人臉識別技術(shù)原理分析 國內(nèi)主流人臉識別企業(yè)介紹

這兩年，隨著科技的迅速發(fā)展，人臉識別已經(jīng)逐漸成為了新時期生物識別技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，忘記密碼了?沒事兒，咱還可以“刷臉”!今天，小編將帶大家了解一下最新的人臉識別技術(shù)，看看這項技術(shù)發(fā)展到哪一步了~

傳統(tǒng)的人臉識別技術(shù)主要是基于可見光圖像的人臉識別，人們也比較熟悉這樣的識別方式。不過，這種方式的缺點其實非常明顯，光線的限制性非常大，并不能滿足實際的需要。解決光照問題的方案有三維圖像人臉識別，和熱成像人臉識別。但這兩種技術(shù)還遠不成熟，識別效果不盡人意。

迅速發(fā)展起來的一種解決方案是基于主動近紅外圖像的多光源人臉識別技術(shù)。它可以克服光線變化的影響，已經(jīng)取得了卓越的識別性能，在精度、穩(wěn)定性和速度方面的整體系統(tǒng)性能超過三維圖像人臉識別。這項技術(shù)在近兩三年發(fā)展迅速，使人臉識別技術(shù)逐漸走向?qū)嵱没?/p>

目前市場上有三種主流方案，它們分別是3D結(jié)構(gòu)光方案(Structured Light)、ToF 3D方案(Time Of Flight，時差測距技術(shù))和雙目立體成像方案(Stereo System)。

3D結(jié)構(gòu)光(Structured Light)

3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)的基本原理是，通過近紅外激光器，將具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線投射到被拍攝物體上，再由專門的紅外攝像頭進行采集。這種具備一定結(jié)構(gòu)的光線，會因被攝物體的不同深度區(qū)域，而采集不同的圖像相位信息，然后通過運算單元將這種結(jié)構(gòu)的變化換算成深度信息，以此來獲得三維結(jié)構(gòu)。簡單來說就是，通過光學手段獲取被拍攝物體的三維結(jié)構(gòu)，再將獲取到的信息進行更深入的應(yīng)用。

可以預見結(jié)構(gòu)光這種方案在未來的優(yōu)勢還是很有前景的，可拓展空間更加廣闊，比如5G通信、AR以及其他與3D建模等相關(guān)的領(lǐng)域都可以發(fā)揮它獨有的關(guān)鍵作用。不過 3D 結(jié)構(gòu)光也有它的局限，相比傳統(tǒng)的攝像頭，3D 結(jié)構(gòu)光可以工作的距離要短一些，最長距離一般在 1 米左右，OPPO給出的數(shù)據(jù)是60cm遠精度也能控制在±1mm范圍，當然這個距離對人臉解鎖是綽綽有余的。

采用3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)作為人臉識別的手機都有哪些?

iphone x/xr/xs/xsmax

去年iphoneX上市可謂是引起了全球所有人的注意，因為iphoneX代表著蘋果未來的手機的模樣，自然也是匯聚了蘋果最頂尖的技術(shù)。要說iphoneX身上最值得我們記住的黑科技，那當然是蘋果的faceId人臉識別功能啦，蘋果的faceId不僅能給屏幕解鎖，而且其安全程度已經(jīng)可以達到支付級別了，同時在今年發(fā)布的一些列新機中人臉識別已經(jīng)自然成了標配。蘋果的這項技術(shù)的發(fā)明走在了安卓陣營前面，也給安卓手機廠商指明了一個技術(shù)創(chuàng)新的方向。

oppo Find x

時隔一年，在安卓手機廠商的努力下，安卓手機也開始使用了類似蘋果face id一樣的技術(shù)，比如oppo find x的O-Face 3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，oppo官方稱解鎖速度過程只需要0.5s的時間，F(xiàn)ind X的3D相機可以發(fā)射出15000個光點，容錯率高達百萬分之一，已經(jīng)遠遠超過普通的2D面部了以及現(xiàn)有的指紋識別的，目前也已支持支付寶和微信支付了。

