人脸识别技术的发展状况


国内人脸识别技术的发展状况

根据百度百科,人脸识别是一项热门的计算机技术研究领域,包括人脸追踪侦测,自动调整影像放大,夜间红外侦测,自动调整曝光强度;它属于生物特征识别技术,是对生物体(一般特指人)本身的生物特征来区分生物体个体。

人脸识别技术的核心实际为“局部人体特征分析”和“图形/神经识别算法。”这种算法是利用人体面部各器官及特征部位的方法。如对应几何关系多数据形成识别参数与数据库中所有的原始参数进行比较、判断与确认。一般要求判断时间低于1秒。

人脸识别技术中被广泛采用的区域特征分析算法,它融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体,利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点,利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型,即人脸特征模板。利用已建成的人脸特征模板与被测者的人的面像进行特征分析,根据分析的结果来给出一个相似值。通过这个值即可确定是否为同一人。

人脸识别的方法很多,主要的人脸识别方法有:几何特征的人脸识别、基于特征脸(PCA)的人脸识别、神经网络的人脸识别、弹性图匹配的人脸识别、线段Hausdorff 距离(LHD) 的人脸识别、支持向量机(SVM) 的人脸识别等多种方法。

一般来说,人脸识别系统包括图像摄取、人脸定位、图像预处理、以及人脸识别(身份确认或者身份查找)。人脸识别的算法可以分类为:

基于人脸特征点的识别算法。

基于整幅人脸图像的识别算法。

基于模板的识别算法。

利用神经网络进行识别的算法。

人脸识别技术应克服对周围的光线环境敏感,可能影响识别的准确性;以及人体面部的头发、饰物等遮挡物,人脸变老等因素,需要进行人工智能补偿等问题。

人脸识别技术的应用范围很广,如企业、住宅安全和管理。如人脸识别门禁考勤系统,人脸识别防盗门等;电子护照及身份证;公安、司法、刑侦;自助服务;信息安全等方面。

人脸识别系统的研究始于20世纪60年代,80年代后随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高,而真正进入初级的应用阶段则在90年后期,并且以美国、德国和日本的技术实现为主;人脸识别系统成功的关键在于是否拥有尖端的核心算法,并使识别结果具有实用化的识别率和识别速度;“人脸识别系统”集成了人工智能、机器识别、机器学习、模型理论、专家系统、视频图像处理等多种专业技术,同时需结合中间值处理的理论与实现,是生物特征识别的最新应用。

人脸识别技术在欧美已经有较多应用案例,生物识别技术已广泛用于政府、军队、银行、社会福利保障、电子商务、安全防务等领域。例如,一位储户走进了银行,他既没带银行卡,也没有回忆密码就径直提款,当他在提款机上提款时,一台摄像机对该用户的眼睛扫描,然后迅速而准确地完成了用户身份鉴定,办理完业务。这是美国德克萨斯州联合银行的一个营业部中发生的一个真实的镜头。而该营业部所使用的正是现代生物识别技术中的“虹膜识别系统”。此外,美国“9.11”事件后,反恐怖活动已成为各国政府的共识,加强机场的安全防务十分重要。美国维萨格公司的脸像识别技术在美国的两家机场大显神通,它能在拥挤的人群中挑出某一张面孔,判断他是不是通缉犯。

近年来的应用进展:

2012413日京沪高铁安检区域人脸识别系统工程开始招标,上海虹桥站、天津西站和济南西站三个车站安检区域将安装用于身份识别的高科技安检系统——人脸识别系统,以协助公安部门抓捕在逃案犯。

20126月,Facebook收购了以色列人脸识别技术公司face.com,将该技术用于脸谱网,并继续推进人脸识别技术的开发。

201395日,刷脸支付系统在中国国际金融展上亮相。 刷脸支付系统基于天诚盛业自主研发的生物识别云金融平台,将自主知识产权军用级别的人脸识别算法与现有的支付系统进行融合,对接了我们生活中涉及到支付、转账、结算和交易的环节。

