人臉識別系統(tǒng)以人臉識別技術(shù)為核心，是一項(xiàng)新興的生物識別技術(shù)，是當(dāng)今國際科技領(lǐng)域攻關(guān)的高精尖技術(shù)。它廣泛采用區(qū)域特征分析算法，融合了計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)與生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理于一體，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)從視頻中提取人像特征點(diǎn)，利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理進(jìn)行分析建立數(shù)學(xué)模型，具有廣闊的發(fā)展前景。2012年4月，鐵路部門宣布車站安檢區(qū)域?qū)惭b用于身份識別的高科技安檢系統(tǒng)人臉識別系統(tǒng);可以對人臉明暗偵測，自動(dòng)調(diào)整動(dòng)態(tài)曝光補(bǔ)償， 人臉追蹤偵測，自動(dòng)調(diào)整影像放大。
系統(tǒng)簡介
人臉識別系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用:人臉識別出入管理系統(tǒng)、人臉識別門禁考勤系統(tǒng)、人臉識別監(jiān)控管理、人臉識別電腦安全防范、人臉識別照片搜索、人臉識別來訪登記、人臉識別ATM機(jī)智能視頻報(bào)警系統(tǒng)、人臉識別監(jiān)獄智能報(bào)警系統(tǒng)..人臉識別RFID智能通關(guān)系統(tǒng).人臉識別公安罪犯追逃智能報(bào)警系統(tǒng)等等..
適用范圍: 公園、工廠、超市、小區(qū)廣場、會(huì)議中心、體育場館、學(xué)校、醫(yī)院、住宅區(qū)、商業(yè)街、大型農(nóng)貿(mào)市場等公眾活動(dòng)和聚集場所的重要部位，酒店(賓館)、餐飲、娛樂場所、辦公樓的大堂出入口、電梯和其他主要通道等室內(nèi)外范圍的監(jiān)控錄像用途。
功能模塊
人臉捕獲是指在一幅圖像或視頻流的一幀中檢測出人像并將人像從背景中分離出來，并自動(dòng)地將其保存。人像跟蹤是指利用人像捕獲技術(shù)，當(dāng)指定的人像在攝像頭拍攝的范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)自動(dòng)地對其進(jìn)行跟蹤。
人臉識別分核實(shí)式和搜索式二種比對模式。核實(shí)式是對指將捕獲得到的人像或是指定的人像與數(shù)據(jù)庫中已登 記的某一對像作比對核實(shí)確定其是否為同一人。搜索式的比對是指，從數(shù)據(jù)庫中已登記的所有人像中搜索查找是否有指定的人像存在。
系統(tǒng)可以將登記入庫的人像數(shù)據(jù)進(jìn)行建模提取人臉的特征，并將其生成人臉模板(人臉特征文件)保存到數(shù)據(jù)庫中。在進(jìn)行人臉?biāo)阉鲿r(shí)(搜索式)，將指定的人像進(jìn)行建模，再將其與數(shù)據(jù)庫中的所有人的模板相比對識別，最終將根據(jù)所比對的相似值列出最相似的人員列表。
系統(tǒng)可以識別得出攝像頭前的人是一個(gè)真正的人還是一張照片。以此杜絕使用者用照片作假。此項(xiàng)技術(shù)需要使用者作臉部表情的配合動(dòng)作。
圖像質(zhì)量的好壞直接影響到識別的效果，圖像質(zhì)量的檢測功能能對即將進(jìn)行比對的照片進(jìn)行圖像質(zhì)量評估，并給出相應(yīng)的建議值來輔助識別。
折疊編輯本段系統(tǒng)應(yīng)用
人臉識別系統(tǒng)其實(shí)是臺特殊的攝像機(jī)，判斷速度相當(dāng)快，只需要0.01秒左右，由于利用的是人體骨骼的識別技術(shù)，所以即使易容改裝，也難以蒙過它的眼睛。而且"人臉識別系統(tǒng)"具有存儲功能，只要把一些具有潛在危險(xiǎn)性的"重點(diǎn)人物"的"臉部特寫"輸入存儲系統(tǒng)，重點(diǎn)人物如擅自闖關(guān)，就會(huì)在0.01秒之內(nèi)被揪出來，同時(shí)向其他安保中心"報(bào)警"。另外，某些重要區(qū)域如控制中心只允許特定身份的工作人員進(jìn)出，這時(shí)候面部檔案信息未被系統(tǒng)存儲的所有人全都會(huì)被拒之門外。
