鈕峰博士發(fā)表了題為《多場景下的人臉身份認(rèn)證》的精彩演講

2021年4月9日，由CIOE中國光博會、麥姆斯咨詢、中新嘉善主辦，上海傳感信息科技有限公司、華強(qiáng)電子、深圳光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會協(xié)辦的『“人臉識別·金融支付”創(chuàng)新峰會』在上海卓美亞喜瑪拉雅酒店隆重舉辦！云從科技模組產(chǎn)品線負(fù)責(zé)人鈕峰博士發(fā)表了題為《多場景下的人臉身份認(rèn)證》的精彩演講，深入分析了人臉身份認(rèn)證的主要技術(shù)、多樣化場景、面臨的困難和挑戰(zhàn)，并介紹了云從科技的人臉身份認(rèn)證技術(shù)方案。

云從科技模組產(chǎn)品線負(fù)責(zé)人鈕峰博士發(fā)表精彩演講

鈕峰博士首先為在場觀眾簡單介紹了云從科技的公司發(fā)展歷程。云從科技于2015年正式成立，最初主要專注于人臉識別算法；2016年開始，云從科技參與了多個(gè)人工智能國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，由其開發(fā)的中國首個(gè)機(jī)場智能系統(tǒng)在銀川機(jī)場全面上線；2017年開始，承接了多個(gè)國家人工智能基礎(chǔ)平臺的建設(shè)。隨后幾年內(nèi)，云從科技不再局限于人臉識別的技術(shù)，在視覺、語音、大數(shù)據(jù)甚至風(fēng)控處理等領(lǐng)域都展開了大量工作。2020年，云從科技發(fā)布了人機(jī)協(xié)同操作系統(tǒng)，旨在借助人工智能技術(shù)賦能各行各業(yè)。目前，云從科技的人機(jī)協(xié)同操作系統(tǒng)已經(jīng)在智慧金融、智慧治理、智慧出行、智慧商業(yè)等場景落地。鈕峰博士隨后分享了云從科技對人臉支付落地智慧金融場景的需求、挑戰(zhàn)，以及云從科技的相關(guān)技術(shù)方案。接下來，就讓我們跟著鈕峰博士的演講思路，獲取更多干貨吧！

人臉身份認(rèn)證主要技術(shù)

目前人臉身份認(rèn)證過程由三個(gè)環(huán)節(jié)完成，依次是人臉信息獲取、活體判斷、人臉比對。

人臉信息獲?。阂话阃ㄟ^單目攝像頭（彩色攝像頭或黑白攝像頭）、雙目攝像頭（兩個(gè)可見光攝像頭，或一個(gè)可見光攝像頭加一個(gè)紅外攝像頭，或雙紅外攝像頭）、3D結(jié)構(gòu)光攝像頭或者3D ToF攝像頭等硬件獲取人臉相關(guān)信息。

活體判斷：基于硬件輸入信息的不同，活體判斷算法大體可以分為四類。第一類是靜默活體，主要是針對單目攝像頭的人臉信息輸入，檢測速度快。第二類是配合式動作活體，針對單目攝像頭的人臉信息輸入，需要用戶配合完成簡單動作，相比靜默活體安全性能更高，但會影響用戶體驗(yàn)。第三類是紅外活體，根據(jù)一個(gè)可見光（RGB）攝像頭和一個(gè)紅外（IR）攝像頭的輸入信息進(jìn)行活體判斷。第四類則是3D活體，增加了深度信息，可有效應(yīng)對平面攻擊手段。

人臉比對：根據(jù)活體判斷信息的不同，分為純2D比對、純3D比對、“2D+3D”結(jié)合。2D比對效果不好的時(shí)候，3D可以作為補(bǔ)充，理論上來說，“2D+3D”結(jié)合更好。只是目前為止，3D比對由于數(shù)據(jù)量不足，其優(yōu)越性沒有完全體現(xiàn)出來，但從整體趨勢來看，未來3D比對會有更多的場景。

上述硬件與相應(yīng)的算法組合成人臉身份認(rèn)證方案。雖然各個(gè)性能存在差異，但是各有優(yōu)缺點(diǎn)，沒有哪種更為優(yōu)秀的定論，用戶應(yīng)該根據(jù)不同應(yīng)用場景選擇更合適的方案。

人臉身份認(rèn)證的場景多樣，挑戰(zhàn)依然嚴(yán)峻

產(chǎn)生上述這么多不同人臉身份認(rèn)證技術(shù)方案的原因，主要是由豐富的場景需求所造成。簡單來講：設(shè)備、空間和距離是三大要素。

人臉身份認(rèn)證的多樣化場景：設(shè)備、空間和距離

不同的應(yīng)用場景決定了所使用的設(shè)備不同，不同的設(shè)備如通用設(shè)備（如最常見的智能手機(jī)）或?qū)Ｓ迷O(shè)備（如ATM取款機(jī)）決定了所獲取可用的人臉信息會有所差異，從而后續(xù)的活體以及識別算法也會相應(yīng)的不同。而空間的多樣性（比如室內(nèi)或者室外）導(dǎo)致會面臨多樣的光線環(huán)境，這會對信息采集的硬件有不同的要求，那目前3D結(jié)構(gòu)光模組舉例，大多數(shù)3D結(jié)構(gòu)光模組在室內(nèi)效果不錯(cuò)，但是在室外很難獲得好的3D數(shù)據(jù)，要想解決室外場景，可能需要選擇有更強(qiáng)發(fā)射功率的投射器和更好的重建算法。另外人臉身份認(rèn)證的不同工作距離，對采集傳感器的要求也是不同的，傳感器分辨率和鏡頭參數(shù)等都要針對性的選擇。已歸納了三類主要因素，還有一些其他多種因素，這些因素造成了人臉身份認(rèn)證場景的多樣化，而針對多樣化的場景，目前是無法用一種方案（傳感器、算法）解決所有問題的。

