春運(yùn)“刷臉進(jìn)站”是怎么做到的？

一年一度的春運(yùn)很快就要來(lái)了，為了減少擁擠，北京各大火車(chē)站新設(shè)立了可以“刷臉”的機(jī)器。手持車(chē)票和二代身份證的旅客只要拿掉口罩、墨鏡等遮擋面部的物品，往這機(jī)器前面一站，5秒鐘即可順利放行。

比起傳統(tǒng)的靠工作人員識(shí)別放行，這些機(jī)器最大的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)省人力，而且方便快捷。當(dāng)然，這也對(duì)計(jì)算機(jī)“看臉識(shí)人”的本事提出了很高的要求，如何確認(rèn)眼前這個(gè)人就是身份證上的那位呢？這涉及到模式識(shí)別、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、子空間理論和流形學(xué)習(xí)等眾多學(xué)科，還有一系列以“特征臉?lè)椒ā睘榇淼淖R(shí)別算法。

這類(lèi)算法的思路主要是利用一種叫“主成分分析”的數(shù)學(xué)方法，對(duì)二維的人臉圖片進(jìn)行降維和提取特征，將其轉(zhuǎn)化為一組向量集，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)處理。它首先需要準(zhǔn)備一些基本的人臉模型（稱(chēng)為“訓(xùn)練集”），將其向量化后獲得基本的特征向量。這些特征向量在返回成圖像時(shí)看上去仍像人臉，擁有人臉的基本特征，所以它們也被稱(chēng)為“特征臉”。

在具體的識(shí)別過(guò)程中，算法會(huì)把需要識(shí)別的人臉圖像向量化、數(shù)字化，然后從參考用的訓(xùn)練集數(shù)據(jù)中找出與當(dāng)前要識(shí)別的人臉數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的幾個(gè)特征值，構(gòu)成一組特征向量基，以達(dá)到表征原數(shù)據(jù)的目的。

任何一幅人臉圖象在減去平均人臉后都可投影到子空間，得到一組權(quán)值向量，而后計(jì)算機(jī)就可以直接對(duì)比這組向量，確認(rèn)兩邊圖像中是否是同一個(gè)人了。該方法實(shí)際上是計(jì)算了此向量和訓(xùn)練集中每個(gè)人的權(quán)值向量之間的歐式距離，取最小距離所對(duì)應(yīng)的人臉圖像的身份作為測(cè)試人臉圖像的身份。打個(gè)比方，這就像是警察局里指認(rèn)嫌疑人時(shí)所用的“拼臉”方法，它以一個(gè)基礎(chǔ)臉型為底，將合適的眼睛、眉毛等五官放上去，最終組成一個(gè)與嫌疑人最像的人臉圖?！八⒛槞C(jī)器”所做的事情也大致如此，只是它的“眼睛”、“眉毛”等五官更加抽象，對(duì)比的過(guò)程也是通過(guò)純數(shù)字化的形式進(jìn)行。

可以想象，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，人臉識(shí)別技術(shù)會(huì)更加融入到我們的生活中，讓生活更加便捷。