20148月起,日本在部分机场的出入国审查(边检)处重启人脸识别系统的实验。实验在20148月起进行约5周,对象为在羽田机场和成田机场乘机的日本人。

2015315日汉诺威IT博览会(CeBIT)在德国开幕,阿里巴巴创始人马云作为唯一受邀的企业家代表,在开幕式上作了主旨演讲。在发表演讲后,马云还为德国总理默克尔与中国副总理马凯演示了蚂蚁金服的Smile to Pay扫脸技术,完成了在淘宝网的身份识别、购买和支付。

马云、雷军等IT业名人纷纷秀“扫脸技术”,推高了市场和公众对人脸识别技术的关注度。根据方正证券422日发布计算机行业研究报告,各大巨头纷纷加码“人脸识别”技术:

佳都科技投资专注于人脸识别等智能分析算法及产品研发的云从公司,加快人工智能商业化应用的进程;

阿里巴巴将与国内生物识别领域知名企业海鑫科金共同建设“阿里巴巴人脸比对系统”,在淘宝开户认证过程中引入“人脸比对”系统;

腾讯财付通与全国公民身份证号码查询服务中心达成人像比对服务的战略合作,利用其庞大丰富权威的图像样本数据库可以应用于广泛的场景;

民生银行将人脸识别引入客户身份认证环节,目前已完成了人脸识别软件平台及客户化一期开发。人脸识别技术的深入应用将“实人认证”真正推向实用化,有利于人脸识别技术的进一步完善和规范。

招商银行近期开始内部试运行人脸开户的消息已经在国内媒体报道。目前在A股已经出现了多只人脸识别概念股。

关于该行业的发展,根据美国国家科学基金会白皮书,计算机图像识别在进入2010年以来,计算机视觉主要面临两个问题,一是由于该领域与计算机、工程学、数学、统计学、心理学与神经学科等有着跨学科紧密联系,但受限于领域通是常一种分裂研究的状态;二是通常该领域的研究是以非结构化的方式进行,故学术界与工业界之间联系并不紧密,互动不多。在地域上,1991年计算机图像识别研究由美国主导,在欧洲的活动数量有限,在亚洲就更是少之又少。而在过去二十年里,美国的计算机视觉有稳定的发展,而在欧洲却发生不容小觑的扩张。近年来,在亚洲更是取得了巨大的突破。很大程度上,亚洲和欧洲在这一领域的发展都是由强大的资金支持推动的。即使在美国,大多数研究者都是非本土出生的。现在,学术界和工业界的联系愈来愈紧密,从理论到现实的差距大为缩小。特别是这五年来,很多工作越来越实际,美国科技公司比如微软、Facebook、谷歌、亚马逊和百度等,都在人工智能领域做实际工作。据该领域专家预测,未来2-5年是图像识别技术及其应用的比较大的爆发时期。

国内人脸识别概念股和龙头股

   国内上市公司对于人脸识别技术有强烈兴趣,这个概念也顺应时势,受到资本市场热捧。目前炒作这个概念的A股上市公司很多,其中有些被认为是这个领域的“龙头企业”,我们了解了这个概念对上市公司的股价表现的促进情况。

航天信息(600271

市盈率42

公司承担了国家“十五”科技攻关项目中的人脸识别技术课题,在分析、吸收国外先进人脸识别技术的基础上,联合清华大学智能图文信息处理研究室,成功研发出了独有自主知识产权的人像比对识别技术和综合应用系统。公司在大容量、非接触卡方面的研究开发处于国内领先地位,是信息产业部、公安部确认的二代身份证六家生产厂商之一。金盾业务方面,公司中标公安部部级人口信息管理系统二期项目,为后续人像比对、居民身份证指纹应用在全国的推广占得了先机。该公司目前主要收入不是图像识别业务。

 

高新兴(300098

创业板上市公司,市盈率48

智能分析平台中具有核心自主知识产权的人脸识别智能分析系统,该机可实现人脸自动抓拍、细节特征提取功能、抓拍照片自动筛选,内含有质量判断算法,对跟踪过程中抓拍的人脸照片进行筛选,选取质量最高的面部图像进行记录。

该公司的人脸识别系统只是安保系统的一部分,目前客户有很多金融机构。

 

