在安全行業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）的2020年十大趨勢(shì)清單中，人工智能依舊是安防行業(yè)的流行詞，并且其排名從去年的第五位躍升為第二位，而緊隨其后的則是近年來在安防行業(yè)大放異彩的人臉識(shí)別技術(shù)。SIA還預(yù)測(cè)，人工智能和面部識(shí)別的趨勢(shì)將在未來幾年極大地影響整個(gè)行業(yè)。

　　由此可見，包括面部識(shí)別技術(shù)在內(nèi)的人工智能技術(shù)，在未來幾年內(nèi)，依舊將成為安防行業(yè)的主旋律。

　　本文將以人臉識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，圍繞3D結(jié)構(gòu)光、虹膜識(shí)別技術(shù)進(jìn)行闡述，以及簡(jiǎn)析以上技術(shù)在安防行業(yè)的主要應(yīng)用。

　　3D結(jié)構(gòu)光、虹膜識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　3D結(jié)構(gòu)光作為3D人臉識(shí)別技術(shù)的一種，其與2D人臉識(shí)別類似，圖像數(shù)據(jù)獲取-->人臉檢測(cè)-->特征提取-->信息比對(duì)也是3D結(jié)構(gòu)光主要步驟，但3D結(jié)構(gòu)光與2D人臉識(shí)別在圖像數(shù)據(jù)獲取和人臉特征提取方式存在較大的差異。

　　2D人臉識(shí)別是基于二維數(shù)據(jù)的圖像檢測(cè)，通過普通攝像頭就能完成圖像數(shù)據(jù)獲??；而3D結(jié)構(gòu)光的圖像數(shù)據(jù)獲取則需要通過普通攝像頭+深度攝像頭共同完成（普通攝像頭獲取RGB信息后生成3D信息。也就是說，2D人臉識(shí)別是攝像機(jī)平面成像，而3D結(jié)構(gòu)光則是三維成像，從攝像頭彈出數(shù)百萬條投射光線到識(shí)別物體上，形成三維立體圖像，能夠更精確的識(shí)別物體。

　　從以上形容我們就能看出，光從圖像數(shù)據(jù)獲取環(huán)節(jié)來看，由于攝像機(jī)的深度不同，3D結(jié)構(gòu)光防干擾性能較強(qiáng)，基本不受光線條件影響，同時(shí)受拍攝角度、遮擋這些外在客觀因素影響也較小，從而使得3D結(jié)構(gòu)光的識(shí)別準(zhǔn)確率要比2D人臉識(shí)別高的多，防偽能力也強(qiáng)得多。

　　在來看看虹膜識(shí)別。虹膜識(shí)別的流程為圖像采集-->圖像預(yù)處理-->虹膜分割-->特稱籌碼-->特征存儲(chǔ)和特征匹配，盡管虹膜識(shí)別并未同人臉識(shí)別技術(shù)一樣得到廣泛，但需要強(qiáng)調(diào)的是，虹膜識(shí)別正受到國(guó)家的廣泛關(guān)注并在不斷發(fā)展之中。

　　得益于眼睛中虹膜的唯一性，虹膜識(shí)別技術(shù)擁有四大應(yīng)有優(yōu)勢(shì)：唯一性（ 高達(dá)266個(gè)識(shí)別特枕，兩個(gè)人具有相同虹膜結(jié)構(gòu)的概率為1:10^-72）、最穩(wěn)定（八個(gè)月紋理形成）、最安全（錯(cuò)誤接受率非常低（10^-7）、最方便（用戶無需接觸識(shí)別器，一秒時(shí)間即可完成識(shí)別）。

　　3D結(jié)構(gòu)光、虹膜識(shí)別技術(shù)在安防行業(yè)的主要應(yīng)用

　　業(yè)界有這樣一種觀點(diǎn)，3D人臉識(shí)別技術(shù)的出現(xiàn)，讓視覺感知技術(shù)迎來了第四次視覺革命（前三次分別是黑白到彩色、模擬到數(shù)字、普清到高清）。3D感知智能不僅是認(rèn)知智能的視覺入口，還推進(jìn)了智能視覺感知時(shí)代的來迎。

