人臉識(shí)別技術(shù)是一種應(yīng)用較為廣泛的生物識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)以人的面部外觀特征為分析目標(biāo)，包括眼、眉毛、鼻、耳廓、嘴唇、下巴等面部器官的外觀、大小、位置以及它們相互間對(duì)應(yīng)的平面或立體空間關(guān)系等。人臉作為身份識(shí)別特征，直觀性較好，具有較高的唯一性。

根據(jù)億歐智庫(kù)《2019計(jì)算機(jī)視覺(jué)人臉識(shí)別市場(chǎng)研究報(bào)告》，2018年中國(guó)計(jì)算機(jī)視覺(jué)人臉識(shí)別市場(chǎng)規(guī)模為151.7億元，預(yù)計(jì)2021年將達(dá)530億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率53%，市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)迅速。

近年來(lái)，隨著智能門(mén)鎖行業(yè)的快速發(fā)展，生物識(shí)別技術(shù)在其中也大放異彩。在主流的指紋識(shí)別技術(shù)之外，人臉識(shí)別技術(shù)異軍突起，近幾年涌現(xiàn)出大批人臉識(shí)別智能門(mén)鎖，也成為區(qū)別于一般指紋鎖的產(chǎn)品亮點(diǎn)。

人臉識(shí)別技術(shù)廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景

人臉識(shí)別最初的應(yīng)用源于公安部門(mén)關(guān)于罪犯照片的存檔管理和刑偵破案，現(xiàn)在該技術(shù)在安全系統(tǒng)、商業(yè)領(lǐng)域和日常生活中都有很多成熟的應(yīng)用，主要有以下幾個(gè)：

01. 刑偵破案。當(dāng)公安部門(mén)獲得罪犯的照片之后，可以利用人臉識(shí)別技術(shù)，在存儲(chǔ)罪犯的數(shù)據(jù)庫(kù)中找出最相像的人作為嫌疑犯，極大的節(jié)省了破案的時(shí)間和人辦物力。

02.證件驗(yàn)證。身份證、駕駛執(zhí)照以及其他很多證件上都有照片，使用人臉識(shí)別技術(shù)，交由計(jì)算機(jī)完成，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化及智能管理。

03.入口控制。需要入口控制的范圍比較廣，可以是重要人物居住的住所、保存重要信息的單位，只要人類覺(jué)得安全性比較重要的地點(diǎn)都可以進(jìn)行入口控制，比較常用的檢查手段是核查證件。

04.視頻監(jiān)控。在銀行、公司、公共場(chǎng)所都設(shè)有24小時(shí)的視頻監(jiān)控，如何對(duì)視頻圖像進(jìn)行篩選分析，就需要用到人臉檢測(cè)、跟蹤和識(shí)別技術(shù)。

05.視頻會(huì)議。人臉識(shí)別技術(shù)還可以用于視頻會(huì)議、機(jī)器人的智能化研究等領(lǐng)域，人類可以輕松根據(jù)人臉辨別一個(gè)人。

人臉識(shí)別技術(shù)淺析

目前智能門(mén)鎖市場(chǎng)中所使用的人臉識(shí)別技術(shù)，主要有兩種。

首先是基于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)視頻圖像的識(shí)別，通過(guò)攝像頭拍攝人臉圖形并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再利用計(jì)算器對(duì)圖形進(jìn)行人臉圖片抽取、分析以及匹配。

視頻圖像面部識(shí)別是一種常見(jiàn)的身份識(shí)別方式，現(xiàn)已被廣泛用于公共安全領(lǐng)域，但其容易受光照影響，同時(shí)人體面部與攝像機(jī)的成像角度也會(huì)顯著影響識(shí)別效果。該技術(shù)也被稱為2D人臉識(shí)別技術(shù)。

在人臉識(shí)別智能門(mén)鎖投入市場(chǎng)的初級(jí)階段，產(chǎn)品所采用的大多為2D人臉識(shí)別技術(shù)。2019年1月，央視《每周質(zhì)量報(bào)告》曝光了人臉識(shí)別鎖試驗(yàn)結(jié)果：有人臉識(shí)別開(kāi)鎖功能的智能門(mén)鎖存在較高風(fēng)險(xiǎn)，4批次高端產(chǎn)品，不合率100%。這4批次產(chǎn)品存在的共同問(wèn)題是無(wú)法準(zhǔn)確分辨真實(shí)的人臉和面部照片的區(qū)別。