赛为智能(300044

创业板上市公司,市盈率84

  智能化系统解决方案提供商之一,公司主要为城市轨道交通行业、建筑行业、水利行业、铁路行业提供智能化系统解决方案;专业的无线电监测测向设备、卫星地面站设备和监控管理系统开发、制造商。人脸识别技术研究、复杂环境下多姿态人体检测,人脸识别产品已验收,主要用于交通领域安防系统。

 

汉鼎股份(300300

创业板上市公司,市盈率104

  汉鼎信息科技股份有限公司是以建筑、公共安全管理为核心领域的智能化综合解决方案提供商,业务链涵盖智能化工程的前期咨询、方案设计、软件开发、工程施工、集成调试及升级维护等各个环节.公司作为高新技术企业,依托在智能软件开发、系统集成及后期升级维护等方面的领先水平已发展成为国内智能化应用领域的领先企业.人脸识别技术智慧建筑和智慧公共安全领域已有应用等。

 

上海普天(600680

市盈率1030

上海普天邮通科技股份有限公司展示了“刷脸检票系统”。该公司的刷脸检票系统有望在年中实现量产,首批客户覆盖影院等。最近在万达影院已经成功地开通运行了互联网支付和检票系统。据透露,影院及楼宇刷脸系统的毛利率高达50%以上。

 

从这些较典型的上市公司可以看到,其中大多数的人脸识别技术只是其他产品中的一个组成部分,并非专业化高端产品,而且大多还未大规模商业化应用,未成为公司主要盈利业务,概念多余实质。这些公司有可能通过收购或进一步改进技术的方式,逐步拓展人脸识别市场。未来这一领域除了会出现并购整合,还会为更高端产品提供资本市场融资机会。

人脸识别技术现在从国际范围看,已经是较成熟的技术,特别是在实验室中,各类识别方法在提高辨识率上展开竞争。来自实验室报告的人脸识别技术的成功率非常高,例如20146月香港中文大学教授汤晓鸥、王晓刚及其研究团队宣布,他们研发的DeepID人脸识别技术的准确率超过99%,比肉眼识别更加精准。但是如何将这些技术批量化做成产品而达到同样高的辨识率,仍需要很多努力。

一些媒体上宣传得非常火的企业(如天诚盛业),其技术水平未必领先。技术明显优于其他企业的是上海依图网络科技有限公司和北京旷视科技有限公司,而且这两家使用的操作系统是开放式LINUX系统,体现了明显的在技术上敢于创新的特点。这两家企业的“本人通过率”指标远远超过了作为参考基准的公安部查询中心的通过率。这两家采用更精密复杂的算法,虽然占有硬盘和内存较大,但识别效果达到了较理想水平。

根据互联网查询信息:

旷视科技是一家大学生创业企业,由清华大学3名学生担任旷视科技联合创始人:唐文斌、印奇、杨沐。其中年龄最大的是1987年出生刚研究生毕业的唐文斌。

据该公司首席技术官印奇介绍,他们使用了一种“类人脑神经元算法”的深度学习算法,采集83个人脸关键点数据,取得了人脸识别率97.27%。该结果由LFW给出,这是是人脸识别领域使用最广泛的测试基准。这个结果超过了Facebook开始时的人脸识别率97.25%,但领先优势不大。之后脸谱网改善了该项技术,识别率已经达到97.35%,而香港中文大学的DEEPID人脸识别系统采用的也是深度学习模型,在LFW (Labeled Faces in the Wild)数据库上获得了99.15%的识别率,远远超过了旷视和脸谱网的识别率。这说明该技术领域实际上非常成熟,具有坚实的应用基础,但重点突破已经不是技术上提高识别率,而是如何做好大规模的商业应用

另外,旷视很早就得到风险投资界的关注,李开复的创业工场为其提供了数百万美元A轮融资。旷视还成为世纪佳缘、奇虎360、联想的人脸识别技术提供商。凭借与大公司进行技术合作,旷视科技已经基本实现了营收平衡。根据总行提供的信息,阿里入股了旷视,旷视也表示,他们目前已经中标中信和平安,并在江苏银行开始试用,他们的目标是做成行业龙头,不会封闭独用。旷视除了通过与众多国内银行合作,积累图像库,改善算法识别率之外,本身还建立了自己的推出了Face++人脸识别云服务平台。平台上目前已经聚集了2万多名开发者,这些享受旷视科技免费人脸识别技术服务的开发者,每天为平台提供200多万张图片,在保护隐私、不作商用的前提下,Face++可以借用这些图片及其标注信息进行算法学习和优化,从而逐渐获得了全球第一的人脸识别能力。

