人臉采集，并與中的圖像信息進(jìn)行交叉比對，完成驗(yàn)證過程。根據(jù)系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的不同，智能身份驗(yàn)證將分為網(wǎng)絡(luò)對比模式與終端對比模式。同時(shí)根據(jù)應(yīng)用場景的不同，設(shè)備形態(tài)又分為人證對比閘機(jī)與認(rèn)證對比一體機(jī)。
三、人臉識別的盈利模式
目前來說人臉識別技術(shù)公司主要以企業(yè)級技術(shù)服務(wù)和軟硬件銷售為盈利模式。國內(nèi)以商湯科技、曠視科技為代表的深度學(xué)習(xí)技術(shù)公司，主要以B2B2C的商業(yè)模式與各企業(yè)合作，共同推進(jìn)人臉識別在各行業(yè)的應(yīng)用和變現(xiàn)。一般這類公司向B端輸出技術(shù)能力，以分成、按License收費(fèi)、按技術(shù)使用次數(shù)收費(fèi)等模式，綁定B端服務(wù)于C端客戶的業(yè)務(wù)增長，從而借助B的行業(yè)資源打開市場。
