刷臉時代來臨,人臉識別技術加速邁入消費級領域
發布時間:2017-12-04 責任編輯:lina
手機設備以外的眾多領域也同樣在發生重大變革。武漢火車站宣布全麵刷臉進站;百度宣布與首都國際機場簽署戰略合作協議打造刷臉登機的智慧機場;支付寶宣布商用刷臉支付;杭州大量賓館免身份證,刷臉即可入住;京東蘇寧開啟刷臉支付;農業銀行總行在自動取款機試點“刷臉取款”,目前已下發通知要求全國推廣刷臉取款,將為全國24064家分支機構、30089台櫃員機、10萬個ATM機安裝人臉識別係統;招商銀行也已於近期在全國重點城市的ATM取款機係統上線了“刷臉取款”選項,用戶可不帶銀行卡、身份證,不用輸入銀行賬戶,靠“刷臉”就能取款。由此可見,人臉識別技術加速滲透進入安防、銀行、支付等眾多領域,並且已經從政府級別應用、商業級別應用開始進入到消費級別的爆發時期,驗證了人臉識別技術巨大的市場需求與廣闊的應用前景。

據Yole數據顯示,全球人臉識別市場規模預計將從2017年的40.5億美元增長至2022年的77.6億美元,這期間的複合年增長率可達13.9%。推動市場增長的主要因素包括:iPhone X帶動更多智能手機集成3D人臉識別,公共場所日益增長的監控需求,以及政府部門等各個產業對人臉識別技術的應用增長。
人臉識別技術的優勢
人臉識別的工程應用始於20世紀60年代,經過50多年的發展,人臉識別技術已經取得了重大突破,很多經典算法和人臉庫相繼出現。目前人臉識別係統最高的正確率可以達到99.5%,而人眼在同等條件下識別的正確率僅為97.52%,人臉識別的準確率已經做到了比肉眼更精準。
人臉識別大致分為兩種應用模式四步流程。兩種模式包括1:1比對和1: N識別,1:1是比對兩個人臉的相似度,隻需要確定是否授權人;1:N是識別對象是否在人臉數據庫中。四部流程依次是人臉檢測、活體檢測、人臉特征提取和人臉匹配識別。
與其他生物特征識別技術相比,人臉識別技術在實用性方麵具有獨到的技術優勢,主要體現在以下方麵:
1、非接觸:人臉圖像的采集不同於指紋、zhangwenxuyaojiechuzhizhangwenzhuanyongcaijishebei,zhizhangwendecaijichuleduishebeiyouyidingdemosunwai,yebuweisheng,rongyiyinqibeicaijizhedefangan,errenliantuxiangcaijideshebeishishexiangtou,wuxujiechu。
2、非侵擾:人臉照片的采集可使用攝像頭自動拍照,無須工作人員幹預,也無 須被采集者配合,隻需以正常狀態經過攝像頭前即可。
3、友好:人臉是一個人出生之後暴露在外的生物特征,因此它的隱私性並不像指掌紋、虹膜那樣強,因此人臉的采集並不像指掌紋采集那樣難以讓人接受。
4、直觀:我們判斷一個人是誰,通過看這個人的臉就是最直觀的方式,不像指掌紋、虹膜等需要相關領域專家才可以判別。
5、快速:從攝像頭監控區域進行人臉的采集是非常快速的,因為它的非幹預性和非接觸性,讓人臉采集的時間大大縮短。
6、簡便:人臉采集前端設備——攝像頭隨處可見,它不是專用設備,因此簡單易操作。
7、可擴展性好:它的采集端完全可以采用現有視頻監控係統的攝像設備,後端應用的擴展性決定了人臉識別可以應用在出入控製、黑名單監控、人臉照片搜索等多領域。
深度學習和3D視覺助推人臉識別發展
長久以來,技術創新不足、應用推廣有限、價格成本高企是製約人臉識別發展的三大因素。研究人臉識別算法優化、輕(qing)量(liang)化(hua)的(de)團(tuan)隊(dui)較(jiao)少(shao),算(suan)法(fa)的(de)優(you)化(hua)尚(shang)未(wei)完(wan)成(cheng),在(zai)功(gong)耗(hao)小(xiao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)的(de)速(su)度(du)和(he)精(jing)度(du)是(shi)人(ren)臉(lian)識(shi)別(bie)應(ying)用(yong)發(fa)展(zhan)的(de)難(nan)點(dian)。因(yin)此(ci)最(zui)近(jin)幾(ji)年(nian)人(ren)臉(lian)識(shi)別(bie)雖(sui)然(ran)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)到(dao)出(chu)入(ru)境(jing)通(tong)關(guan)、機場安檢等政府部門中,但一直沒能真正進入到更廣泛的商業化應用領域中。
