今年，西安電子科技大學(xué)高新波教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在異質(zhì)人臉圖像識(shí)別研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，其對(duì)香港中文大學(xué)人臉?biāo)孛铇?biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了99.67%。根據(jù)這一研究成果研發(fā)的異質(zhì)人臉圖像識(shí)別系統(tǒng)，如果應(yīng)用到刑偵過程中，有望幫助辦案人員縮小犯罪嫌疑人的搜尋范圍。

　　人臉識(shí)別的2.0版

　　人臉作為人體的生物特征之一，與DNA、指紋、虹膜等其他身體特征相比，具有信息量豐富、獲取方便等顯著的優(yōu)點(diǎn)。

　　高新波說，隨著全國(guó)監(jiān)控系統(tǒng)的不斷普及和優(yōu)化，犯罪嫌疑人只要從攝像頭范圍內(nèi)走過，便會(huì)留下可用于圖片比對(duì)的原材料。由于公安部門可以利用圖像清晰、特征清楚的身份證照片建立數(shù)據(jù)庫(kù)，與DNA、指紋數(shù)據(jù)庫(kù)較小的收集范圍、受限的收集條件相比，人臉識(shí)別具備先天的優(yōu)勢(shì)。

　　高新波表示，人臉識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺和人工智能研究領(lǐng)域一個(gè)重要課題，在身份認(rèn)證等公共安全領(lǐng)域有大量應(yīng)用。如今，人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)很多人來說已經(jīng)不再陌生。

　　據(jù)了解，我國(guó)有關(guān)部門建立的人臉識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，到2008年時(shí)已達(dá)到千萬人，2011年提升到上億人，2013年，有關(guān)部門已開始著手建立基于三維的目標(biāo)人臉識(shí)別系統(tǒng)。此外，人臉識(shí)別技術(shù)專家、清華大學(xué)電子工程系教授蘇光大透露，目前公安部已將人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于戶籍查重，人臉識(shí)別也已逐步應(yīng)用于視頻圖像偵查，且效果明顯。比如，某市對(duì)全市612.3812萬張二代身份證上的人臉圖像進(jìn)行識(shí)別，共查出了1.2314萬對(duì)重復(fù)戶口，并查出 8名網(wǎng)上逃犯。

　　異質(zhì)人臉識(shí)別又是怎么回事呢?

　　異質(zhì)人臉識(shí)別是一種基于圖像合成的人臉識(shí)別技術(shù)，為了便于理解，我們不妨將其叫做人臉識(shí)別的2.0版。

　　“所謂異質(zhì)人臉圖像，就是不同方式、不同來源獲得的不同質(zhì)量的人臉圖像。”高新波說，一般情況下可以通過不同類型的相機(jī)得到人臉的可見光照片，也可以得到近紅外的圖像，還可以由畫家繪制人臉的素描畫像。這三種人臉圖像，以不同的方式記錄同一客觀對(duì)象，但是三者之間的信息表達(dá)方式卻各不相同，稱之為異質(zhì)人臉圖像。

　　由于數(shù)據(jù)來源不同、圖片質(zhì)量不同，在人臉識(shí)別研究領(lǐng)域，照片、素描等不同來源的人臉圖像，常常難以使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接比對(duì)，在現(xiàn)實(shí)破案中，使用這些圖像也會(huì)遇到一些障礙。

　　如何解決計(jì)算機(jī)識(shí)別同一個(gè)人臉的不同圖像呢?高新波認(rèn)為，必須將不同人臉圖像轉(zhuǎn)換到同一表達(dá)空間，這樣計(jì)算機(jī)才能夠進(jìn)行自動(dòng)匹配識(shí)別。而他及其團(tuán)隊(duì)的研究，就是要解決這個(gè)問題。

　　識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)99.67%

　　多年以來，盡管人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在公共安全領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，但是識(shí)別的準(zhǔn)確率不高也給相關(guān)人員帶來了很大的困擾。

　　最近，國(guó)外在異質(zhì)人臉領(lǐng)域也有了一些重要進(jìn)展。比如紅外線照片和普通照片的對(duì)比識(shí)別就是一個(gè)例子。在現(xiàn)實(shí)中，犯罪嫌疑人在光線昏暗處或一片漆黑中作案，普通面部識(shí)別系統(tǒng)無法“看清”人臉，而德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院的計(jì)算機(jī)專家開發(fā)了一種新的面部識(shí)別技術(shù)，通過對(duì)比頭部紅外圖像和普通圖像識(shí)別人臉，有望協(xié)助警務(wù)人員破案。新技術(shù)通過拍攝人的中、遠(yuǎn)紅外線圖像，然后對(duì)比普通人像照中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，識(shí)別被拍攝者。測(cè)試結(jié)果顯示，新識(shí)別技術(shù)的準(zhǔn)確率比現(xiàn)有技術(shù)高10%，可在35毫秒內(nèi)認(rèn)出被拍攝對(duì)象。不過，這種技術(shù)的識(shí)別準(zhǔn)確率仍不穩(wěn)定，投入應(yīng)用可能還需要幾年時(shí)間，因?yàn)槿说募t外圖像會(huì)受皮膚溫度、環(huán)境甚至面部表情影響，當(dāng)識(shí)別對(duì)象有多張普通人像照時(shí)，熱特征識(shí)別準(zhǔn)確率可以達(dá)到80%;而當(dāng)普通人像照只有一張時(shí)，熱特征識(shí)別準(zhǔn)確率就會(huì)降為55%。