mate20pro

除了oppo Find X de O-Face 3D 外還有一家安卓手機廠商也研發(fā)出了3D結(jié)構(gòu)光的人臉識別技術(shù)并且已經(jīng)在自家旗艦產(chǎn)品中投入使用了，那就是華為及自家旗艦華為mate20pro。華為mate20攜帶了自家研究的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，高精度人臉識別技術(shù)和支付安全技術(shù),同時支持支付寶和微信支付，通過點陣投影，不僅使安全識別的安全性提高了，還支持最快0.6s的解鎖速度。同時3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)可以配合高清前置攝像頭實現(xiàn)3D建模，將現(xiàn)實中的物體變成你手機中的玩偶，可玩性極高。

ToF(Time Of Flight)

ToF是3D深度攝像頭的其中一種方案，是結(jié)構(gòu)光的同門師弟。ToF測距有單點和多點兩種，其中手機上一般會用多點測距。多點測距的原理和脈沖的單點測距類似，但是其收光器件為CCD，即帶電荷保持的光敏二極管陣列，對光響應(yīng)具有積分特性?；驹硎羌す庠窗l(fā)射一定視野角激光，其中激光時長為dt(從t1到t2)，CCD每個像素利用兩個同步觸發(fā)開關(guān)S1(t1到t2)、S2(t2到t2+dt)來控制每個像素的電荷保持元件采集反射光強的時段，得到響應(yīng)C1、C2。物體距離每個像素的距離L=0.5*c*dt*c2/(c1+c2)，其中c是光速(該公式可以去除反射物反光特性差異對測距的影響)。簡單來說就是，發(fā)出一道經(jīng)過處理的光，碰到物體以后會反射回來，捕捉來回的時間，因為已知光速和調(diào)制光的波長，所以能快速準確計算出到物體的距離。

TOF技術(shù)的優(yōu)勢在于整體組件更小，不用留大劉海，識別距離更遠，可以拓展更多的應(yīng)用;在畫面拍攝后計算景深時不需要進行后處理，通俗的講可以避免時間延遲又可節(jié)省采用強大后處理系統(tǒng)帶來的相關(guān)成本;具有不易受外界光干擾、體積小巧、響應(yīng)速度快以及識別精度高等多重優(yōu)勢。劣勢在于硬件成本居高不下，主要體現(xiàn)在組件的價格上，光子探測陣列、激光器和檢測的傳感器，都需要非常高端的器件。硬件技術(shù)上成本很高，再加上軟件算法的成本就更高了，且目前能夠提供可靠硬件產(chǎn)能的廠商鳳毛麟角，而這一切都將推高成本。不過隨著ToF技術(shù)需求的日趨爆發(fā)，ToF技術(shù)的普及與發(fā)展指日可待，所以vivo果斷切入TOF技術(shù)占據(jù)先機實在勇氣可嘉，連最強的蘋果分析師郭明錤也曾預測2019年iPhone也許會有重大創(chuàng)新就包括采用ToF技術(shù)，由此可見TOF技術(shù)的先進性。

雙目立體成像方案(Stereo System)

雙目立體成像(Stereo System)是利用雙攝像頭拍攝物體，再通過三角形原理計算物體距離。已經(jīng)上市的華為nova3采用的就是雙目3D人臉識別方案，而且是IFAA(互聯(lián)網(wǎng)金融身份認證聯(lián)盟)提供的標準，這也是其達到支付級的主要原因。nova3搭載的兩個RGB(彩色相機)攝像頭通過模擬雙眼視覺系統(tǒng)來識別設(shè)備使用者。

雙目方案的原理最簡單應(yīng)該是比較早的一種人臉識別方案，方案成本最低。所有采集的深度信息都依靠攝像頭所采集的圖像來通過軟件算法得出，精度要求取決于捕捉分辨率。同時由于這種方案需要依靠算法分析圖像得到深度信息，計算負荷最大、算法復雜性最高、實現(xiàn)難度大，識別的速度較慢。另外它也會受到光線的影響，尤其是昏暗環(huán)境下。

總結(jié)