除此之外，人臉身份認(rèn)證也面臨著諸多困難。首先，光照條件變化帶來的影響是很大挑戰(zhàn)。由于后端算法取決于前端視覺傳感器的輸入信息，攝像頭尤其是RGB攝像頭對光線非常敏感，在逆光、側(cè)光環(huán)境中，如何能獲取到很好質(zhì)量的圖像？如果圖像質(zhì)量不好，比如模糊，會對活體識別造成很大的困擾。其次，層出不窮的攻擊手段，從最初的二維靜態(tài)圖像，到現(xiàn)在的三維面具、頭模等，攻擊方式一直在演進(jìn)，這對算法的能力的迭代，以及迭代的速度提出了越來越高的要求。第三，良好的用戶體驗(yàn)是一款產(chǎn)品能否大規(guī)模落地的基礎(chǔ)。用戶的要求是檢測速度要快，活體通過率高，安全性好，這個(gè)在處理平臺計(jì)算能力不強(qiáng)的情況下是很大的挑戰(zhàn)。第四個(gè)挑戰(zhàn)來自數(shù)據(jù)安全性，目前個(gè)人影像數(shù)據(jù)的采集、儲存、使用等環(huán)節(jié)不是每家企業(yè)都能處理好，國家相應(yīng)監(jiān)管機(jī)制也在逐步建立中，只有營造非常安全的環(huán)境，才能使人臉支付產(chǎn)業(yè)健康地發(fā)展下去。

云從科技的人臉身份認(rèn)證技術(shù)方案

演講最后一部分，鈕峰博士介紹了云從科技的四類人臉身份認(rèn)證技術(shù)方案。

云從科技的四種人臉身份認(rèn)證技術(shù)方案

第一類是靜默活體方案，其優(yōu)勢在于無需特殊設(shè)備（普通攝像頭即可），也不需要用戶做任何動作進(jìn)行配合，通過抓取RGB圖像，在系統(tǒng)后端進(jìn)行判斷，因此用戶體驗(yàn)友好。適用于對安全性要求不高的場景，如手機(jī)上的APP。

如果針對單RGB采集數(shù)據(jù)，需要更高的安全性，則可采用動作活體方案。這也是目前大部分手機(jī)APP采用的遠(yuǎn)程的認(rèn)證方式。該方案通過主要由兩部分組成。使用時(shí)，系統(tǒng)前端需要用戶配合完成動作，如轉(zhuǎn)頭、點(diǎn)頭、張嘴、眨眼等，來進(jìn)行初步的活體驗(yàn)證和最佳人臉圖選取，初步活體通過后，數(shù)據(jù)會被送入后端的活體檢測引擎來進(jìn)一步的活體判別，從而有效預(yù)防各類攻擊。這個(gè)方案相比靜默活體技術(shù)安全性高很多，但是犧牲了一些用戶體驗(yàn)。

第三類是紅外雙目身份認(rèn)證方案，這個(gè)方案人臉信息從可見光光譜拓展到紅外光譜。很多攻擊使用的道具，包括頭模，在紅外光波段的表現(xiàn)是不一樣的，分析攻擊道具和人臉皮膚在近紅外圖像中的紋理等特性的差異則可以判斷是否是活體，并進(jìn)一步分析提取人臉特征，進(jìn)行人臉比對、識別身份。這種方案檢測速度快、需要的硬件成本低，在很多場景如自助機(jī)具、柜面設(shè)備、人證核驗(yàn)設(shè)備、刷臉支付設(shè)備、軌交閘機(jī)等都得到了廣泛的應(yīng)用。

第四類是3D（結(jié)構(gòu)光/ToF）身份認(rèn)證方案。鈕峰博士展示了云從科技研發(fā)的兩款3D結(jié)構(gòu)光模組，一款是普通的3D結(jié)構(gòu)光模組，一款是算法前置3D結(jié)構(gòu)光模組，活體算法內(nèi)嵌在模組內(nèi)更安全。通常3D結(jié)構(gòu)光采集模組輸出三幅圖：RGB圖、紅外圖和深度圖，每幅圖對活體的判斷在不同場景下所起的作用不同，這些會隱形地包含在算法模型里。云從科技的算法模型會針對不同的場景以及每幅圖的成像質(zhì)量進(jìn)行算法策略的調(diào)整。因此，無論用于室內(nèi)還是室外，亦或是光線較暗的夜間，場景魯棒性都很強(qiáng)。這也是云從科技在算法和前端采集模組深度結(jié)合產(chǎn)生出更優(yōu)秀性能方面實(shí)踐很好的案例。

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