第一,在技術層麵上,人臉識別的精準度和核心算法的原始創新不足、技術標準 製定還不完善,快速準確完成人臉識別需要解決很多技術上的難點:
自身生理變化。在人臉比對的過程中,如果自身與數據庫裏麵存儲的人臉發生了較大的生理變化,例如經曆剃須、換發型、戴眼鏡遮擋等變化。即使外貌並沒有發生太多變化,人通過臉部的變化產生很多表情,都有可能會引起 比對失敗。
外部環境影響。人臉受到很多外部因素的影響:在不同的角度進行拍攝,人臉的視覺圖像相差很大;容易受到光照條件影響,比如白天和黑夜、室內和室外的光照存在較大差異。
除了這兩種情況,還有人為的整容行為、雙胞胎等極端情況存在。如何規避這些外因對於人臉識別速度和識別效果的影響,一直都是科研的重點研究方向。

人臉識別技術難點
第二,應用方麵上,renlianshibiejibenjuxianzaigonganbumenchurujingguanlidengzhengfubumenzhong,weinengshentoudaodaguimoshangyejibieyingyonghegerenxiaofeijibiedangzhong。zaiyingyongcengmianshang,jinguanzaishiyanshidengkeyantiaojianxia,xuduorenlianshibiejishudejingzhunduyijingdadao99%、甚至99.5%以yi上shang的de水shui平ping,但dan是shi這zhe些xie技ji術shu和he方fang案an很hen難nan落luo地di到dao實shi際ji應ying用yong層ceng麵mian上shang。人ren臉lian識shi別bie技ji術shu落luo地di的de過guo程cheng中zhong,需xu要yao考kao慮lv到dao不bu同tong的de場chang景jing運yun用yong。在zai實shi際ji落luo地di過guo程cheng中zhong,指zhi紋wen識shi別bie等deng其qi他ta生sheng物wu識shi別bie由you於yu技ji術shu成cheng熟shu,不bu易yi受shou到dao外wai界jie因yin素su影ying響xiang,早zao已yi經jing運yun用yong到dao考kao勤qin認ren證zheng、智能手機賬號登錄中,可替代物的成熟發展也製約了人臉識別產業化的進程。
第三,價格方麵,市shi場chang競jing爭zheng不bu足zu和he技ji術shu不bu成cheng熟shu導dao致zhi價jia格ge處chu於yu高gao位wei。由you於yu技ji術shu不bu成cheng熟shu,人ren臉lian識shi別bie技ji術shu並bing未wei應ying用yong到dao商shang業ye場chang景jing和he消xiao費fei級ji領ling域yu,大da部bu分fen被bei運yun用yong到dao政zheng府fu和he公gong安an部bu門men,且qie采cai用yong係xi統tong集ji成cheng的de方fang式shi交jiao付fu,一yi套tao係xi統tong的de成cheng本ben和he價jia格ge非fei常chang高gao昂ang。
但近幾年來,這一情形開始轉向,三大問題正在逐漸得到解決。
技ji術shu方fang麵mian,深shen度du學xue習xi算suan法fa的de成cheng熟shu,使shi得de人ren臉lian的de準zhun確que率lv得de到dao大da幅fu提ti升sheng。以yi深shen度du學xue習xi算suan法fa為wei基ji礎chu的de計ji算suan機ji技ji術shu的de進jin步bu,為wei人ren臉lian識shi別bie提ti供gong了le強qiang大da的de計ji算suan和he分fen析xi工gong具ju。反fan過guo來lai,巨ju量liang的de生sheng物wu特te征zheng數shu據ju也ye為wei機ji器qi訓xun練lian提ti供gong了le豐feng富fu的de素su材cai,“大數據成為人工智能的燃料”。人臉識別方麵,Face++團隊創造了世界上最高的人臉識別正確率,曾在人臉檢測FDDB評測、人臉關鍵點定位300-W評測和人臉識別LFW評測上,接連拿下了三項世界第一。
