隱私問題與安全爭議未休，人臉識別技術的應用邊界該如何圈點？

人臉識別技術是一種應用較為廣泛的生物識別技術，該技術以人的面部外觀特徵為分析目標，包括眼、眉毛、鼻、耳廓、嘴唇、下巴等面部器官的外觀、大小、位置以及它們相互間對應的平面或立體空間關係等。人臉作為身份識別特徵，直觀性較好，具有較高的唯一性。

根據億歐智庫《2019計算機視覺人臉識別市場研究報告》，2018年中國計算機視覺人臉識別市場規模為151.7億元，預計2021年將達530億元，年均複合增長率53%，市場規模增長迅速。

近年來，隨著智能門鎖行業的快速發展，生物識別技術在其中也大放異彩。在主流的指紋識別技術之外，人臉識別技術異軍突起，近幾年湧現出大批人臉識別智能門鎖，也成為區別於一般指紋鎖的產品亮點。

人臉識別技術廣泛的應用場景

人臉識別最初的應用源於公安部門關於罪犯照片的存檔管理和刑偵破案，現在該技術在安全系統、商業領域和日常生活中都有很多成熟的應用，主要有以下幾個：

01. 刑偵破案。當公安部門獲得罪犯的照片之後，可以利用人臉識別技術，在存儲罪犯的資料庫中找出最相像的人作為嫌疑犯，極大的節省了破案的時間和人辦物力。

02.證件驗證。身份證、駕駛執照以及其他很多證件上都有照片，使用人臉識別技術，交由計算機完成，從而實現自動化及智能管理。

03.入口控制。需要入口控制的範圍比較廣，可以是重要人物居住的住所、保存重要信息的單位，只要人類覺得安全性比較重要的地點都可以進行入口控制，比較常用的檢查手段是核查證件。

04.視頻監控。在銀行、公司、公共場所都設有24小時的視頻監控，如何對視頻圖像進行篩選分析，就需要用到人臉檢測、跟蹤和識別技術。

05.視頻會議。人臉識別技術還可以用於視頻會議、機器人的智能化研究等領域，人類可以輕鬆根據人臉辨別一個人。

人臉識別技術淺析

目前智能門鎖市場中所使用的人臉識別技術，主要有兩種。

首先是基於對標準視頻圖像的識別，通過攝像頭拍攝人臉圖形並轉換成數位訊號，再利用計算器對圖形進行人臉圖片抽取、分析以及匹配。

視頻圖像面部識別是一種常見的身份識別方式，現已被廣泛用於公共安全領域，但其容易受光照影響，同時人體面部與攝像機的成像角度也會顯著影響識別效果。該技術也被稱為2D人臉識別技術。

在人臉識別智能門鎖投入市場的初級階段，產品所採用的大多為2D人臉識別技術。2019年1月，央視《每周質量報告》曝光了人臉識別鎖試驗結果：有人臉識別開鎖功能的智能門鎖存在較高風險，4批次高端產品，不合率100%。這4批次產品存在的共同問題是無法準確分辨真實的人臉和面部照片的區別。

人臉識別智能門鎖被央視曝光出來的安全性問題，也促進了鎖廠開始對其產品所採用的人臉識別鎖識別技術進行更新換代。

於是，推出人臉識別鎖的智能門鎖企業逐漸開始選用另一種人臉識別技術，即熱成像技術，也就是我們現在常說的3D活體人臉識別技術。

該技術主要通過分析面部血液產生的熱輻射來產生面部圖像並進行分析。其依據是人體面部各個部位的骨骼與肌肉組織的溫度不同，向外界散發出來的紅外光譜也不同，並且具備個人唯一性，不受外界光照度的影響，在黑暗環境下也能正常使用，並且不易通過化妝來遮蓋及偽造。

3D人臉識別技術原理

目前3D人臉識別在市場上根據使用攝像頭成像原理主要分為：3D結構光、TOF、雙目立體視覺。

3D結構光通過紅外光投射器，將具有一定結構特徵的光線投射到被拍攝物體上，再由專門的紅外攝像頭進行採集。主要利用三角形相似的原理進行計算，從而得出圖像上每個點的深度信息，最終得到三維數據。

基於3D結構光的人臉識別已在一些智慧型手機上實際應用，如國外iPhone X，國內OPPO、Vivo手機品牌的新款手機。以iPhone X為例，下圖中從左至右依次是：紅外鏡頭、泛光感應元件、距離感應器、環境光傳感器、揚聲器、麥克風、700萬像素攝像頭、點陣投影器。在傳感器配合下，點陣投影器向人臉投射3萬多個點位，描繪出一張完整的人臉3D建模。經過蘋果搭載著神經網絡計算邏輯的A11晶片，FaceID便可在一瞬間識別用戶並解鎖手機。