人臉識(shí)別智能門(mén)鎖被央視曝光出來(lái)的安全性問(wèn)題，也促進(jìn)了鎖廠開(kāi)始對(duì)其產(chǎn)品所采用的人臉識(shí)別鎖識(shí)別技術(shù)進(jìn)行更新?lián)Q代。

于是，推出人臉識(shí)別鎖的智能門(mén)鎖企業(yè)逐漸開(kāi)始選用另一種人臉識(shí)別技術(shù)，即熱成像技術(shù)，也就是我們現(xiàn)在常說(shuō)的3D活體人臉識(shí)別技術(shù)。

該技術(shù)主要通過(guò)分析面部血液產(chǎn)生的熱輻射來(lái)產(chǎn)生面部圖像并進(jìn)行分析。其依據(jù)是人體面部各個(gè)部位的骨骼與肌肉組織的溫度不同，向外界散發(fā)出來(lái)的紅外光譜也不同，并且具備個(gè)人唯一性，不受外界光照度的影響，在黑暗環(huán)境下也能正常使用，并且不易通過(guò)化妝來(lái)遮蓋及偽造。

3D人臉識(shí)別技術(shù)原理

目前3D人臉識(shí)別在市場(chǎng)上根據(jù)使用攝像頭成像原理主要分為：3D結(jié)構(gòu)光、TOF、雙目立體視覺(jué)。

3D結(jié)構(gòu)光通過(guò)紅外光投射器，將具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線投射到被拍攝物體上，再由專門(mén)的紅外攝像頭進(jìn)行采集。主要利用三角形相似的原理進(jìn)行計(jì)算，從而得出圖像上每個(gè)點(diǎn)的深度信息，最終得到三維數(shù)據(jù)。

基于3D結(jié)構(gòu)光的人臉識(shí)別已在一些智能手機(jī)上實(shí)際應(yīng)用，如國(guó)外iPhone X，國(guó)內(nèi)OPPO、Vivo手機(jī)品牌的新款手機(jī)。以iPhone X為例，下圖中從左至右依次是：紅外鏡頭、泛光感應(yīng)元件、距離感應(yīng)器、環(huán)境光傳感器、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、700萬(wàn)像素?cái)z像頭、點(diǎn)陣投影器。在傳感器配合下，點(diǎn)陣投影器向人臉投射3萬(wàn)多個(gè)點(diǎn)位，描繪出一張完整的人臉3D建模。經(jīng)過(guò)蘋(píng)果搭載著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算邏輯的A11芯片，F(xiàn)aceID便可在一瞬間識(shí)別用戶并解鎖手機(jī)。

2019年10月，大華樂(lè)橙發(fā)布3D刷臉門(mén)鎖新品V8i，也是基于3D結(jié)構(gòu)光AI人臉識(shí)別技術(shù)，其內(nèi)置的3D傳感攝像頭采用的是國(guó)內(nèi)頂級(jí)3D傳感供應(yīng)商奧比中光門(mén)鎖定制模組U1，符合金融級(jí)別的安全標(biāo)準(zhǔn)，憑借著體積小、功耗低等先進(jìn)特性完美適配。

TOF簡(jiǎn)單的說(shuō)就是激光測(cè)距，照射光源一般采用方波脈沖調(diào)制，根據(jù)脈沖發(fā)射和接收的時(shí)間差來(lái)測(cè)算距離。HUAWEI Mate30采用的便是TOF 3D人臉識(shí)別技術(shù)。

雙目是基于視差原理并由多幅圖像獲取物體三維幾何信息的方法。由雙攝像機(jī)從不同角度同時(shí)獲得被測(cè)物的兩幅數(shù)字圖像，并基于視差原理恢復(fù)出物體的三維幾何信息，從而得出圖像上每個(gè)點(diǎn)的深度信息、最終得到三維數(shù)據(jù)。

由于雙目立體視覺(jué)成像原理對(duì)硬件要求比較高，特別是相機(jī)的焦距、兩個(gè)攝像頭的平面位置，所以應(yīng)用范圍相對(duì)3D結(jié)構(gòu)光TOF少。

