人脸识别系统应用中存在的优势与不足

梁逸兰

【摘 要】随着现代科技的快速发展，社会中各种有关身份识别的安全问题越来越多，引起了人们对身份鉴别问题方面更多的重视。近几年，传统的身份鉴别技术已经不足以满足人们的需求，在这种情况下，人脸识别技术脱颖而出，无论在科研方面还是在实践应用方面，人脸识别系统都取得了重大的突破，并且在各行各业也扮演着越来越重要的角色。然而，相较于其他人类身份鉴别技术，人脸识别系统在实际应用过程中既具有一定的优势，同时也存在一些局限性。

【关键词】人脸识别;应用;优点;缺点

【中图分类号】TP391 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）07-0103-03

1 人脸识别系统概述

1.1 何为“人脸识别”

人脸识别系统是以人脸识别技术为核心，通过摄像镜头将不同的人脸图像采集下来进行对比，并对人脸身份进行快速比对，它是多种生物特征识别技术中的一种，俗称“刷脸”。生物识别技术是一种通过人类的生物特征进行身份认证的技术，目前手形识别、指纹识别、人脸识别、发音识别、虹膜识别等生物识别技术的发展已经相对成熟。

人脸识别在近几年已成为一种热门的身份认证技术，它主要利用人的脸部多个特征信息对人体的身份进行辨别。随着计算机技术的发展，人脸识别技术得到广泛研究与开发，成为近30年里模式识别和凸图像处理热门的研究之一。人脸识别技术包括以下6个阶段：一是信息采集，采集并输入各种人脸图像;二是人脸信息预处理，对人脸图像进行归一化处理;三是人脸判定，判定图像中是否含有人脸图像信息;四是对图像中的人脸信息进行定位与提取;五是对不同的人脸信息进行分类处理，并将信息传递给人脸识别系统;六是对比人脸特征信息相似度，并确认身份[1]。简而言之，人脸识别系统为“六个过程、四个部分”。人脸自动识别技术目前已经取得了巨大的成就，随着科技的发展，实际应用仍然面临困难。

1.2 人脸识别的原理

人脸识别主要分为确认和辨认两部分，确认就是将人脸图像和数据库中已经存有的人脸图像进行比对，之后确认“你是不是你”，而辨认是将人脸图像与数据库中已存有的所有人脸图像进行匹配对比，从而辨认出“你是谁”。人脸识别首先是找出镜头中的所有有人脸特征的面孔，比如人们会经常使用手机进行拍照，拍照模式中都会有人像模式，它能够很容易地检测出人脸的位置，这也就是相机能够快速进行对焦的原因。在找出所有的人脸后，就需要鉴别面朝不同方向的人脸，对于电脑而言朝向不同方向的人脸是不一样的，为此，我们必须适当地调整图片中的人脸，使得脸部的特征点能更好的和被检测者重叠。接下来，就是电脑主动去区分不同的人脸，人类能够通过眼睛大小、鼻子高低、肤色等外部形态轻松地分辨不同的两张人脸，利用电脑分辨人脸，就需要对图像进行量化，得到脸部的128个特征测量值，进一步计算出欧式距离值，最终即可确定“你是不是你”。

1.3 人臉识别系统的应用

自2019年我国很多公司都相继推出“刷脸”功能，手机解锁、刷脸支付也运用到人脸识别技术，而且目前我国国内几大银行已开始开始使用人脸识别，这些足以说明我们曾经只会在好莱坞大片中看到的人脸识别系统已经开始运用到实际生活中，并且这种技术已经成为一种趋势。人脸识别系统在公共安全、民事、经济、娱乐等领域已实现了全方位应用。目前，人脸识别技术应用比较成熟的是考勤机，用户在考勤时会主动配合机器进行识别，根据识别机器的需要来调整自己的表情和角度，但是在公共场所安装的大量的视频监控，人们并不会主动去配合监控，由于外部光线、人脸角度等原因，得到的人脸图像很难比对成功，这也是未来人脸识别快速发展必须解决的难题之一。

1.3.1 视频监控方面

现在的人脸识别技术主要应用于视频监控方面。若想在一个较为复杂的场所远距离地识别某人的身份、将人脸识别系统除外，就目前的识别技术而言，是不能达到这个目的的，所以将人脸识别技术应用到视频监控中，这在当下已经普遍存在。视频监控尤其在公安侦查破案方面应用广泛，例如犯罪嫌疑人在银行取款被监控记录下来，侦查人员可利用内部的比对库系统对其进行人脸比对，以确定犯罪嫌疑人的身份。

1.3.2 金融方面

人脸识别系统在银行等金融行业也同样“大展身手”。近些年，人脸识别技术在金融方面的应用呈大数据增长，支付、取款、门禁等应用已经让人们进入了“刷脸时代”。国内几大银行也将人脸识别技术应用在自助客户端、移动营销和柜面系统三大方向。阿里巴巴也研发了一种微笑支付的支付方式，通过刷脸来完成支付，对于一些仅需要小额金融的支付而言，这样简单的识别方式使人们感到更加方便。

1.3.3 考勤、门禁方面

人脸识别考勤，通过对人脸一些独一无二的特征识别认证进行考勤，这彻底改变了曾经记录指纹打卡考勤的情况，这种考勤方式已成为当下考勤的主要方式。在市民为忘带房卡或者丢失房卡的时候可以直接采用“刷脸”验证个人身份，这在一定程度上增大了市民个人的安全指数。我国在2008年的北京奥运会上便将人脸识别技术首次应用到门禁系统中，对入场观众等人员进行了双重验证。

1.3.4 安检方面

安检门前上方或者后上方安装高清摄像机，对通过安检通道的人员进行逐一人脸记录和比对，对经常出现在车站的票贩、窃贼、骗子等重点对象进行黑名单管理，并可以连接公安网上追逃系统，进行疑犯识别和报警提示，协助警方抓捕罪犯[2]。