　　隨著技術(shù)的逐漸成熟， 3D刷臉門鎖/門禁、閘機(jī)、認(rèn)證比對(duì)管理系統(tǒng)、三維人臉盒子、三維網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、三維人像多維數(shù)據(jù)管控通道、三維人像結(jié)構(gòu)化智能分析應(yīng)用服務(wù)器等多樣產(chǎn)品及解決方案逐漸豐富起來，并成為3D結(jié)構(gòu)光的主要產(chǎn)品形態(tài)。而得益于其超強(qiáng)防偽能力，3D結(jié)構(gòu)光也在智能安防中大展身手。

　　某些保密要求非常高的行業(yè)，如支付和家庭門鎖，是當(dāng)下3D結(jié)構(gòu)光的主要應(yīng)用場(chǎng)景。在金融級(jí)場(chǎng)景中，3D結(jié)構(gòu)光可保障金融級(jí)安全性，快速核驗(yàn)人員信息，分配可進(jìn)入人員權(quán)限、確保財(cái)產(chǎn)、信息安全；在智慧交通領(lǐng)域，包括3D結(jié)構(gòu)光在內(nèi)的三維人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)成為“刷臉乘車”的關(guān)鍵技術(shù)，如濟(jì)南地鐵1號(hào)線采用3D人臉識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)刷臉乘地鐵；以及隨著3D人臉點(diǎn)云數(shù)據(jù)、3D骨骼跟蹤識(shí)別、3D Vslam定位導(dǎo)航等技術(shù)的發(fā)展，包括3D結(jié)構(gòu)光在內(nèi)的三維人臉識(shí)別技術(shù)已被逐漸落地在機(jī)器人視覺識(shí)別、智慧物流、智慧零售、智慧教等多個(gè)領(lǐng)域和政府、人才公寓、校園、億元等重要場(chǎng)所中，提高產(chǎn)業(yè)智慧能力，保障城市公共安全。

　　與以人臉識(shí)別技術(shù)為主的“刷臉時(shí)代”的出現(xiàn)不同，虹膜技術(shù)在安防行業(yè)的應(yīng)用，主要還是以身份認(rèn)證系統(tǒng)為主，集中應(yīng)用在反恐、刑偵、出入境管理等公共安全領(lǐng)域。

　　據(jù)可追溯數(shù)據(jù)表示，虹膜識(shí)別技術(shù)在安防行業(yè)的應(yīng)用最早可追溯到2002年，英國(guó)和阿聯(lián)酋將虹膜識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)安檢系統(tǒng)、出入境管理以及刑偵執(zhí)法等領(lǐng)域，其中在英國(guó)機(jī)場(chǎng)，每天約進(jìn)行10^10次虹膜識(shí)別；2009年，印度將虹膜識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于公民身份核驗(yàn)，使用頻率每天可達(dá)10^14次；2013、2014年，阿富汗以及美國(guó)先后將虹膜信息納入全國(guó)身份驗(yàn)證系統(tǒng)，作為下一代身份識(shí)別認(rèn)證，利于該身份驗(yàn)證系統(tǒng)，阿富汗聯(lián)合聯(lián)合國(guó)難民署救濟(jì)金發(fā)放打擊恐怖分子；2016年， 中國(guó)新疆地區(qū)采集虹膜信息建庫(kù)，用于公共安全、反恐領(lǐng)域；2017年，新加坡采集國(guó)民及永久居民的虹膜，計(jì)劃至2022年全面啟用無證出入境；以及在剛剛過去的2019年，中國(guó)國(guó)家公安部印發(fā)全國(guó)刑偵虹膜采集政策文件、美國(guó)酒家國(guó)際機(jī)場(chǎng)部署虹膜認(rèn)證識(shí)別系統(tǒng)對(duì)過境旅客進(jìn)行身份甄別、英國(guó)在Gatwick機(jī)場(chǎng)建設(shè)虹膜識(shí)別系統(tǒng)，以區(qū)別英國(guó)公民和國(guó)際訪客……以上種種，皆是虹膜識(shí)別在全球各個(gè)國(guó)家公共安全領(lǐng)域的主要應(yīng)用。