應用方麵,目前,生物識別的應用場景已經極大地拓寬。銀行在客戶身份核驗場景下應用生物識別,覆蓋了弱實名電子賬戶開戶、結(jie)算(suan)賬(zhang)戶(hu)開(kai)戶(hu)和(he)存(cun)取(qu)款(kuan)等(deng)不(bu)同(tong)風(feng)險(xian)層(ceng)級(ji)的(de)場(chang)景(jing)。第(di)三(san)方(fang)支(zhi)付(fu)和(he)手(shou)機(ji)銀(yin)行(xing)等(deng)移(yi)動(dong)支(zhi)付(fu)應(ying)用(yong)開(kai)始(shi)使(shi)用(yong)生(sheng)物(wu)識(shi)別(bie)方(fang)案(an)。公(gong)安(an)部(bu)門(men)在(zai)視(shi)頻(pin)監(jian)控(kong)和(he)多(duo)類(lei)場(chang)所(suo)的(de)人(ren)員(yuan)進(jin)出(chu)管(guan)理(li)中(zhong)大(da)力(li)引(yin)入(ru)人(ren)臉(lian)識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)。在(zai)政(zheng)策(ce)推(tui)動(dong)下(xia),人(ren)臉(lian)識(shi)別(bie)也(ye)已(yi)入(ru)駐(zhu)社(she)保(bao)、教育、yiliaoxitong。jinjinian,guoneizhinengshoujixiaofeijuzeng,shoujiyonghudeyidongzhifuxiguanzhujianyangcheng,zhinengjiajujianshouqinglai,sanfangmiangerenxiaofeixuqiudezengchangtuidongshoujiduandexiaofeijirenlianshibiekaishibaofa。
價jia格ge方fang麵mian,人ren臉lian識shi別bie設she備bei近jin兩liang年nian不bu斷duan下xia降jiang。近jin年nian來lai,技ji術shu的de進jin步bu和he算suan法fa的de改gai善shan讓rang人ren臉lian識shi別bie技ji術shu邁mai上shang一yi個ge新xin的de台tai階jie,在zai國guo家jia政zheng府fu推tui動dong和he政zheng策ce支zhi持chi下xia,我wo國guo人ren臉lian識shi別bie技ji術shu和he應ying用yong都dou取qu得de了le非fei常chang大da的de進jin步bu。
目前3D感應有3種主流方案:結構光,飛行時間(TOF)以及雙目測距:
結構光(Structured Light):結構光投射特定的光信息到物體表麵後,由攝像 頭(tou)采(cai)集(ji),這(zhe)些(xie)光(guang)斑(ban)打(da)在(zai)物(wu)體(ti)上(shang)後(hou),因(yin)為(wei)與(yu)攝(she)像(xiang)頭(tou)距(ju)離(li)不(bu)同(tong),被(bei)攝(she)像(xiang)頭(tou)捕(bu)捉(zhuo)到(dao)的(de)位(wei)臵(臵)也(ye)不(bu)盡(jin)相(xiang)同(tong)。根(gen)據(ju)物(wu)體(ti)造(zao)成(cheng)的(de)光(guang)信(xin)號(hao)的(de)變(bian)化(hua)來(lai)計(ji)算(suan)物(wu)體(ti)的(de)位(wei)臵(臵) 和深度等信息,進而複原整個三維空間。蘋果iPhone X人臉識別技術即是采用了3D結構光技術。
飛行時間TOF(Time Of Flight):通過專有傳感器,捕捉近紅外光從發射到接。
收的飛行時間,判斷物體距離。TOF的硬件實現方式和結構光類似,區別隻是在於算法上,結構光采用編碼過的光信息進行投射,而TOF直接計算光往返各像素點的相位差。此技術被微軟用在了第二代的Kinct上。