與此前的指紋識別系統(tǒng)相比，人臉識別系統(tǒng)有很多的改進(jìn)。指紋技術(shù)的使用壽命不如人臉識別系統(tǒng)，使用成本也高于人臉識別系統(tǒng)。由于沾水、沾汗、沾灰，還有傳感器只能在室內(nèi)使用等原因，指紋識別系統(tǒng)在露天戶外使用的可能性很小。而用于人臉識別的攝像機(jī)一天24小時(shí)都可工作，第一它不侵犯人權(quán)，第二它是很安全的，無論室內(nèi)還是戶外均可使用。人臉識別系統(tǒng)意味著每個(gè)人的臉上都貼著名字，外人看不見，但監(jiān)控系統(tǒng)能看得見。包括外國人，從踏入中國的一瞬間，他的圖像和個(gè)人資料就會(huì)進(jìn)入電腦的控制中心，不管在什么地方出現(xiàn)，都可認(rèn)出此人。而且被觀察的人不知道有設(shè)備在監(jiān)視他，起到了科技奧運(yùn)、文明奧運(yùn)的功能。
2012年4月，鐵路部門公布招標(biāo)公告，對京滬高鐵安檢區(qū)域人臉識別系統(tǒng)工程進(jìn)行公開招標(biāo)，上海虹橋站、天津西站和濟(jì)南西站三個(gè)車站安檢區(qū)域?qū)惭b用于身份識別的高科技安檢系統(tǒng)人臉識別系統(tǒng)。
業(yè)內(nèi)人士透露，現(xiàn)在有的人臉識別技術(shù)在抓取出人臉后，會(huì)把焦點(diǎn)對準(zhǔn)眉骨到下顎這一倒三角區(qū)域，找出該區(qū)域的數(shù)千個(gè)點(diǎn)位，這些點(diǎn)位組成一套數(shù)學(xué)模型，通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)方式計(jì)算人臉的相似度，因此準(zhǔn)確度很高。
2012年11月，武漢公安正構(gòu)建一套高精準(zhǔn)人臉識別系統(tǒng)，建成后能在1秒鐘內(nèi)比對1億次圖像，瞬間可辨認(rèn)嫌疑人。這套系統(tǒng)主要通過安裝在城市道路路口、兩側(cè)以及公交車上的25萬個(gè)視頻探頭進(jìn)行圖像采集。視頻監(jiān)控將捕捉到的人像，與后臺數(shù)據(jù)中犯罪嫌疑人面部特征進(jìn)行精確比對，可在幾秒內(nèi)鎖定犯罪嫌疑人。這套系統(tǒng)將在明年3月投入實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。
目前，武漢警方已建成以信息采集、分析研判、信息指導(dǎo)行動(dòng)三項(xiàng)機(jī)制以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)和警用地理信息系統(tǒng)為支撐的動(dòng)態(tài)信息化警務(wù)系統(tǒng)。
三峽秭歸縣于2011年8月啟動(dòng)"人臉識別系統(tǒng)"，建立了退休人員動(dòng)態(tài)信息庫。每年9月至次年3月進(jìn)行退休人員資格認(rèn)證。截止到2012年12月10日完成離退休人員認(rèn)證8135人，其中，網(wǎng)上視頻認(rèn)證194人。
2012年11月底，全市所有機(jī)關(guān)事業(yè)經(jīng)辦機(jī)構(gòu)都啟用人臉識別系統(tǒng)進(jìn)行領(lǐng)取養(yǎng)老金資格建模認(rèn)證工作，2013年5月底完成初次建模工作。若超過期限沒有進(jìn)行身份驗(yàn)證的離退休人員，社保管理系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)停發(fā)其養(yǎng)老金。首次建模成功后，退休人員可以就近通過互聯(lián)網(wǎng)和攝像頭自行完成身份認(rèn)證。
折疊編輯本段科研進(jìn)展
2013年，中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院智能多媒體技術(shù)研究中心啟動(dòng)了以人臉識別為核心技術(shù)的人臉識別支付方式的研究。
截止2014年8月，該中心已經(jīng)完成了人臉識別支付系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)研究。該中心全球首創(chuàng)的人臉數(shù)據(jù)采集陣列，能夠從91個(gè)角度對人臉同步采集，能對人臉識別影響最大的多變光照、多角度、遮擋等狀態(tài)進(jìn)行最優(yōu)的識別效果。智能多媒體技術(shù)研究中心的人臉識別系統(tǒng)已應(yīng)用在邊檢站自動(dòng)通關(guān)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)人臉識別考勤機(jī)、多屬性動(dòng)態(tài)人臉識別系統(tǒng)等。在此基礎(chǔ)上，中心研發(fā)出了人臉識別移動(dòng)支付系統(tǒng)，已能夠?qū)崿F(xiàn)支付只需"刷臉卡"。