從iPhone X、小米8透明探索版和OPPO Find X3D的市場反響來看結(jié)構(gòu)光這種方案是目前效果最好的，因為消費者的體驗有目共睹，雙目測距方案注定只能淪為中端機型的權(quán)宜之計，而有一拼的TOF技術(shù)很值得期待，但因為還只是水中花 、鏡中月，所以只有等到真機的推出才能評判了，當然最終還要依賴市場的檢驗了。

國內(nèi)主流的人臉識別企業(yè)

01.商湯科技

核心業(yè)務(wù)：智慧金融、智慧商業(yè)、智慧安防、互聯(lián)網(wǎng)+

技術(shù)特點：人臉技術(shù)、智能監(jiān)控、圖像識別、文字識別、圖像及視頻編輯、深度學習框架

成功案例：京東、招商銀行、借貸寶、拉卡拉、長城會、東方網(wǎng)力、公安三所、英偉達、科大訊飛等

注：與京東、銀聯(lián)、招商銀行、卡拉卡、融360等均有合作;布局智慧城市安防項目;智能視頻方面，SenseFace人臉布控系統(tǒng)已經(jīng)開始廣泛落地;以圖搜圖的圖騰系統(tǒng);已經(jīng)應(yīng)用在廣州、重慶、河北等地的公安局;Faceu應(yīng)用SenseAR增強現(xiàn)實感引擎;人像背景虛化功能、智能相冊中的人臉聚類功能應(yīng)用在OPPO、小米等手機。

02.曠視科技

核心業(yè)務(wù)：FaceID 在線身份驗證服務(wù)、Face++ 人工智能開放平臺、智能地產(chǎn)解決方案、智能安防解決方案

技術(shù)特點：動態(tài)人臉識別、在線/離線活體檢測、超大人像庫實時檢索、證件識別、行人檢測、軌跡分析

成功案例：中信銀行、招商銀行信用卡中心、螞蟻金服、神州租車、云端武漢、東軟集團、凱德集團、2017博鰲亞洲論壇等

備注：為支付寶客戶端提供人臉登錄功能支持;為公安部第一研究所提供“網(wǎng)上身份證”人臉識別技術(shù)支持;為美圖旗下產(chǎn)品提供技術(shù)支持;通過人臉識別技術(shù)對司機身份進行核驗應(yīng)用到e代駕、易到用車、神州租車;曠視智能開放平臺Meagvii Cloud 是人工智能開放平臺，為開發(fā)者提供人臉識別、文字識別、圖像識別及其它人工智能能力。

03.云從科技

核心業(yè)務(wù)：快速部署平臺、智能硬件、智能系統(tǒng)

技術(shù)特點：人臉信息檢測、特征提取融合、質(zhì)量屬性分析、人臉相似度比對、特征相似度對比、ocr識別成功案例：中國農(nóng)業(yè)銀行、樂視車聯(lián)、廣東省公安廳、廣電運通、西北星、御銀股份、北京西站、黑龍江墾區(qū)、山東城商行聯(lián)盟等

備注：受邀起草與制定人臉識別國家標準;中國農(nóng)業(yè)銀行超級柜臺、刷臉取款;安防領(lǐng)域產(chǎn)品已在22個省上線實戰(zhàn)。

04.依圖科技

核心業(yè)務(wù)：智能安防平臺、城市數(shù)據(jù)大腦、智慧醫(yī)療健康、智能硬件設(shè)備

技術(shù)特點：計算機視覺、自然語言理解、知識推理、智能硬件、機器人技術(shù)

成功案例：中國海關(guān)、中國邊檢、華為、阿里云、招商銀行、萬達集團、蘇州公安司、福建公安廳、貴州公安廳等業(yè)銀行、中國人壽、宏基電腦、TCL、步步高、多普達、HP、好記星、人民出版社等

備注：招商銀行、浦發(fā)銀行、京東金融、360金控;江蘇省公安廳用依圖系統(tǒng)。

05.百度

百度內(nèi)部正在使用人臉識別閘機，2016年11月與烏鎮(zhèn)景區(qū)合作，游客刷臉便可自由進出景區(qū);與首都機場簽訂協(xié)議，未來首都機場將實現(xiàn)刷臉登機;與“寶貝回家”公益平臺合作利用人臉識別尋找走失兒童;攜手雨諾股份CRM系統(tǒng)，通過服務(wù)集成商Cella聯(lián)合為醫(yī)藥零售行業(yè)輸出智慧藥房解決方案，目前已應(yīng)用在先聲再康連鎖藥店。