雙目測距(Stereo System):原(yuan)理(li)類(lei)似(si)人(ren)的(de)雙(shuang)眼(yan),在(zai)自(zi)然(ran)光(guang)下(xia)通(tong)過(guo)兩(liang)個(ge)攝(she)像(xiang)頭(tou)抓(zhua)取(qu)圖(tu)像(xiang),通(tong)過(guo)三(san)角(jiao)形(xing)原(yuan)理(li)來(lai)計(ji)算(suan)並(bing)獲(huo)得(de)深(shen)度(du)信(xin)息(xi),目(mu)前(qian)的(de)雙(shuang)攝(she)像(xiang)頭(tou)就(jiu)是(shi)雙(shuang)目(mu)測(ce)距(ju)的(de)典(dian)型(xing)應(ying)用(yong)。在(zai)移(yi)動(dong)設(she)備(bei)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)較(jiao)少(shao),多(duo)用(yong)在(zai)戶(hu)外(wai)機(ji)器(qi)人(ren)。
由於雙目測距技術受限條件較多,不能在黑夜中使用,所以商用的3D深度視覺包括飛行時間和結構光兩種技術。
shouyiyusandajishunandiandezhubujiejue,guoneirenlianshibiechanyezhengyinglaiqiansuoweiyoudefazhanjihui,qiyingyongfanweiheshichangguimoyouwangshixiankuaisukuozhang。jinhongwairenlianshibieyukejianguangjishudejiehe、3D結構光、shendushexiangtoudefazhandougeirenlianshibiejishudailailejishugexin。shenduxuexisuanfadetupozedadacujinlerengongzhinengherenlianshibiejishudefazhan,tigaoleshibiedexiaolvhejingquedu。
消費級應用即將爆發,人臉識別場景日趨多元
刷臉時代來臨,人臉識別市場廣闊,盈利模式多變,消費級領域產業化將爆發。
互聯網+:人臉識別技術在互聯網領域得到了廣泛應用。商湯科技通過深度學習算法,在新浪微博“麵孔專輯”功能實現人臉檢測並且分類;曠視為美圖旗下的美圖秀秀App、美顏相機、美顏手機等一係列軟硬件產品提供了人臉識別技術支持。其中美圖秀秀和美顏相機App通過曠視(Face++)的人臉檢測和關鍵點檢測技術,可以在圖像中精準定位人臉和五官位置,從而進行人像美白、五官美化等處理,快速完成精準修容。
新零售&支付:人臉識別技術也被應用在新零售領域,推動著無人零售的發展與實現。2017年9月KFC與螞蟻金服合作在其第一家升級店K PROcaiyongrenlianshibiexitongdengjishu,xiaofeizheweixiaojiuketongguorenlianshibiexitongwanchengzhifu。dianneimeiyoushe臵diancantaiheshouyinyuan,xiaofeizhedaodiandiancanbujinkeyitongguoshe臵zaimenkoudezizhudiancanjidiancan,yenengtongguoshoujisaomiaocanzhuoshangdeerweimazizhudiancan、支付。在未來,人臉識別技術還可用於客流統計、消費者心理和行為分析。通過客流統計數據,分析不同區域、通道的客流和顧客滯留時間,與銷售業績報表結合,可以分析顧客購買行為,顧客性別年齡組成。
智能手機:人臉檢測和分類技術早已經被運用到智能手機應用中,例如OPPO、小米等手機中,應用了商湯的人臉聚類功能,雲端存儲照片將被自動分類,避免了手動分類 照片的繁瑣操作,優化了用戶體驗。
2017年蘋果、小米、Vivo等智能手機廠商不約而同地在新上線的新機型中搭配人 臉解鎖功能。除了可以應用到解鎖功能,蘋果FaceID人臉識別還可以取代以往TouchID指紋識別的功能,包括身份驗證、支付等。在安全性方麵,根據蘋果官方消息,被相同指紋破解Touch ID的概率是五萬分之一,而遭遇相同的麵部能破解Face ID的概率則是一百萬分之一,安全性提升20倍。眾多手機廠商在人臉識別的布局,有望引爆人臉識別消費級領域的爆發。
總而言之,除了政府、安防、公安、金融之外,互聯網 、消費電子、汽車電子、 零售、醫療、教育等諸多領域都 在逐步引入人臉識別,人臉識別正在逐步滲透進消費級領域方方麵麵。
人臉識別群雄逐鹿,巨頭和創業公司誰能問鼎?