教育機(jī)構(gòu)、電信局、廣播、傳媒、政府機(jī)構(gòu)、國際會(huì)議、航空服務(wù)業(yè)、高檔小區(qū)、醫(yī)療行業(yè)
折疊編輯本段系統(tǒng)難點(diǎn)
人臉識別被認(rèn)為是生物特征識別領(lǐng)域甚至人工智能領(lǐng)域最困難的研究課題之一。人臉識別系統(tǒng)的困難主要是人臉作為生物特征的特點(diǎn)所帶來的。
折疊相似性
不同個(gè)體之間的區(qū)別不大，所有的人臉的結(jié)構(gòu)都相似，甚至人臉器官的結(jié)構(gòu)外形都很相似。這樣的特點(diǎn)對于利用人臉進(jìn)行定位是有利的，但是對于利用人臉區(qū)分人類個(gè)體是不利的。
折疊易變性
人臉的外形很不穩(wěn)定，人可以通過臉部的變化產(chǎn)生很多表情，而在不同觀察角度，人臉的視覺圖像也相差很大，另外，人臉識別還受光照條件(例如白天和夜晚，室內(nèi)和室外等)、人臉的很多遮蓋物(例如口罩、墨鏡、頭發(fā)、胡須等)、年齡等多方面因素的影響。
在人臉識別中，第一類的變化是應(yīng)該放大而作為區(qū)分個(gè)體的標(biāo)準(zhǔn)的，而第二類的變化應(yīng)該消除，因?yàn)樗鼈兛梢源硗粋€(gè)個(gè)體。通常稱第一類變化為類間變化(inter-class difference)，而稱第二類變化為類內(nèi)變化(intra-class difference)。對于人臉，類內(nèi)變化往往大于類間變化，從而使在受類內(nèi)變化干擾的情況下利用類間變化區(qū)分個(gè)體變得異常困難。
折疊用戶配合度
現(xiàn)有的人臉識別系統(tǒng)在用戶配合、采集條件比較理想的情況下可以取得令人滿意的結(jié)果。但是，在用戶不配合、采集條件不理想的情況下，現(xiàn)有系統(tǒng)的識別率將陡然下降。比如，人臉比對時(shí)，與系統(tǒng)中存儲的人臉有出入，例如剃了胡子、換了發(fā)型、多了眼鏡、變了表情都有可能引起比對失敗。也就是說，人如果發(fā)生較大變化，系統(tǒng)可能就會(huì)認(rèn)證失敗。光照、姿態(tài)、裝飾等，對機(jī)器識別人臉都有影響。
折疊編輯本段系統(tǒng)方案
"平安城市"布防追逃系統(tǒng)方案
近年來，我國整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力顯著增強(qiáng)，但社會(huì)治安狀況也日趨復(fù)雜，公共安全問題不斷凸顯，城市犯罪突出，手段不斷更新、升級。這些都迫切要求加快發(fā)展以主動(dòng)預(yù)防為主的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。而且自美國"9·11事件"和倫敦地鐵爆炸案之后，應(yīng)對突發(fā)事件的城市應(yīng)急防范系統(tǒng)成為新的安防建設(shè)熱點(diǎn)。
2005年9月中國公安部正式啟動(dòng)城市聯(lián)網(wǎng)報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)(3111工程)，將在全國范圍內(nèi)，在省、市、縣三級開展報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)試點(diǎn)工程，推動(dòng)了"平安城市"的建設(shè)步伐。2006年中治委確定社會(huì)治安綜合治理"八大要點(diǎn)"，更是將"廣泛深入地開展平安建設(shè)"列在了第一位。
隨著中國各級政府構(gòu)建"和諧社會(huì)"及"數(shù)字城市"戰(zhàn)略的實(shí)施，目前城市監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)正在全國范圍內(nèi)得到有效推動(dòng)。
城市報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)既是"數(shù)字城市"的核心系統(tǒng)，也是社會(huì)治安防控體系的重要組成部分。從最初第一批由北京、杭州、蘇州、濟(jì)南等四個(gè)城市開始做試點(diǎn)，到第二批包括中西部地區(qū)15城市在內(nèi)的數(shù)十個(gè)示范城市加入，據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2008年，示范城市總量已達(dá)到180多個(gè)。
