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                戴上口罩怎麽面部識別?專利告訴你,這個答案早就有了

                宝马游戏下载 | 2020-02-14 |

                01

                疫情之下,刷臉變得很難

                2020伊始,新型冠狀病毒席卷中國,同時也給人們的生活方式上帶來不小沖擊:專家呼籲盡量不要使用現金,中老年人開始使用手機支付;買菜app異常火爆,有的用戶甚至掐準了上新時間,早上6點爬起來只為一上架就能搶到新鮮菜;原來被各種刷臉功能寵壞的“懶”用戶,不得不多花幾秒輸入密碼解鎖手機……

                ▲圖片來自網絡


                比如以快速面部解鎖引以為傲的iPhone11用戶,就發現戴上口罩之後自己的iPhone就“不認主兒”了。

                本周大部分企業已經恢復工作,出行的交通工具上幾乎是清一色的口罩。對於很大一部分年輕人來說,戴上口罩對生活最大的影響就是面部識別變得困難:沒辦法半秒解鎖手機、買東西沒辦法刷臉支付、遇到刷臉識別身份的地方,例如高鐵進站,不得不摘下口罩……

                疫情尚未過去,或許我們在接下來的2-3個月內都必須帶著口罩。在這段時間裏,面部識別這個功能會變成雞肋嗎?

                ▲圖片來自網絡


                02

                面部識別的原理

                面部識別是基於人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術,常見於出行、支付、安全等領域
                我們生活中有幾種常見的刷臉場景:

                · 進出管理:比如公司、社區、場館、公共交通的人臉識別門禁、閘機。

                · 刷臉支付:無人超市、自動販賣機、自助結算。

                · 刷臉解鎖:主要是手機、便攜電腦等移動設備。現在很多手機都帶有面部識別功能,因為面部識別相比指紋解鎖更加快捷便利,有一些手機甚至直接取消了指紋解鎖功能。

                · 罪犯追逃:比較有意思的是,之前只有罪犯會通過戴口罩等方式逃避追蹤,面部識別遮擋的技術研究可能算不上熱門。如今在疫情的特殊環境下,如何在有遮擋物的情況下進行面部識別就顯得尤為重要了。

                人臉識別大致可以分為兩類,1:1和1:N

                1:1的識別方式是計算機對當前人臉與人像數據庫進行快速人臉比對,並得出是否匹配的過程。這種模式最常見的應用場景就是手機上的面部解鎖,只需將用戶事先註冊的照片與臨場采集的照片做對比,判斷是否為同一人,即可完成身份驗證。

                1:N的比對,即系統采集了一張照片之後,從海量的人像數據庫中找到與當前使用者人臉數據相符合的圖像,並進行匹配。比如疑犯追蹤,小區門禁,會場簽到,以及新零售概念裏的客戶識別。


                03

                戴上口罩之後還能刷臉嗎?

                這可能是現在手機用戶關於“面部識別”問的最多的一個問題。

                就目前來看,口罩、帽子等遮擋物確實會對識別造成精度下降,但還需要考慮遮擋面積,並非完全不能識別。而各大廠商也在提高精度方面做了不同程度的嘗試。

                蘋果的Face ID 是通過 iPhone 前置的原深感鏡頭來映射用戶的面部幾何結構,從而進行解鎖。同時會通過機器學習來自動適應用戶的外觀變化——比如化妝、長胡子、頭發變長、戴眼鏡等等,但如果用戶面部出現較大改變,比如戴口罩這樣遮住了大部分可識別範圍後,機器無法識別時會讓用戶輸入密碼,重新確認你的“面部”。

                那麽這個方法是否行得通呢?

