三维人脸识别技术 让机器在茫茫人海中精准认人

三维人脸识别系统。

扫码看视频，了解三维人脸识别技术如何认出你。

如果你最近去过成都东站乘车，一定对该站的进站方式有感：将身份证和车票重叠放在闸机口，机器会拍摄你的面部进行人脸识别，同时将三方信息比对，信息如果匹配，数秒钟内闸门就会自动打开。这是人脸识别技术的一个典型应用场景。

不过，成都东站正在使用的属于二维人脸识别技术，只能拍摄脸部二维照片。四川省新一代人工智能重大科技专项“三维人脸智能感知与识别”，能将人脸拍摄变平面为立体。其中有什么技术秘诀？它的应用领域和市场前景究竟如何？

□本报记者罗之飏文/图

看前沿

两秒钟完成人脸识别

面部毛孔清晰可见

10月24日，记者走进三维人脸智能感知与识别项目研发所在的四川川大智胜软件股份有限公司。一楼展厅内，摆满了大大小小各色的人脸识别设备，记者径直走向一款名为“三维人脸识别系统”的设备前。正中是成像设备，两边分布着摄像头、投影灯和光源。记者端坐在设备正前方，“咔嚓”，一道白光闪过，几秒钟内，记者的三维面部图像就出现在电脑屏幕上，从正脸到侧脸再到耳朵一应俱全。还可以用鼠标调整角度，如果放大的话，连面部毛孔都清晰可见。

技术牛在哪里？川大智胜软件股份有限公司副总经理、三维人脸识别事业部总经理李晓峰告诉记者，可以分为两部分：结构光技术抓取高精度三维人脸；基于深度学习的算法自动识别人脸。

何谓结构光？李晓峰举了个例子：用一束“标尺化”的光投射在白墙上，墙上可以看见原“标尺”的形状；如果将这束光投射在物体上，“标尺”就会扭曲，通过扭曲的数据就可倒推出物品的形态。这种“标尺化”的光就是结构光。这种技术2004年获得国家技术发明二等奖，早期主要用在工业领域，用来精准测量异形物品的尺寸，用在人脸识别还是最近的事，“已经可以用在1.2米距离远处，测量精度达到0.05毫米。”

有了高精度人脸抓取技术，要让机器在茫茫人海中精准“认出”一个人，还得依赖李晓峰团队开发的基于深度学习的智能算法。不同于人“认识一个苹果后就能认识大部分苹果”，这种算法让机器“先看大量的苹果后，才能准确认识一个苹果，看的苹果种类越多，就越能精准认出一个物体究竟是不是苹果”。

李晓峰团队集纳了5000多万个人脸数据信息，通过算法程序训练机器自动认人。最初，认人准确率只有70%左右，如今，成都东站的人脸识别设备准确率已经能达到99%，“机器会对每张人脸照片选取约6万个点进行特征比对，除非面部特征和身份证照片出入太大，都能识别出来。”李晓峰介绍。

通过对设备控制芯片、电路板、驱动程序和算法等进行优化设计，川大智胜的三维人脸识别设备已经能将人脸抓取和自动识别整个流程控制在两秒钟左右，还能避免二维平面识别认“侧脸”存在困难情况。

目前，李晓峰团队正在研究三维人脸识别设备小型化和产品化，研发并试生产专用的设备芯片，以降低成本和提高设备安全性。同时，研究用肉眼无法感知的红外光替代白光，“这样就能在不影响人的情况下完成人脸抓取和自动识别。”

看门道

三维人脸识别技术如何走向更大市场？

既要拓展应用场景 又要降低产品成本

“三维人脸识别技术是人脸识别未来发展的主要趋势。”四川大学智能系统研究院副院长张建伟表示，三维人脸数据包含比二维人脸更丰富的特征信息，能在“非合作”应用环境下，获得相比二维人脸识别更大的技术优势和应用优势。

不过，三维人脸数据采集和识别产品还未大规模走向市场。目前，川大智胜研发的二维人脸识别设备已在成都东站、北京西站、贵阳机场和川大校园宿舍等多个实际场景应用；研发的三维人脸智能感知与识别设备还在部分领域试用。

川大智胜公司正在进行人脸识别专用AI芯片设计和优化工作，在保证所需性能指标基础上，大幅度降低功耗和成本费用，以便将高性价比三维人脸感知与识别设备规模化推向目标市场。

该公司还在车站、机场、校园和小区等“合作式”应用场景的基础上，针对“非合作”应用场景，比如基于视频监控的公共安全等领域开展应用示范工程，以获取更多的成功应用案例来促进三维人脸识别市场的发展。

国内该领域独角兽企业如旷视科技、商汤科技等，正在加大三维人脸智能感知与识别技术和产品投入。张建伟表示，在四川省新一代人工智能科技重大专项的支持下，通过进一步借助资本市场力量，不断拓展应用场景，提高设备生产和使用规模，大幅度降低生产和应用成本，未来几年，三维人脸智能感知与识别技术和产品有望逐步取代二维人脸识别技术和产品。

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