"數(shù)字城市"的建設(shè)直接推動(dòng)了視頻監(jiān)控的迅速發(fā)展，隨著示范城市新增報(bào)警監(jiān)控設(shè)施規(guī)模不斷擴(kuò)大，其當(dāng)前需求增量已超過了前十多年的總和。數(shù)據(jù)顯示，近年來，國內(nèi)視頻監(jiān)控市場的需求總量年復(fù)合增長率均達(dá)20%以上。以北京為例，現(xiàn)已安裝攝像機(jī)26萬多個(gè);在中國信息技術(shù)的前沿--深圳市，將部署以30萬部攝像機(jī)構(gòu)成的安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，中國最大的城市廣州，監(jiān)控規(guī)模將為深圳的兩倍。而隨著示范工程的整體推進(jìn)、北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)的舉辦以及國民經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提升，安防監(jiān)控技術(shù)也將迎來一個(gè)個(gè)新的高峰成長期。
數(shù)字城市項(xiàng)目是一個(gè)綜合性的超大型管理系統(tǒng)，不僅需要滿足治安管理、城市管理、交通管理、應(yīng)急指揮等需求，而且還要兼顧災(zāi)難事故預(yù)警、安全生產(chǎn)監(jiān)控等多方面對圖像監(jiān)控的需求，同時(shí)還要考慮報(bào)警、門禁等配套系統(tǒng)的集成以及與廣播系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，而在監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)的覆蓋面主要包括:主要街道、主要辦公場所、展覽場所、網(wǎng)吧、酒店、娛樂場所、公園、火車站、汽車站乃至長途及所有公交車輛。城市監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)建成后，再將原有的銀行、海關(guān)、乃至各小區(qū)的自由監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)納進(jìn)來，此時(shí)，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)將成為由數(shù)十萬甚至百萬的攝像機(jī)組成的大型監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)。
但在城市治安管理中，由于城市地方擴(kuò)大、人口增加等原因，公安警力的增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求的速度，因而需要利用城市安防監(jiān)控系統(tǒng)，將科技手段轉(zhuǎn)化為直接戰(zhàn)斗力。由此，需將城市重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)控、交通干道監(jiān)控、卡口監(jiān)控、娛樂場所監(jiān)控、監(jiān)獄監(jiān)控、審問室與法院遠(yuǎn)程監(jiān)控等系統(tǒng)與城市中各派出所及上級公安分局到市局進(jìn)行多級聯(lián)網(wǎng)。從而至少保證事件發(fā)生時(shí)，公安機(jī)關(guān)相應(yīng)部門能第一時(shí)間把握現(xiàn)場畫面情況，并協(xié)助上級指揮現(xiàn)場，以提高管理者的管理效率。
在一些大型的安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)幾乎淪為一種提供事后取證錄像的工具。如城市監(jiān)控，一般有上千甚至上萬個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，僅依靠工作人員，根本無力管理和監(jiān)視。顯然，這樣的安防監(jiān)控系統(tǒng)，也喪失了原來擁有的預(yù)防能力。