06.阿里

人臉識別技術(shù)各模塊可通過API參數(shù)自由組合，服務(wù)定制靈活;基于深度學習和海量人臉標注數(shù)據(jù)，再加阿里云的技術(shù)實力，能夠提供穩(wěn)定、可靠的大流量服務(wù);有了人臉識別，可以高效率、高準確率排查未經(jīng)明星允許而使用其代言的商品，反過來保障阿里媽媽直通車和鉆展中明星代言商品的廣告效果

07.騰訊

財付通與公安部所屬的全國公民身份證號查詢中心達成人像比對服務(wù)戰(zhàn)略合作;優(yōu)圖人臉識別技術(shù)將廣泛引用EMS的政務(wù)、貴重物品和重要文書快遞中;在騰訊微證券等產(chǎn)品上應(yīng)用人臉識別

08.漢王科技

技術(shù)特點：手寫技術(shù)、OCR技術(shù)、鍵盤技術(shù)、公式識別、輸入法

成功案例：農(nóng)業(yè)銀行、中國人壽、宏基電腦、TCL、步步高、多普達、HP、好記星、人民出版社等

備注：助力銀川市政府應(yīng)用生物識別技術(shù)打造智慧政務(wù)平臺，助力杭州市國稅局實現(xiàn)人臉生物識別比對技術(shù)開展”刷臉“辦稅，在公安刑偵，追逃領(lǐng)域有大量應(yīng)用，技術(shù)授權(quán)已與華碩、海爾、長虹、海信、平安銀行等達成合作，并推廣應(yīng)用到智能家電，筆記本，移動終端等應(yīng)用平臺。

09.科大訊飛

核心業(yè)務(wù)：語音引擎、教育產(chǎn)品、手機應(yīng)用、互動音樂

技術(shù)特點：語音識別及合成技術(shù)、自然語言處理技術(shù)、語音評測技術(shù)、聲紋識別技術(shù)、手寫識別技術(shù)

成功案例：訊飛輸入法、靈犀錄音寶、開心熊寶、聽說無憂、訊飛電視助手、訊飛智能音箱等

備注：科大訊飛聯(lián)合香港中文大學污曉鷗教授團隊，共同推出世界領(lǐng)先的人臉識別技術(shù)，提供人臉驗證、在線/離線人臉檢測和人臉關(guān)鍵點檢測等功能，聯(lián)合中國銀聯(lián)和微商銀行發(fā)布”聲紋+人臉“融合認證個人轉(zhuǎn)賬應(yīng)用，科大訊飛在用的身份認證考勤，全國各地分公司通過APP進行”人臉+聲紋“打卡即可。

10.川大智勝

2D人臉識別產(chǎn)品已推向市場，3D人臉采集和識別產(chǎn)品主要處于工程樣機和產(chǎn)品樣機階段，主要應(yīng)用領(lǐng)域是公共安全領(lǐng)域，2D在北京師范大學和四川大學的學生宿舍產(chǎn)品樣機系統(tǒng)中應(yīng)用，鐵路認證票查驗中在試用，已在成都火車站試用。

未來智能實驗室是人工智能學家與科學院相關(guān)機構(gòu)聯(lián)合成立的人工智能，互聯(lián)網(wǎng)和腦科學交叉研究機構(gòu)。

未來智能實驗室的主要工作包括：建立AI智能系統(tǒng)智商評測體系，開展世界人工智能智商評測；開展互聯(lián)網(wǎng)（城市）云腦研究計劃，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)（城市）云腦技術(shù)和企業(yè)圖譜，為提升企業(yè)，行業(yè)與城市的智能水平服務(wù)。

如果您對實驗室的研究感興趣，歡迎加入未來智能實驗室線上平臺。掃描以下二維碼或點擊本文左下角“閱讀原文”