還未畢業(yè)，已被公安部相中
阿里巴巴在一個(gè)藏滿寶藏的山口，喊兩聲“芝麻開門”山洞就應(yīng)聲而開，這是古人關(guān)于聲控開關(guān)的幻想。如今，不但這一幻想成為了現(xiàn)實(shí)，南京郵電大學(xué)一位博士韓柯甚至能讓阿里巴巴不開口，山洞就為他打開，這便是他歷時(shí)6年，從碩士研究就開始攻克的“人臉鑰匙”。
目前，他正在把生物學(xué)的神經(jīng)元系統(tǒng)原理運(yùn)用到人臉鑰匙中，打造一種表情豐富的人臉鑰匙。
阿里巴巴“臉蛋開門”
阿里巴巴的“芝麻開門”指的是聲音鑰匙，此外，現(xiàn)代科技還發(fā)明了指紋鑰匙、虹膜鑰匙……近年來(lái)，人類又孜孜不倦地發(fā)明了人臉鑰匙，比較而言，人臉鑰匙所要克服的難關(guān)更大，但技術(shù)界為之前赴后繼的人層出不窮，人臉鑰匙空間有何魅力呢？
韓柯介紹，人臉鑰匙實(shí)際上就是人臉識(shí)別技術(shù)，這是國(guó)際上的一大研究熱點(diǎn)，他是在山東大學(xué)讀碩士時(shí)接觸到這一領(lǐng)域的，3年的研究沒過(guò)癮，畢業(yè)后又考入南郵讀博，繼續(xù)攻克人臉鑰匙開發(fā)的技術(shù)難題。
據(jù)悉，以往通行的指紋鑰匙，一般要先有物理接觸才行，實(shí)際操作起來(lái)有較多不便之處。虹膜指的是人眼瞳孔中間的紋理，也可用來(lái)識(shí)別，但在提取和識(shí)別的過(guò)程中，都必須用強(qiáng)光照射人臉，給人造成較為明顯的不適應(yīng)感。人臉鑰匙也要先獲取人臉圖像樣本，這個(gè)只要有攝像頭就可以完成樣本的提取，在此后的識(shí)別過(guò)程中，該樣本的對(duì)象只要在攝像頭前出現(xiàn)，就可在其無(wú)意識(shí)的狀態(tài)中完成識(shí)別。
無(wú)表情的人臉鑰匙
韓柯稱，首先要進(jìn)行人臉檢測(cè)，把人臉大概的位置尋找出來(lái)。其次是人臉定位。最后是人臉的校準(zhǔn)，在不同的表情姿態(tài)與光線強(qiáng)度下，人臉的形狀甚至樣貌在視覺上會(huì)呈現(xiàn)出不同的變化。在人臉的校準(zhǔn)上，可以采用幾何歸依，法馬灰度歸依法，這兩種歸依法的人臉校準(zhǔn)又分為3個(gè)步驟操作。
第一步是平移，把人臉的中心位置移到一個(gè)坐標(biāo)軸中。
第二步是旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閿z像頭獲取人臉的過(guò)程中，角度不一樣，所以在識(shí)別時(shí)，需要把側(cè)臉“扭”成正臉。
第三步是均衡，因?yàn)榕臄z人臉時(shí)，光源的強(qiáng)度可能大可能小，為了消除光照的影響，可以采用一些直方圖均衡化的方法，消除光照的影響。
然而這種識(shí)別是一種有條件的識(shí)別，即提取人臉樣本時(shí)，會(huì)盡量地要求被提取者表情端莊、嚴(yán)肅，實(shí)際上也可以說(shuō)是面無(wú)表情，因此，這一階段的人臉識(shí)別系統(tǒng)又被稱為無(wú)表情的人臉鑰匙。
帶情緒的人臉鑰匙
人是有喜怒哀樂(lè)的，而無(wú)表情的人臉鑰匙一旦遇到有情緒的人臉，其識(shí)別率頓時(shí)下降，這是人臉識(shí)別系統(tǒng)研究上的世界難題，也是韓柯在博士階段主要攻克的課題。
怎樣才能提高豐富表情下的人臉鑰匙識(shí)別率？就在韓柯的研究進(jìn)入到一個(gè)瓶頸時(shí)，他無(wú)意中看到一本生物學(xué)雜志，上面談到了人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)其實(shí)就是一個(gè)信息處理器，神經(jīng)細(xì)胞會(huì)把獲取來(lái)的信息進(jìn)行處理，反饋到神經(jīng)系統(tǒng)，接著，它又指揮著人的器官與肌體組織做出相應(yīng)的動(dòng)作。這一段文字描述仿佛為他在黑暗中打開了一盞燈，他做了一個(gè)假設(shè)，能否把數(shù)學(xué)計(jì)算方法與人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)理相結(jié)合？隨后，他開始努力求證自己的假想，目前他已經(jīng)能夠部分地模擬某些神經(jīng)細(xì)胞工作機(jī)理，并發(fā)表了相關(guān)論文，下一步是把這把鑰匙從理論變成現(xiàn)實(shí)。