現(xiàn)在，各地正在醞釀的城市治安監(jiān)控系統(tǒng)，多是以視頻監(jiān)控與報(bào)警聯(lián)動(dòng)為代表的城市治安防控體系。在這種安防監(jiān)控系統(tǒng)中，一般采用傳統(tǒng)的系統(tǒng)配置模式:即集中式地建設(shè)監(jiān)控中心，將視頻數(shù)據(jù)上傳至集中式設(shè)置的視頻服務(wù)器，并在該集中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲;在視頻采集點(diǎn)上，一般采用視頻采集器，控制多路視頻攝像頭。該視頻采集器采用寬帶線路，或是采用無線網(wǎng)卡，在帶寬不足的情況下，可能會(huì)采用多路無線線路捆綁的方式連接公眾互聯(lián)網(wǎng)，與同樣連接在互聯(lián)網(wǎng)上的視頻監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
折疊編輯本段技術(shù)原理
折疊人臉識別內(nèi)容
人臉識別技術(shù)包含三個(gè)部分:
(1)人臉檢測
面貌檢測是指在動(dòng)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。一般有下列幾種方法:
①參考模板法
首先設(shè)計(jì)一個(gè)或數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)人臉的模板，然后計(jì)算測試采集的樣品與標(biāo)準(zhǔn)模板之間的匹配程度，并通過閾值來判斷是否存在人臉;
②人臉規(guī)則法
由于人臉具有一定的結(jié)構(gòu)分布特征，所謂人臉規(guī)則的方法即提取這些特征生成相應(yīng)的規(guī)則以判斷測試樣品是否包含人臉;
③樣品學(xué)習(xí)法
這種方法即采用模式識別中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，即通過對面像樣品集和非面像樣品集的學(xué)習(xí)產(chǎn)生分類器;
④膚色模型法
這種方法是依據(jù)面貌膚色在色彩空間中分布相對集中的規(guī)律來進(jìn)行檢測。
⑤特征子臉法
這種方法是將所有面像集合視為一個(gè)面像子空間，并基于檢測樣品與其在子孔間的投影之間的距離判斷是否存在面像。
值得提出的是，上述5種方法在實(shí)際檢測系統(tǒng)中也可綜合采用。
(2)人臉跟蹤
面貌跟蹤是指對被檢測到的面貌進(jìn)行動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤。具體采用基于模型的方法或基于運(yùn)動(dòng)與模型相結(jié)合的方法。此外，利用膚色模型跟蹤也不失為一種簡單而有效的手段。
(3)人臉比對
面貌比對是對被檢測到的面貌像進(jìn)行身份確認(rèn)或在面像庫中進(jìn)行目標(biāo)搜索。這實(shí)際上就是說，將采樣到的面像與庫存的面像依次進(jìn)行比對，并找出最佳的匹配對象。所以，面像的描述決定了面像識別的具體方法與性能。目前主要采用特征向量與面紋模板兩種描述方法:
①特征向量法
該方法是先確定眼虹膜、鼻翼、嘴角等面像五官輪廓的大小、位置、距離等屬性，然后再計(jì)算出它們的幾何特征量，而這些特征量形成一描述該面像的特征向量。
②面紋模板法
該方法是在庫中存貯若干標(biāo)準(zhǔn)面像模板或面像器官模板，在進(jìn)行比對時(shí)，將采樣面像所有象素與庫中所有模板采用歸一化相關(guān)量度量進(jìn)行匹配。此外，還有采用模式識別的自相關(guān)網(wǎng)絡(luò)或特征與模板相結(jié)合的方法。
人臉識別技術(shù)的核心實(shí)際為"局部人體特征分析"和"圖形/神經(jīng)識別算法。"這種算法是利用人體面部各器官及特征部位的方法。如對應(yīng)幾何關(guān)系多數(shù)據(jù)形成識別參數(shù)與數(shù)據(jù)庫中所有的原始參數(shù)進(jìn)行比較、判斷與確認(rèn)。一般要求判斷時(shí)間低于1秒。
折疊人臉的識別過程
一般分三步:
(1)首先建立人臉的面像檔案。即用攝像機(jī)采集單位人員的人臉的面像文件或取他們的照片形成面像文件，并將這些面像文件生成面紋(Faceprint)編碼貯存起來。
(2)獲取當(dāng)前的人體面像。即用攝像機(jī)捕捉的當(dāng)前出入人員的面像，或取照片輸入，并將當(dāng)前的面像文件生成面紋編碼。
(3)用當(dāng)前的面紋編碼與檔案庫存的比對。即將當(dāng)前的面像的面紋編碼與檔案庫存中的面紋編碼進(jìn)行檢索比對。上述的"面紋編碼"方式是根據(jù)人臉臉部的本質(zhì)特征和開頭來工作的。這種面紋編碼可以抵抗光線、皮膚色調(diào)、面部毛發(fā)、發(fā)型、眼鏡、表情和姿態(tài)的變化，具有強(qiáng)大的可靠性，從而使它可以從百萬人中精確地辯認(rèn)出某個(gè)人。人臉的識別過程，利用普通的圖像處理設(shè)備就能自動(dòng)、連續(xù)、實(shí)時(shí)地完成。