目前從事人臉識別技術的公司包含三類:工業巨頭、互聯網巨頭和創業公司,都已相繼開始布局。Google、Facebook、百度等互聯網巨頭都在人臉識別產業鏈不同領域布局,傳統垂直領域廠商如蘋果、海康、大華、華為都在研發技術鞏固自身原有業務。巨頭發展的方式為外延和內生並行,例如Facebook收購Face.com,蘋果收購PrimeSense。同時也可以看到有曠視、商湯、依圖、雲從等創業公司已經發展壯大成獨角獸。
從終端廠商來看,蘋果、三星、華為、Facebook、穀gu歌ge的de多duo項xiang專zhuan利li顯xian示shi,各ge大da終zhong端duan巨ju頭tou都dou在zai紛fen紛fen布bu局ju人ren臉lian識shi別bie技ji術shu。各ge家jia科ke技ji巨ju頭tou主zhu要yao是shi采cai用yong自zi研yan為wei主zhu,並bing購gou為wei輔fu的de發fa展zhan戰zhan略lve。外wai延yan並bing購gou的de例li如ru蘋ping果guo、Facebook等。蘋果在人臉識別的應用專注於手機端,先後收購PolarRose,PrimeSense,Perceptio,Faceshift,Emotient,Turi等人臉識別相關技術公司;Facebook 2012年收購了以色列臉部識別公司Face.com。以下表格總結了國外巨頭公司 近幾年在人臉識別領域及其上下遊發生的外延並購。

近幾年在人臉識別領域及其上下遊發生的外延並購
自研技術方麵,穀歌在2012年獲得人臉識別解鎖手機的專利;蘋果獲得相應專利的時間為2015年。在國內市場,BAT也(ye)在(zai)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)領(ling)域(yu)奮(fen)力(li)競(jing)爭(zheng)。資(zi)本(ben)方(fang)麵(mian),把(ba)深(shen)度(du)學(xue)習(xi)算(suan)法(fa)運(yun)用(yong)到(dao)人(ren)臉(lian)識(shi)別(bie)上(shang)目(mu)前(qian)走(zou)在(zai)最(zui)前(qian)列(lie)的(de)是(shi)百(bai)度(du)等(deng)互(hu)聯(lian)網(wang)公(gong)司(si)。同(tong)時(shi),很(hen)多(duo)創(chuang)業(ye)型(xing)企(qi)業(ye)技(ji)術(shu)也(ye)不(bu)弱(ruo),比(bi)如(ru)商(shang)湯(tang)科(ke)技(ji)(Sense Time)、曠視科技、依圖科技、雲從科技四家獨角獸公司。這些公司無論是從技術上還是從應用能力上都 相對成熟,獲得了資本市場的高度重視。下麵對比四家人臉識別獨角獸公司的技術和應用場景。

四家獨角獸公司核心客戶
人ren臉lian識shi別bie在zai眾zhong多duo領ling域yu遍bian地di開kai花hua已yi經jing是shi大da勢shi所suo趨qu,四si家jia獨du角jiao獸shou公gong司si在zai應ying用yong方fang麵mian的de布bu局ju也ye有you所suo側ce重zhong,他ta們men各ge自zi憑ping借jie先xian進jin的de技ji術shu,在zai各ge自zi擅shan長chang的de領ling域yu進jin行xing深shen度du布bu局ju,積ji累lei了le豐feng富fu的de客ke戶hu資zi源yuan。商shang湯tang科ke技ji側ce重zhong在zai金jin融rong、安防、移動互聯網和手機領域;依圖科技側重在金融、安防、醫療和交通領域;曠視科技側重在金融、安防、零售、出行等領域;雲從科技側重在金融、安防、酒店,以及其他創新領域。
盈利模式從傳統的硬件銷售、軟件按量或按時收費 (SaaS模式/PaaS模式)、軟件技術支持、軟硬件一體化解決方案再到未來可能會 實shi現xian的de大da數shu據ju變bian現xian,變bian現xian模mo式shi多duo樣yang。當dang一yi個ge企qi業ye能neng夠gou在zai某mou個ge場chang景jing中zhong沉chen澱dian大da量liang優you質zhi數shu據ju,並bing且qie有you足zu夠gou的de能neng力li挖wa掘jue這zhe些xie數shu據ju的de價jia值zhi,就jiu擁yong有you了le數shu據ju變bian現xian的de能neng力li。Google搜sou索suo引yin擎qing就jiu是shi其qi中zhong的de例li子zi。圖tu像xiang和he視shi頻pin比bi文wen字zi的de數shu據ju量liang更geng為wei龐pang大da,未wei來lai擁yong有you數shu據ju源yuan的de公gong司si在zai數shu據ju變bian現xian方fang麵mian會hui有you良liang好hao的de商shang業ye前qian景jing。人ren工gong智zhi能neng數shu據ju源yuan也ye將jiang會hui是shi爭zheng奪duo熱re點dian。
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