　　高新波主導(dǎo)的基于圖像合成的人臉識(shí)別系統(tǒng)，通過多種模式圖像在同一個(gè)平臺(tái)的重新合成后再進(jìn)行識(shí)別，則進(jìn)一步提高了人臉識(shí)別的準(zhǔn)確性。

　　高新波團(tuán)隊(duì)的研究早在2001年就已經(jīng)開始，當(dāng)年，從香港中文大學(xué)完成博士后研究工作的高新波回到母校后，便開始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從事異質(zhì)人臉圖像合成與識(shí)別的研究。此前一年，國(guó)際上關(guān)于異質(zhì)人臉識(shí)別的研究也才剛剛開始，該領(lǐng)域比較有影響力的研究論文2002年才公開發(fā)表。

　　經(jīng)過10余年的持續(xù)研究，目前高新波研究團(tuán)隊(duì)終于成功研制出了基于圖像合成的人臉識(shí)別系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，人臉照片與手繪素描畫像之間可以實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同模態(tài)人臉圖像的檢索比對(duì)與識(shí)別，該系統(tǒng)提高了異質(zhì)人臉圖像合成的效率及識(shí)別的準(zhǔn)確率。

　　高新波的這個(gè)技術(shù)有多牛?毫無疑問，自然是其超高的識(shí)別準(zhǔn)確率了。最近的研究結(jié)果表明，高新波團(tuán)隊(duì)基于圖像合成的人臉識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)香港中文大學(xué)人臉?biāo)孛铇?biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)(CUFS)的識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了99.67%，領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)外其他進(jìn)行異質(zhì)人臉識(shí)別的研究團(tuán)隊(duì)。

　　讓犯罪嫌疑人無處可逃

　　在刑偵過程中，經(jīng)常能夠通過監(jiān)控視頻獲取犯罪嫌疑人畫面，或者通過目擊人的描述得到犯罪嫌疑人的人像素描。但受到客觀條件限制，使用這種方式得到的圖像，要么光線太暗，要么分辨率太低，要么有遮擋，要么是側(cè)面。

　　有時(shí)，盡管有根據(jù)目擊證人描述得到的畫像，但是往往缺乏能夠?qū)Ρ鹊囊曨l或者照片參照物，并且畫像也常常無法與視頻、照片實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)對(duì)比。如果進(jìn)行人工比對(duì)，無異于大海撈針，往往會(huì)導(dǎo)致線索中斷、陷入僵局。這對(duì)順利抓獲犯罪嫌疑人帶來了很大的挑戰(zhàn)。有很多犯罪嫌疑人也得以多次成為漏網(wǎng)之魚。這種情況下，異質(zhì)人臉合成及基于該技術(shù)研發(fā)的系統(tǒng)將成為縮小犯罪嫌疑人范圍的重要輔助工具。

　　有沒有更好的解決方案?這個(gè)是可以有的。

　　高新波說，他們開發(fā)的基于圖像合成的人臉識(shí)別系統(tǒng)，如果應(yīng)用于刑偵過程中，警方就可以將監(jiān)控圖像或依據(jù)目擊者描述繪制的嫌疑人模擬畫像，直接輸入系統(tǒng)合成出計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的照片，并將合成照片在全國(guó)身份證數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行比對(duì)。這種異質(zhì)人臉合成及基于該技術(shù)研發(fā)的系統(tǒng)，將物理空間、信息空間和認(rèn)知空間進(jìn)行有效融合，建立了基于三元空間融合的模式識(shí)別新范式。原先往往需要民警走訪數(shù)日乃至數(shù)月、分發(fā)上千張通緝圖片才能找到的犯罪嫌疑人，現(xiàn)在只需將圖片輸入該系統(tǒng)，便能快速將嫌疑人范圍縮小到一定的程度以內(nèi)。并且研究表明，在可控條件下，識(shí)別率可達(dá)到99%以上，比肉眼判斷還高。在理想情況下，該系統(tǒng)甚至能直接鎖定罪犯，這大大提高了刑偵效率。

　　近幾年，在國(guó)際上，異質(zhì)人臉合成與識(shí)別技術(shù)已經(jīng)開始嘗試應(yīng)用在公共安全領(lǐng)域，尤其對(duì)于刑偵破案有著巨大的潛在價(jià)值，但中國(guó)在這方面還是一個(gè)空白。

　　高新波指出，基于圖像合成的人臉識(shí)別系統(tǒng)需求大、前景廣，各國(guó)之間已展開技術(shù)競(jìng)賽和市場(chǎng)爭(zhēng)奪。目前在歐洲及北美地區(qū)，這類產(chǎn)品已經(jīng)嘗試應(yīng)用在刑偵中，中國(guó)市場(chǎng)的空白也使得西方企業(yè)躍躍欲試。

　　“但我們不希望自己國(guó)家的公共安全事業(yè)受國(guó)外技術(shù)掣肘。我們要自主創(chuàng)新，要用自己的技術(shù)來保護(hù)我們的國(guó)家和社會(huì)公共安全。”現(xiàn)在高新波希望他自己的研究成果能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)突破。

　　目前，高新波已經(jīng)將他們研發(fā)的系統(tǒng)提供給陜西省寶雞市公安局予以試驗(yàn)性應(yīng)用，實(shí)際應(yīng)用中的效果怎么樣，不久以后就會(huì)得到反饋。

　　高新波說，接下來，他們還會(huì)根據(jù)得到的反饋結(jié)果，對(duì)他們研發(fā)的異質(zhì)人臉識(shí)別系統(tǒng)繼續(xù)深度優(yōu)化，從而真正幫助做到讓“問題人”無路可逃，為公共安全服務(wù)。

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