韓柯稱，一旦這一難關(guān)完全解決了，社會(huì)應(yīng)用也就指日可待了，將來(lái)，員工到現(xiàn)代化大樓上班，只要在辦公室門口一站，相關(guān)儀器指揮大門打開，同時(shí)把員工編號(hào)包括其表情編號(hào)傳輸?shù)嚼习宓碾娔X中，據(jù)此，老板不但知道員工是否出勤，而且還能知道他今天的心情怎么樣？是快樂(lè)的，還是哀傷的……
有意思的是，情緒人臉鑰匙將來(lái)上崗前，必須接受一個(gè)學(xué)習(xí)訓(xùn)練的過(guò)程，讓情緒人臉鑰匙具備一些記憶，如甲的臉在不同表情下的圖像特征等，就像人類一樣，必須要先學(xué)習(xí)一些知識(shí)，才能對(duì)遇到的事情作出正確的判斷。
打造紅外人臉鑰匙
明年夏天即將博士畢業(yè)的韓柯依然整天泡在實(shí)驗(yàn)室里，原來(lái)，他已經(jīng)被公安部一下屬研究所相中。
韓柯告訴記者，工作以后，他還將繼續(xù)研究人臉鑰匙，打造出紅外人臉鑰匙。因?yàn)椋幸淮闻笥丫蹠?huì)的時(shí)候，有人開玩笑稱，你說(shuō)人臉鑰匙安全，其實(shí)有很大的漏洞，假設(shè)銀行金庫(kù)的門只有行長(zhǎng)A的臉能打開，若有不法分子拍攝到A高清晰度的臉孔圖像，或制作出A的臉模戴在自己臉上，要進(jìn)金庫(kù)的門不是輕而易舉？除非，你的人臉鑰匙是一個(gè)活生生的鑰匙，必須在短期內(nèi)迅速做出幾種面部表情，還有人體溫度散發(fā)出的紅外光感等。
朋友的玩笑話卻讓韓柯一宿沒睡好，因?yàn)閷?duì)方的無(wú)心之語(yǔ)實(shí)際上正是人臉鑰匙的未來(lái)發(fā)展方向，三維人臉識(shí)別，即人的臉在不同的時(shí)期，可能會(huì)有胖瘦或是否有皺紋的變化，甚至有人因?yàn)榉N種原因到醫(yī)院去整容，但通常情況下，他的臉部骨骼比例是不會(huì)發(fā)生太大的變化的，只要采擷到某個(gè)人的臉部資料，無(wú)論他怎么變身，都能對(duì)其進(jìn)行識(shí)別指認(rèn)。他還戲說(shuō)，唐朝詩(shī)人賀知章“少小離家老大回，鄉(xiāng)音不改鬢毛衰”的感傷可能會(huì)減輕一些，因?yàn)樗丶液螅驹诩议T中，門又像小時(shí)候一樣自動(dòng)打開了。
永不疲倦的人臉鑰匙
人臉自動(dòng)識(shí)別技術(shù)涉及模式識(shí)別、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)典型的多學(xué)科交叉的邊緣應(yīng)用。借助人臉識(shí)別技術(shù)，可完美地解決人工判別所存在的各種問(wèn)題，計(jì)算機(jī)不會(huì)疲勞，不會(huì)分心，無(wú)需接受專業(yè)培訓(xùn)，僅分析特征數(shù)據(jù)而不會(huì)被任何外在因素所欺騙，可以快速地進(jìn)行照片搜索和身份判別。可快速而準(zhǔn)確地判定一張照片的主人或數(shù)張照片是否為同一個(gè)人，也可在大量的照片數(shù)據(jù)中輕而易舉地找到需著重注意的重點(diǎn)人物。由于臉圖像會(huì)受到年齡、心情、拍攝角度、光照條件、發(fā)型等諸多因素的影響，因此人臉的自動(dòng)識(shí)別也是極具挑戰(zhàn)性的工作。
目前人臉識(shí)別主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：門禁考勤系統(tǒng)、銀行柜員人臉識(shí)別認(rèn)證系統(tǒng)（防止黑客侵襲，盜取密碼，社會(huì)保險(xiǎn)管理人臉識(shí)別系統(tǒng)，防止養(yǎng)老金冒領(lǐng)）、人臉識(shí)別門禁在監(jiān)獄部隊(duì)銀行金庫(kù)的應(yīng)用、人臉識(shí)別系統(tǒng)在網(wǎng)吧的應(yīng)用（為了對(duì)網(wǎng)絡(luò)犯罪、黑客的追查有憑有據(jù)，及控制未成年人上網(wǎng)）、身份證申辦人員身份驗(yàn)證系統(tǒng)等。
作者及來(lái)源：記者 李學(xué)芹 實(shí)習(xí)生 崔艷華 2006年11月14日 金陵晚報(bào)