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黑科技来袭!戴口罩,人脸识别技术也能“认出”你

所属分类:时事聚焦    发布时间: 2020-04-02    作者:西安兆河电子
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四川在线记者 邓翔沣

疫情期间,佩戴口罩,成为人们外出的必备“装备”,但是佩戴口罩也给日常生活带来了诸多不便。尤其在复工复产后,戴着口罩无法通过门禁闸机、手动登记出入信息效率低等问题更是让人烦恼。

近日,由四川一家公司参与共同研发的一套“黑科技”——“防疫精准管控”系统搭载“新三维人脸识别技术”,让戴着口罩也能“刷脸”成为现实。这项技术如何保证识别准确率?现有成果还有怎样的应用空间?

关键词 1

新三维人脸识别技术是在二维人脸识别和基于低精度三维测量识别技术基础上发展而来

当下,人脸识别已经不再是新鲜事。在高铁站,乘客可通过人脸识别确认身份后入站乘车。手动的上班签到也逐渐被“刷脸”打卡取代。

据了解,目前的人脸识别技术,分为二维人脸识别技术和三维人脸识别技术。“现在市面上大多使用的是二维人脸识别技术,精度相对较低。”四川川大智胜软件股份有限公司总经理张自力表示,二维人脸识别技术受外界环境的影响极大,防伪能力很弱,因此在对安全性要求较高的领域,二维人脸识别技术无法扛起安全责任的大旗。

“化妆、遮挡面部、戴头套,在高精度三维人脸识别技术面前都是小伎俩。”张自力表示,随着市场对人脸识别准确度的要求增高,三维人脸识别技术应运而生。

“与我们常见的二维人脸识别技术相比,三维人脸识别技术在测量深度精度方面有较大区别。”张自力告诉记者,二维人脸识别技术是基于人脸平面图像,“就好比一张脸部的照片。但实际上,我们的脸是凹凸不平的。”张自力举例说,例如,西方人的鼻梁普遍比东方人高,张某的眼睛凹陷程度比李某深一些。“三维人脸识别技术便是把这些脸部特征纳入了测量。”

三维人脸识别技术在测量深度精度上也有高低之分。据介绍,新三维人脸识别是在二维人脸识别和基于低精度三维测量识别技术基础上发展而来,是为了解决二者的瓶颈难题和重大缺陷而开发的。

关键词 2

点云数:提高测量深度精度,保证在未被口罩遮挡部分采集足够多的点云数

当戴上口罩后,人面部仅剩下鼻子的山根、眼睛和眉毛,光凭人眼难以辨认。那么,新三维人脸识别技术为何能识别戴着口罩的人脸呢?“首先,这和该技术的测量深度精度有关。”据介绍,一般的三维人脸识别技术的测量深度精度为1至3毫米,新技术可达到小于等于0.2毫米。

在新三维人脸识别技术“眼”中,人的面部比想象中更复杂。例如,在新三维人脸识别系统看来,人脸上的痣是有高低大小之分的。“如何在未被口罩遮盖部分采集到足够多的点云数,是实现戴着口罩进行人脸识别的难点。”张自力说。

点云数,又可以称为特征信息。“例如,眉毛形状、痣的大小,嘴唇厚薄程度等。”张自力说,新三维人脸识别技术的测量深度精度高,所以能捕捉的点云数也多。“点云数越多,捕捉到的面部特征信息就越多,就有更多的细节信息,精度也就越高,就更有利于识别人脸。”

“我们所熟知的iPhoneX在人的全脸捕捉的点云数为3万个,新三维人脸识别技术则是5万到8万个。”张自力说,以iPhoneX为例,当口罩遮挡住面部的下半部分时,便会损失一大部分信息特征,系统难以凭借剩下的面部细节信息拼凑出人脸。然而由于新三维人脸识别技术能在全脸捕捉的点云数基数大,哪怕口罩遮住大部分信息特征,该技术仍能凭借剩下的点云数成功识别人脸。

关键词 3

三维人脸建模:通过算法优化,建立.大逼近真实人脸的三维人脸模型

“温度正常,可以通行。”记者在该公司看到,工作人员站在门禁系统前,不用摘口罩,短短2秒,机器完成了人脸识别,并在后台完成出入登记。

“就初步检测结果来看,每千人戴口罩的识别准确率为98%。”张自力表示,能达到如此高的准确率与该技术精准的三维人脸建模分不开。

“人脸识别一般分为两个步骤,一是人脸检测,二是人脸配对。”张自力告诉记者,识别的流程是,人脸机先从视频图像中找出人脸,并对其中的“关键点”进行标定,获得人脸上五官的形状和位置信息,例如两个眼睛之间的距离或鼻尖嘴角连线在水平方向上的角度等,随后进行三维人脸建模,得到三维人脸重建模型,.后与人员数据库已有的数据进行比对后,识别出对应的人。

“只有三维人脸模型.大限度逼近真实人脸时,识别准确率才能更高。”张自力表示,这其中的关键点就是算法。原来,机器并不擅长于识别人像,例如,一位中年男子在机器的眼中只是一串0和1组成的数字,它并不能理解这个图像的含义。若想让机器学会认识图像,就需要程序员为它编写程序算法。

在算法层面,针对基于人脸全脸特征及局部特征相结合的办法,可优化现有人脸识别算法模型。“我们通过人脸的纹理信息以及深度信息,专门针对从鼻尖到额头部分的人脸进行了数据训练,从而实现算法优化。”张自力说。

哪怕是一个侧脸 也能“认”出来(小)

疫情暴发前,“防疫精准管控”系统搭载“新三维人脸识别技术”系统已在医院、工地有所使用。依靠该系统,四川大学华西第二医院的医生在无需摘下口罩或掏出工牌、门禁卡的情况下,便可进出手术室。“这样一来,既节约了时间也更加卫生。”张自力说。

随着国内疫情好转,各地正有序开展复工复学。而在机场、学校等人流量大的地方,手动登记出入信息、一对一检测体温非常耗时且容易出错。张自力表示,该系统可实现企业、单位、学校的智能化管理,完成快速登记出入信息、人员行动轨迹追溯、分时段就餐等工作。

在公共安全方面,该系统也可发挥大作用。如在安防领域,许多罪犯常常会通过戴帽子、遮挡面部等方式躲避“天眼”等监控系统,新三维人脸识别技术便可以帮助警方更好地破案。“哪怕是一个侧脸,新三维人脸识别技术也能让罪犯无处遁形。”

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