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自拍侧脸显小?太天真。在AI的眼里正面侧面都一样好么!

2016-04-08 果壳空间 果壳网

影响人脸识别率高低的其中一个因素,就是表情和姿态。比如夸张地大笑,这样的表情就会造成识别率的下降。要解决这种问题,就要想办法,在不损失其他鉴别信息的情况下,把夸张的表情调整出正面的信息。虽然这样做,图片里的人看上去比较怪异,但校正后的图片对人脸识别率有显著的提升。


——雷震






 ●  人脸识别的处理过程 


现如今,人脸识别的运用愈发广泛。一般来说,识别一张人脸需要五个步骤:第一是人脸检测,就是从图像中找出人的位置。第二就是关键点定位。第三,在定位的基础上进行特征的提取。第四,特征匹配。最后就是人脸身份判决。





 ●  尚未攻克的难点 


人脸识别自从上世纪60年代开始,研发到现在已经半个世纪了,很多技术已经得到了应用,但是还没有在科幻片中想像得那么完美。以下是人脸识别技术尚未完全攻克的问题。

 

第一个是姿态。只有在人脸比较正面的情况下,可以得到很高的识别率。其次是光照,尤其在室外的条件下。室内环境相对而言是可控的,就能得到很高的识别率,而室外识别率就明显下降。另外一个因素是遮挡,比如戴个墨镜,机器识别肯定会遇到阻碍。再者是模糊,当人脸分辨率过低的时候,识别率就会有大幅度的下降。




这些都是现实生活中存在的人脸识别技术尚未攻克的难点,也是后面需要努力的方向。


 ●  人脸检测 


十来年前,大家主要关注室内的和正面的人脸检测,现在这样的技术用在一般的生活场景,都不会出现太大的问题,例如下方图片中的场景。




人多基本上对机器而言也不是事儿。比如这样:



(孵化菌:还好电脑不会有密集恐惧症的不适...)


 ●  关键点定位 


关键点定位方面,在检测到人脸的基础上,我们需要进一步对眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴、轮廓的定位,作用就是为了接下来人脸识别特征的提取。




现在姿态比较大的面孔,也能得到一些比较好的结果,比如说侧面、90度的,在三维模型的辅助下也会得到一个比较好的矫正结果。




另一个就是人脸识别的表情和姿态,比如夸张地大笑,这样的表情就会造成识别率的下降。如果要解决这种问题,就要想办法把夸张的表情,在不损失其他鉴别信息的情况下,调整出正面的信息,虽然这样做,图片里的人看上去比较怪异,但校正后的图片对人脸识别率有显著的提升。因为正面是人脸识别最有效的部分。




还有更多的例子,比如图片里的这个人,上方是他真实的正面和侧面,下方是我们校正之后的正面,是同时对姿态和表情进行校正后的结果。




 ●  活体检测 


在人脸识别应用当中,人们通常只关注准确率,也就是说他是不是同一个人,或者有没有把他认错。


这是发生在北美的真实案例,照片里的这位年轻人,戴着一个老人的面具,成功骗过了机场的安检系统。




以前的安卓手机也有人脸识别系统,可以用人脸来进行解锁。如果拿着手机拥有者的照片放在手机前,也能骗过手机解锁,或者做一个非常逼真的三维面具,也能成功骗过系统。这是很大的挑战,也恰恰是很多应用场合,尤其远程的人脸识别的场合需要解决的问题。




招行总行曾经做过这样的防伪测试,用了60多种方式,来看能不能骗过人脸识别系统。经过检测,奥森的防伪算法成功抵御了所有的攻击测试。


 ●  识别应用 


一些典型的人脸识别应用在生活中的例子。参加过奥运会的朋友就知道,08年的时候,北京奥运会开闭幕式实行的是实名制验票,每个人购买门票的时候上传一个照片,进场时人脸要和照片进行比对。上海世博会的时候也是如此,后来某大型广场也是用人脸识别系统来抓捕可疑人员,另外就是深圳的边检通关系统。




随着互联网的发展,涌现出了很多新兴的人脸识别技术的应用。比如社保,老年人每年都要验证一次,以证明他是否还生存在这个世界上。现在通过人脸识别,把现场照片和身份照片,以及后来的照片进行比对认证,确保他的身份是本人,来领取退休金。




另一块就是去年开发的远程开户。用户拿着手机端,通过身份证还有人脸进行认证,最后进行对比,看是不是本人,然后就可以在手机上进行开户。还有银行的征信系统,将业务办理者的人脸和身份证的照片进行对比,通过后就可以在机器上自助查询信用报告。




另外,公安系统里的身份认证查询也有使用人脸识别。以前公安系统中,一个人可能有十几个身份证,包括同一个人办理的,不同性别的身份证,现在公安机关查重也可以通过人脸识别技术来处理了。


 ●  人脸识别的展望 


最后说一说人脸识别技术的展望,希望对大家今后用人脸识别来开发应用的时候,提供一些帮助。


请记住,人脸识别技术还远远没有大家想像得那么完美。虽然在一定控制条件下,人脸识别已经比较成熟,比如认证比对、人脸考勤;但是,无论你采用任何人脸识别技术的时候,请一定要考虑光照、遮挡、图像清晰度和年龄跨度,这四个因素的影响。在非配合的情况下,人脸识别技术还远没有达到市场对我们的需求,我们还需要付出更多的努力来攻克难关。





提问:人瘦了、胖了,怎么面对证件的人脸识别?

雷震:主要就是看你设定的度,算法可以对你的胖瘦进行一定的鲁棒性,比如去韩国微整容是完全可以的,但是完全换个型,有可能识别不出来的。主要就是看你变化的度有多少。


提问:有没有将人脸识别运用到动物身上的?

雷震:现在有些人是在研究这个,包括狗的类型的识别,猫类别的识别,如果你有足够多的数据,技术上是可以相通的。




提问:现在的技术,能估计人的年龄吗?

雷震:它现在更多是一种娱乐性的,能大概估算一个人的年龄段,比如能估计出30岁到40岁,但要精确地识别人脸的年龄,人类也不能完美估计,而且姿态等等都会对估计产生影响。


本文整理自「万有青年烩at果壳空间-人工智能专场」,「万有青年烩at」是果壳网授权万有青年烩爱好者自行组织的类万有青年烩模式的分享活动,从策划、内容来源到执行全部由申请团队自主完成。




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