从中以上信息可以判断,旷视是一家较具有美式IT创业企业基因的年轻的初创企业,核心创业者对于技术和硅谷创业模式较推崇,实现了盈亏平衡,并取得了一定的商业认可和知名度。由于李开复、阿里巴巴的加盟,以及国内多家银行的合作,具有较大的谈判优势。但由于该企业的初创性质,未来发展趋势很难预料。

上海依图网络科技也是一家初创企业,成立于20129月,注册地为上海市闵行区,创始人朱珑与前阿里云计算技术总监林晨曦合作创办了上海依图网络科技有限公司。依图推出的主要应用产品聚焦在人脸识别和物体识别上,曾获得车辆视频图像智能识别系统软件著作权。该公司是上海市2014年第4批认定的软件企业。最初朱珑和林晨曦的技术应用得到了江苏省公安系统的认可。这是该公司图像识别技术的第一个商业切入点,依图用三个月时间为苏州公安开发了“蜻蜓眼”系统,使得苏州公安可以准确进行车牌识别和车型识别, 具备了应用计算机自动发现在路面行驶的假套牌车辆的能力,这在全国公安属于首创。之后又经过了一年的数据积累和系统改进,原来针对套牌作案车辆需要花至少34小时才能完成的甄别工作,现在只需要十多分钟。该公司由此打开了与全国公安系统合作的大门。

朱珑(Leo Zhu),加州大学洛杉矶分校统计学博士,师从艾伦·尤尔(Alan Yuille)教授,从事计算机视觉的统计建模和计算的研究。之后在麻省理工学院人工智能实验室担任博士后研究员,在纽约大学Courant数学研究所担任研究员。2011,朱珑博士曾获得国际计算机视觉算法竞赛的“图像目标检测 ”项目冠军,现任依图科技联合创始人兼CEO。检索朱珑博士已经发表的论文,可以看到他在IEEE和图像识别专业国际期刊上有多篇学术论文发表,在图像识别领域具有一定的学术造诣和国际认可度。朱珑博士师出名门,其导师艾伦·尤尔(Alan Yuille)师从著名物理学家霍金,获得理论物理博士学位,目前是 UCLA 视觉识别与机器学习中心主任,2003年曾获得图像识别领域最高学术奖Marr Prize,也是当前图像识别领域世界一流学者。

依图公司公开信息显示,依图专注于视觉理解,为用户提供基于图像理解的信息获取和人机交互的产品,构建机器视觉的未来。依图旨在创建计算机视觉领域国际前沿的技术研发平台。目前,其人脸识别技术已突破亿级静态比对,领先于国内百万级的平均水平,超越人眼识别平均水平,并在青奥会,珠海航展安保系统成功应用;车辆识别产品亦被公安系统采用,得到中央电视台及各类新媒体报道。未来产品将延展到肢体和服饰识别,以及在不同领域的突破性开发应用。先后获得了真格基金的天使轮融资及红杉资本和高榕资本的A轮融资

依图的发展方向并不是只开发安防产品(这只是创业时偶然进入的第一个商业应用领域),而是创建一个在计算机视觉领域具有国际前沿地位的技术研发平台。未来,依图还将从人脸和物体识别延展到人的肢体和服饰识别上。比如帮助用户判定路人甲身上所穿衣服的品牌,而这又要用到增强现实技术,需要软硬件完美结合。该公司之前的合作机构,主要是国内公安部,多次参与公安部的算法评测,并与多地公安部合作,开发黑名单人脸搜索系统。依图公司研发能力强,有核心算法,苏州市公安局给出了书面的系统运行结论,1张现场人脸照片,在拥有苏州市1700万证件照的系统中,只需要0.16秒就能匹配对应证件照,而且匹配准确率在76%-83%