　　僅以中國(guó)來看，展望未來，虹膜識(shí)別有望成為中國(guó)公共安全領(lǐng)域的核心“功臣”，尤其在中國(guó)國(guó)家公安部印發(fā)全國(guó)刑偵虹膜采集政策文件夠，中國(guó)虹膜識(shí)別規(guī)模化應(yīng)用正式開啟，虹膜識(shí)別技術(shù)及相關(guān)解決方案已經(jīng)廣泛應(yīng)用在出入境管理、反恐、監(jiān)管所等領(lǐng)域，出現(xiàn)全國(guó)各地多個(gè)機(jī)場(chǎng)、公路檢查站、高鐵站、火車站等各類出入場(chǎng)所，通過對(duì)重點(diǎn)人員、違法犯罪人員進(jìn)行虹膜身份信息建庫(kù)，實(shí)現(xiàn)無證情況下人員身份核驗(yàn)，以增強(qiáng)公安機(jī)關(guān)的社會(huì)治安管控能力。

　　3D結(jié)構(gòu)光、虹膜識(shí)別技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)淺析

　　但萬物皆有裂縫，在我國(guó)，3D結(jié)構(gòu)光和虹膜識(shí)別技術(shù)要得到廣泛應(yīng)用，依舊需要解決眾多難題。

　　首先來看看3D結(jié)構(gòu)光，在筆者的采訪中，3D結(jié)構(gòu)光發(fā)展存在三座“大山：一是識(shí)別距離短，難以滿足當(dāng)下遠(yuǎn)距離場(chǎng)景的需求；二是也會(huì)受到自然光線影響，導(dǎo)致成像像素點(diǎn)不夠，識(shí)別精度下降，使得三維人臉識(shí)別在某些場(chǎng)景中的識(shí)別效率低下；三是成本問題。3D結(jié)構(gòu)光的整個(gè)系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)光投影設(shè)備，攝像機(jī)、圖像采集和處理系統(tǒng)，所需成本比2D人臉識(shí)別成本高的多，光是攝像機(jī)設(shè)備就不只是一臺(tái)普通攝像機(jī)那么簡(jiǎn)單，這也是3D結(jié)構(gòu)光無法規(guī)?；迷陂T禁通道產(chǎn)品上的主要原因。

　　再來談?wù)労缒ぷR(shí)別。由于虹膜識(shí)別的技術(shù)難度更高、易受外部環(huán)境干擾，且對(duì)識(shí)別距離的要求較高。與人臉識(shí)別相比，虹膜圖像采集需要一個(gè)過程。由于虹膜識(shí)別需要比人臉識(shí)別更為專業(yè)、特殊的采集鏡頭，硬件成本比較昂貴。這些因素在一定程度上阻礙了其進(jìn)入普通消費(fèi)市場(chǎng)，其普及率還有待提高。另外，當(dāng)前我國(guó)虹膜識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，還受到不少因素的局限，一是采集技術(shù)、設(shè)備，二是國(guó)家政策因素。就目前而言，我國(guó)的虹膜采集行為還處于起步階段，要達(dá)到與人臉識(shí)別同樣的廣泛應(yīng)用，需要國(guó)家政策的大力支持。

　　小結(jié)：

　　進(jìn)入視覺智能時(shí)代，人臉識(shí)別已成為人工智能在安防行業(yè)應(yīng)用最為流行且廣泛的技術(shù)，這點(diǎn)已經(jīng)毋庸置疑。但時(shí)代在發(fā)展，技術(shù)也需要不斷向前進(jìn)，3D結(jié)構(gòu)光將成為人臉識(shí)別技術(shù)的主流技術(shù)，虹膜識(shí)別也逐漸在某些場(chǎng)景替代人臉識(shí)別技術(shù)，亦或是與人臉識(shí)別技術(shù)結(jié)合構(gòu)建更為安全的身份認(rèn)證系統(tǒng)，為安防行業(yè)注入新的發(fā)展血液。

　?。ū疚牟糠謨?nèi)容源自國(guó)際攝像頭技術(shù)應(yīng)用大會(huì)演講內(nèi)容）