2019年10月，大華樂橙發布3D刷臉門鎖新品V8i，也是基於3D結構光AI人臉識別技術，其內置的3D傳感攝像頭採用的是國內頂級3D傳感供應商奧比中光門鎖定製模組U1，符合金融級別的安全標準，憑藉著體積小、功耗低等先進特性完美適配。

TOF簡單的說就是雷射測距，照射光源一般採用方波脈衝調製，根據脈衝發射和接收的時間差來測算距離。HUAWEI Mate30採用的便是TOF 3D人臉識別技術。

雙目是基於視差原理並由多幅圖像獲取物體三維幾何信息的方法。由雙攝像機從不同角度同時獲得被測物的兩幅數字圖像，並基於視差原理恢復出物體的三維幾何信息，從而得出圖像上每個點的深度信息、最終得到三維數據。

由於雙目立體視覺成像原理對硬體要求比較高，特別是相機的焦距、兩個攝像頭的平面位置，所以應用範圍相對3D結構光TOF少。

人臉識別鎖的安全性爭議

如前文所述，人臉信息作為人體重要的生物信息，在技術發展的推動下，已經應用到支付、娛樂、安防、教育等各個生活領域，如今也應用到我們的智能門鎖產品當中。但技術是一把雙刃劍，人臉識別作為一項高新技術，人們在體驗其為生活帶來便利的同時，在公共場景下也不能忽視其帶來的信息安全、隱私洩露等問題，而在家庭安防場景下，其安全性能也絕對不可忽視。

自從2019年初市場監管總局發出公示，建議關閉智能門鎖上的人臉識別功能之後，輿論環境日漸顯現出對人臉識別安全性的擔憂。

但一般生物識別技術具有三種特徵：穩定性、複雜性、可分類性，具備這種特徵的技術，都可以在民用產品上將其利益化。而且現在主流人臉識別方案的模塊可以達到拒真率≤0.01%，認假率≤0.0001%，達到了家庭安防等級。

正如前文提及的，主流品牌推出的人臉識別智能門鎖產品基本已採用了3D人臉識別技術，穩定性、識別率都在以往2D人臉識別的基礎上實現了質的飛躍。

人臉識別鎖的未來趨勢

無論如何，從體驗性來說，人臉識別對智能門鎖來說還是有很多優勢。比如，人臉識別方案可以做到真正的無感進入；用戶在走向入戶門的過程中，智能門鎖做出判斷，可以提前開門迎接。

金融行業最嚴苛的安保體系，都是基於人臉、虹膜或靜脈來實現的。如果智能門鎖的人臉識別安全性，在硬體和軟體上能達到支付級別，那麼相比指紋要更加安全。

目前市面上推出人臉識別鎖的廠家大概可以分為三類：

第一類是專業的人臉識別鎖廠家，例如中控，其自主研發人臉識別模塊，從誕生之初就聚焦於人臉識別鎖領域；

第二類是指紋鎖廠家，例如凱迪仕、德施曼、大華樂橙，他們所採用的模塊均來自於國內頂級3D人臉識別方案提供商，安全可達到金融支付級別；

第三類就是人臉識別方案商，他們紮根專業技術，看好行業前景，意圖進軍智能門鎖市場。

為了規範人臉識別技術的使用，2019年11月20日，全國信息安全標準化技術委員會生物特徵識別分技術委員會換屆大會在北京舉辦，包括騰訊科技、阿里巴巴、商湯科技、雲從科技、小米科技、平安科技等27家在內的企業共同組成人臉識別技術國家標準工作組，全面推動人臉識別國家標準制定工作。

總體看來，現在人臉識別方案的成本與指紋相比仍然較高，但如果支付級別的3D人臉識別模塊成本降下來，同時加上諸多智能門鎖廠家的規範應用，勢必會推動人臉識別鎖的迅速普及，人臉識別也將成為未來智能門鎖的主流識別方式之一。

本文參考資料：

[1]CSDN博主「duozhishidai」《人臉識別技術難點是什麼，主要應用在哪些領域？原文連結：https://blog.csdn.net/duozhishidai/article/details/87191025

[2]杜秀龍.生物識別技術的特點及未來的發展方向探析[J].中國安防,2014(11):76-78.

[3]智哪兒,《話說，人臉識別會成為智能門鎖的主流嗎？》