让计算机认识你的脸

发布时间：2007-10-24 14:25:45 阅读数：

    哈工大报讯（山世光陈熙霖高文）主持人的话：在我们生存的这个地球上，居住着近65亿人，然而却形成了“在这个世界上找不出两张完全相同的人脸”的结论。那么，区分如此众多不同人脸的“特征”到底是什么？能否设计出具有人脸识别能力的自动机器？这种自动机器的人脸识别能力是否能够超越人类自身？——梦龙
沿途艰难：基本问题有待解决
    通常人们所说的人脸识别是基于光学人脸图像的身份识别与验证的简称。这是一项既有科学研究价值，又有广泛应用前景的课题。光学人脸图像是外界光源发出的光线照射在人脸上，经人脸表面反射后传播到摄像机传感器的光线强度的度量。
    成像过程中，人脸表面结构及其反射属性才是人脸相对稳定的本质属性，是人脸识别算法应该赖以区分不同人脸的主要特征；而人脸表情变化、有无胡须等因为具有可变性而不能作为人脸的区分特征。光源等外部成像条件以及摄像机参数等外部因素就更不能作为人脸识别依赖的特征属性。
    然而，这一课题的研究并不如预想中那么顺利，尽管近年来研究人员通过利用各种约束条件和先验知识在一定程度上实现人脸识别，但直到现在仍没有取得本质的突破。即使在大量来自模式识别、计算机视觉、神经计算、生理学等领域的研究人员艰苦工作40余年之后，一些最基本的问题仍然困扰着研究人员。
    退一步讲，即使对人类自己，尽管每天都在根据人脸区分亲人、同学、朋友、同事等，大多数人却很难准确地描述出自己到底是如何区分他们的，甚至描述不出自己熟悉的人有什么具体的特征，即使对专门从事相关的生理学、心理学、神经科学研究的一些专家，也很难描述清楚人类人脸识别的生理学过程。这意味着基于仿生学的人脸识别研究路线在实践中是难以操作的。当然，飞机的翅膀并不需要像鸟儿一样扇动，自动人脸识别的计算模型也未必只能模拟“人脑”。人们也许可以通过建立人脸识别的计算模型，这种计算模型可能是基于仿生神经网络的，也可能是纯粹基于统计的，或者是这二者之外的第三只眼睛，并通过构建实用的自动人脸识别系统来验证这些计算模型，以试图取得一些突破。
牛刀小试：人脸识别技术初应用
    现在，经过国际上大量研究人员几十年的研究，自动人脸识别技术已经在某些限定条件下得到了成功应用。比如，只要面对屏幕，如照镜子一般简单，设备就能辨识主人，并决定是否接受操作。这种新奇的独特体验用到的正是“人脸识别技术”。
    如今，这项技术已经被应用到面向个人用户的笔记本电脑当中。这类笔记本电脑是通过摄像头来辨认使用者容貌，实现机主信息识别，进而达到数据保护的目的。这项“以貌取人”的认证方式，为用户提供了全新的加密模式，与密码、安全锁以及指纹识别等安全保护措施互为补充，无疑进一步提高了笔记本电脑的安全级别。据技术人员介绍，此项技术主要是运用了生物智能学科的人脸影像分析和识别技术，利用对人脸结构的5点特征定位，并启动五级安全认证机制，核比人脸数据库，从而实现采用人像识别的安全设置。用户在进入windows登陆界面时，电脑就将自动通过内置摄像头对用户进行人脸识别，系统对人脸进行分析鉴定后，决定是否允许其使用电脑。
上下求索：不断逼近正确答案
    人脸识别技术的成果不仅加深了人们对于自动人脸识别这个问题的理解，更是对其挑战性的深刻认识。尽管在海量人脸数据比对速度和精度方面，现有的自动人脸识别系统可能已经超过了人类自身，但对于复杂变化条件下的一般人脸识别问题而言，自动人脸识别系统的准确度还远不及人类，这种差距产生的本质原因现在还不得而知，毕竟人类对于自身视觉系统的认识还同样肤浅，但从模式识别和计算机视觉等学科的角度，这既可能意味着人们尚未找到对面部信息进行合理采样的有效传感器（考虑单目摄像机与人类双眼系统的差别），更可能意味着人们采用了不合适的人脸建模方法（人脸的内部结构问题），还有可能意味着人们并没有认识到自动人脸识别技术所能够达到的极限精度。

编辑：商艳凯来源：哈工大报