人脸识别系统的应用分为身份识别及身份认证两种，除了上述几种常见的人脸识别系统的应用外，还涉及车站、娱乐、社保、教育等行业，在一些重点场所也结合了人脸识别技术，所以人脸识别系统的应用之广泛性还有待深入总结。

2 人脸识别系统的优势

人脸识别系统的广泛应用已经证明人脸识别技术相较于其他的生物识别技术具有很大的优势。

2.1 安全性较高，不易仿冒

人脸的生物特征是与生俱来的，具有一定的特定性，一般不可复制，在身份认证方面具有较强的安全性。比如利用自动提款机取钱，如果该用户的银行卡和密码被他人非法盗用，他人很容易通过自助取款机取走现金，当然，如果在银行取款机中应用人脸识别技术，就会大大地减少这种情况的发生。虽然人脸识别系统的信息存储也是以数字代码为前提，但用户若可结合其他加密技术对信息进行加密，其信息将会有更大的保障性。

2.2 操作方便，易被客户接受

在人脸识别过程中，人自身是不需要与仪器设备直接进行接触的，且由于大多采用人脸识别系统的仪器设备集图像采集与图像处理于一身，不需要再添置过多的专用设备，使得其操作使用起来更加方便。人脸识别具有非接触性、无侵犯性的特点，所以客户更容易接受这种识别技术。

2.3 识别性能好

众所周知，人脸识别系统与其他生物识别技术相比，具有高识别速度、高识别精确度及高对比准确度的特点。人脸识别技术可以满足在实际应用场景下同时进行多个人脸分拣、判断及识别的要求，这大大提高了识别速度（1 s以内），不管你是什么人，来自哪里，只要你经过人脸识别系统的存储，以后不管你在哪里出现，它都能快速地将你识别出来。随着该技术的发展，研究者在保证高识别速度的前提下，也使人脸识别的精确度达到了99%左右。

2.4 隐蔽性强

人脸识别系统在应用时的优点之一便是具有极好的隐蔽性，即不易被识别之人察觉。不同于指纹识别或者虹膜识别，需要利用电子压力传感器或者红外线来采集指纹和虹膜图像，人脸识别能够利用光线来获取人脸图像信息，这种采集方式不容易被人发现，容易获得比较正常状态下的人脸图像[3]。公安部门利用视频监控将人脸识别技术结合于一些侦查中，可对犯罪嫌疑人进行全天候动态布控并识别确定犯罪嫌疑人，而这种侦查方法又很少引起犯罪嫌疑人的注意，在一定程度上提高了公安部门的侦查效率。

3 人脸识别系统应用中的不足

尽管人脸识别系统有着很大的优势，但仍然存在着一些不足之处。

3.1 多种因素使识别存在一定误差

目前已有的人脸识别技术易受多种因素影响，除了该技术自身的局限外，还与人类个体之间的相似性和外形的易变性有关。

据报道，很多人在与自己不同的国家找到了自己的“双胞胎姐妹”或“双胞胎兄弟”;近几年整容流行，很多人都整形为尖下巴、高鼻梁和双眼皮;美图秀秀软件的使用早已席卷全球，但正因为美图秀秀与俗称的“45度仰角拍摄”的出现，几乎经过手机拍摄后的每个人看起来似乎有着同一张脸。对于这类脸部极其相似的人群而言，单使用人脸识别系统进行加密的信息便会存在极大的风险。

除此之外，人脸的外形极不稳定，如表情的变化、人脸角度姿态的变化、年龄的增长、人脸外形（胡子、发型、化妆、伤疤、遮盖物）的变化及光照条件（灯光的有无、室外的不同時间段）等都会影响人脸识别系统的识别认证过程，使其识别准确率大大降低，特别是传统的人脸识别系统受光照条件的影响后识别效果更会急剧下降。

3.2 非配合情况下，识别率较低

用户与系统非接触就可进行识别认证是人脸识别系统的特点之一，但这并不意味着只要人脸经过人脸识别系统时，系统就会准确快速地将该人脸识别出来。相反，若被识别之人不配合该系统的操作，如人自身的挣扎、表情的假装及故意毁坏原有的脸等，在这些情况下，人脸识别的识别率就会很低，更不用说能够完全达到成功识别。

3.3 实用性较差

首先，人脸识别的应用没有法律依据，在2012年1月1日施行的《中华人民共和国居民身份证法》已说明新办二代身份证要强制加载指纹而非人脸识别。其次，从技术层面上讲，人脸识别不是精确的信息比对，而是相似度的比对，存在一定的误差。最后，从实践中看，人们使用人脸识别技术的情况极少，特别是一些偏远地区的人更是未听过人脸识别系统。尽管人脸识别技术已经发展成熟，但公众目前似乎更容易接受指纹识别，所以人脸识别系统的实用性还远远达不到研究该技术的初衷。

4 结语

随着社会的不断进步及社会各界对于快速有效进行自动身份验证技术的迫切需求，人脸识别系统在这种背景下得到了更加广泛的研究和应用。尽管当前的人脸识别技术存在一些不足之处，但是任何一项技术都会有自己的优势与缺陷，相信在不久之后人脸识别技术的研究难题都会被一一攻破，而人脸识别系统也必将引领世界走向真正的“刷脸”时代。

参 考 文 献

[1]杨玉龙.人脸识别门禁系统的设计与实现[D].重庆：重庆大学，2014.

[2]李峰.人脸识别技术在视频监控中的应用[J].中国公共安全（综合版），2012（18）：107-109.

[3]徐晓燕.人脸识别技术在应用中的局限[J].中国防伪报道，2012（2）：58-59.