人臉識(shí)別鎖的安全性爭(zhēng)議

如前文所述，人臉信息作為人體重要的生物信息，在技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，已經(jīng)應(yīng)用到支付、娛樂(lè)、安防、教育等各個(gè)生活領(lǐng)域，如今也應(yīng)用到我們的智能門(mén)鎖產(chǎn)品當(dāng)中。但技術(shù)是一把雙刃劍，人臉識(shí)別作為一項(xiàng)高新技術(shù)，人們?cè)隗w驗(yàn)其為生活帶來(lái)便利的同時(shí)，在公共場(chǎng)景下也不能忽視其帶來(lái)的信息安全、隱私泄露等問(wèn)題，而在家庭安防場(chǎng)景下，其安全性能也絕對(duì)不可忽視。

自從2019年初市場(chǎng)監(jiān)管總局發(fā)出公示，建議關(guān)閉智能門(mén)鎖上的人臉識(shí)別功能之后，輿論環(huán)境日漸顯現(xiàn)出對(duì)人臉識(shí)別安全性的擔(dān)憂。

但一般生物識(shí)別技術(shù)具有三種特征：穩(wěn)定性、復(fù)雜性、可分類性，具備這種特征的技術(shù)，都可以在民用產(chǎn)品上將其利益化。而且現(xiàn)在主流人臉識(shí)別方案的模塊可以達(dá)到拒真率≤0.01%，認(rèn)假率≤0.0001%，達(dá)到了家庭安防等級(jí)。

正如前文提及的，主流品牌推出的人臉識(shí)別智能門(mén)鎖產(chǎn)品基本已采用了3D人臉識(shí)別技術(shù)，穩(wěn)定性、識(shí)別率都在以往2D人臉識(shí)別的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

人臉識(shí)別鎖的未來(lái)趨勢(shì)

無(wú)論如何，從體驗(yàn)性來(lái)說(shuō)，人臉識(shí)別對(duì)智能門(mén)鎖來(lái)說(shuō)還是有很多優(yōu)勢(shì)。比如，人臉識(shí)別方案可以做到真正的無(wú)感進(jìn)入;用戶在走向入戶門(mén)的過(guò)程中，智能門(mén)鎖做出判斷，可以提前開(kāi)門(mén)迎接。

金融行業(yè)最嚴(yán)苛的安保體系，都是基于人臉、虹膜或靜脈來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果智能門(mén)鎖的人臉識(shí)別安全性，在硬件和軟件上能達(dá)到支付級(jí)別，那么相比指紋要更加安全。

目前市面上推出人臉識(shí)別鎖的廠家大概可以分為三類：

第一類是專業(yè)的人臉識(shí)別鎖廠家，例如中控，其自主研發(fā)人臉識(shí)別模塊，從誕生之初就聚焦于人臉識(shí)別鎖領(lǐng)域;

第二類是指紋鎖廠家，例如凱迪仕、德施曼、大華樂(lè)橙，他們所采用的模塊均來(lái)自于國(guó)內(nèi)頂級(jí)3D人臉識(shí)別方案提供商，安全可達(dá)到金融支付級(jí)別;

第三類就是人臉識(shí)別方案商，他們?cè)鶎I(yè)技術(shù)，看好行業(yè)前景，意圖進(jìn)軍智能門(mén)鎖市場(chǎng)。

為了規(guī)范人臉識(shí)別技術(shù)的使用，2019年11月20日，全國(guó)信息安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)生物特征識(shí)別分技術(shù)委員會(huì)換屆大會(huì)在北京舉辦，包括騰訊科技、阿里巴巴、商湯科技、云從科技、小米科技、平安科技等27家在內(nèi)的企業(yè)共同組成人臉識(shí)別技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組，全面推動(dòng)人臉識(shí)別國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

總體看來(lái)，現(xiàn)在人臉識(shí)別方案的成本與指紋相比仍然較高，但如果支付級(jí)別的3D人臉識(shí)別模塊成本降下來(lái)，同時(shí)加上諸多智能門(mén)鎖廠家的規(guī)范應(yīng)用，勢(shì)必會(huì)推動(dòng)人臉識(shí)別鎖的迅速普及，人臉識(shí)別也將成為未來(lái)智能門(mén)鎖的主流識(shí)別方式之一。