戴了口罩人脸识别系统照样认识你

　　人脸识别技术目前已经在公共安全、智能安防、手机密保等多个领域得到应用。日常生活中我们也会接触到很多，比如通过人脸识别来解锁手机，通过人脸识别进入某个特定区域，当然还有众所周知的＂刷脸支付＂。出于疫情防控需要，现阶段大家出门都要戴口罩，那么问题来了：当人们都戴上口罩，人脸识别系统还能工作吗？
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　　01
　　戴口罩打不开手机是真
　　但说人脸识别彻底没辙是假
　　一般情况下，当口罩遮挡住人脸大部分区域时，人脸识别系统无法提取到人脸完整的面部特征，只能捕捉到人脸部分信息，如果系统中保存的人脸图片是不戴口罩的完整人脸，那么两张图片之间的差异会很大，这时人脸识别就会失败。比如我们大部分人手机上安装的人脸识别系统，可能就难以识别戴口罩的你自己，据说很多果粉为了不用每次都按密码解锁屏幕，已经索性把锁屏功能都取消了。
　　但是，目前市场上也有一些人脸识别系统，是可以识别戴口罩的人脸的。那么这些人脸识别系统是如何做到＂透过你的头罩看清你的脸＂呢？要说明这个问题，我们需要先简单了解一下人脸识别系统的工作原理。
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　　02
　　戴不戴口罩
　　都有办法对付你
　　人脸识别系统的硬件主要就是摄像头和计算机（或者是手机、PAD等其它智能终端）；人脸识别系统的软件则比较复杂——人脸识别系统的软件需要控制摄像头采集图片，然后对采集到的图片进行预处理，之后完成人脸检测定位、人脸特征提取和人脸特征匹配这几项工作。
　　人脸检测定位是用预训练好的人脸检测模型去辨别图片里是否有人脸，如果检测到人脸，就进行定位；人脸特征提取是把定位到的人脸所在区域的特征提取出来；人脸特征匹配是把提取的人脸特征和预先保存在系统中的人脸特征进行比对，判断它们是否一致，如果一致就确认身份，否则身份认证失败。
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　　为了保证人脸戴上口罩后还能够被正确识别，人脸识别系统首先要能够检测到并定位戴口罩的人脸。一般说来，我们可以通过预先训练一个戴口罩人脸检测模型来解决这个问题。比如某品牌的人脸识别系统在训练人脸检测神经网络模型时采用高斯掩模的方法改变网络特征训练的权重分配模式，将人脸未被遮挡部分以及人头部分的比重增加，这样模型就可以检测并定位戴口罩的人脸。
　　检测定位到人脸后，根据人脸是否佩戴口罩，确定用来做人脸特征比对的不同模板。如果人脸未佩戴口罩，则按常规流程利用标准模板库进行比对得到识别结果；如果人脸佩戴口罩，则在特征提取过程中使用特征注意力掩模处理，得到口罩遮挡部分之外的人脸信息特征，之后与戴口罩模板库进行比对，根据比对结果输出身份验证结果。
　　戴口罩人脸识别技术目前已经在多个场所应用，如北京鸟巢金色大厅、北京第三中级法院、北京消防博物馆、汉王大厦、弘祥文化产业园等地。
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　　03
　　戴口罩会降低识别准确率
　　多维度因素识别是新方向
　　当然啦，戴上口罩后的人脸被遮挡了很大部分，识别系统能够采集到的人脸特征信息也就少了很多，人脸识别的准确率与不戴口罩时相比，肯定有所下降。这就好比我们自己有时侯在路上看到戴着口罩的熟人也没认出来，道理是一样的：特征信息不够。
　　但是这种情况下我们往往可以根据步态、身材或其它模态的信息来进一步判断对方身份。如果身份识别系统将来能够像我们人一样，能够融合对方的人脸、步态、身材等不同模态的信息，那么身份识别就可以更准确、更可靠。
　　作者 | 许 芬 北方工业大学自动化系副教授 中国人工智能学会科普工作委员会委员
　　审核 | 于乃功 北京工业大学教授 中国人工智能学会科普工作委员会秘书长
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