                ▲圖片來自網絡


                從網友的評論來看,方法值得一試,但成功率一般。

                有用戶開始懷念起曾經的指紋識別,當然也有廠商提前考慮到了這一點,同時保留了面部識別和指紋識別功能。華為P系列產品經理@李小龍Bruce_Lee前不久就在微博上回應了網友關於手機面部識別的問題。

                ▲圖片來自網絡


                除了保留原有的指紋解鎖方式,華為也進行了多種嘗試:

                比如一項名為“人臉識別方法、裝置及計算機可讀介質”的影像重構技術(申請號CN201810377370.5)就是通過圖像重構網絡可以將戴配件(眼鏡、口罩、帽子等)的人臉圖像重構為未戴配件的人臉圖像。

                華為CN201810377370.5▲數據來自:宝马游戏下载全球數據庫

                再比如“一種人臉識別方法及系統”(申請號CN201410180720.0):通過本發明實施例中的人臉識別方法實現了對人臉上存在遮擋物的人臉圖像進行準確的識別,提高了人臉識別的精確性。

                華為CN201410180720.0▲數據來自:宝马游戏下载全球數據庫

                此技術關鍵點是建立遮擋人臉圖像庫,具體來說就是在判斷需要識別的人臉圖像上有遮擋物(例如眼鏡、口罩等)時,將遮擋物提取出來並增加到參考數據庫中未遮擋的人臉圖像上。例如在判斷出待識別人臉有佩戴眼鏡時,就提取出眼鏡特征並在原圖像庫的基礎上新建一個戴眼鏡的參考圖像庫,再將需要識別的人臉圖像與該庫中的參考圖像進行匹配查找,從而完成識別。

                阿裏則用“局部特征細化與整體相似度評估”的方式來提高準確率,比如申請號CN201810735594.9的這項技術——通過綜合局部器官圖像匹配技術完成識別,此時局部器官不僅可以是眼睛圖像、鼻子圖像、嘴巴圖像和耳朵圖像等,還可以是下巴區域、臉部輪廓、胎記或黑痣圖像等等。根據面部多個局部器官的相似度評估指標和對應的權重,得到整體相似度評估指標,從而獲取更精確的遮擋下的面部識別結果。


                國內人工智能企業例如曠視、商湯等等在面部識別領域也有大量專利。

                比如曠視一項名為“人臉識別的方法、裝置、系統及計算機存儲介質”的技術(申請號CN201810084836.2):通過置信度向量表示對應的特征向量中各個元素的可信度,進而基於特征向量和置信度向量共同計算兩個人臉之間的相似度,能夠避免由於人臉遮擋所導致的特征向量不可用的情形,且該方法所得到的相似度與遮擋狀態無關,保證了人臉識別的準確度。

                曠視申請號CN201810084836.2▲數據來自:宝马游戏下载全球數據庫


                商湯科技一項名為“門禁控制方法及系統”的技術(申請號CN201810378002.2)中提到多模態識別(聲紋、指紋、虹膜、人臉、密碼觸控等多個模態互相補充配合),當用戶在攝像頭拍攝範圍中帶有口罩或者圍巾等遮住口鼻,導致無法得到完整人臉圖像時,該用戶可以選擇密碼模式進行驗證,智能終端獲取用戶通過物理鍵盤或者虛擬鍵盤輸入的密碼信息作為用戶的密碼信息。
                廠商們早就已經考慮到了面部識別中出現物品遮擋的情況,隨著未來面部識別在生活中使用範圍的進一步擴大,技術將會不斷革新,也許以後我們就算帶著口罩也可以解鎖手機了。


                04

                面部識別之外,還有哪些識別方式

                近年來生物識別技術持續快速發展,我們常見的比如聲紋識別、指紋識別、虹膜識別以及上文提及的人臉識別,已經廣泛應用於日常生活。
                疫情之下,非接觸的生物識別技術相對更加安全,而接觸式的技術(例如指紋識別)就會涉及觸摸傳播病毒的危險。虹膜識別技術應該算是目前情況下最安全和識別精度最高的識別技術,但是其主要缺陷就是設備造價高,無法大範圍推廣。

                ▲圖片來自網絡


                當然, “方法總比困難多”,除了生物識別技術之外,我們還可以使用其他的物聯網技術,比如刷卡、掃碼就沒有受疫情的影響,反而在人和人盡量不要近距離接觸的時候顯得更為重要。
                疫情不是暫停鍵,創新不會被任何方式阻擋。希望幾個月後,我們討論口罩下的面部識別,不是因為我們需要每天帶著口罩。

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