蓝色星际今日视点:三维人脸识别技术进入规模化应用阶段

http://www.secu.hc360.com2020年07月10日11:55 来源:慧聪物联网作者:乔索T|T

    二维人脸识别是基于人脸平面图像的,但实际上人脸本身是三维的,人脸平面图像只是三维人脸在一个平面上的投影,在这个过程中,必然会丢失一部分信息,因此,二维人脸识别性能的进一步提升,一直受到环境光线、姿态、表情等因素的不利影响。三维人脸识别是基于三维人脸图像的,从理论上讲具备一些三维图像信息的技术优势,但一直存在采集设备昂贵,采集系统复杂,存储度高,人脸重建算法复杂,识别速度较慢等缺点。如姿态的问题是人脸识别问题研究的难题,当成像的对象面部的表情发生变化的时候,会使整个人脸的区域的成像发生变化,人脸的图像因视觉的感官的改变而发生变化就会导致整个人脸的区域成像效果也发生相应的改变。这种变化是比较难去捕捉和把握的,会增加人脸识别的难度。

    由于三维人脸识别技术也还在应用中不断完善,其产品的价格也不可能太高,因此产品的毛利率较低,影响了产品的推广应用。我们可以从川大智胜(002253)近几年的年报中看到三维人脸识别技术推广的艰难。

    四川川大智胜软件股份有限公司2008年6月在深圳中小板上市。2000年川大智胜改制成立的前身是四川大学图像图形研究所,在国内图像图形科技界成果卓  著。2007年,当时的川大智胜已经凭借其自研的国产空管系统产品迅速占领了市场,其航空管制雷达模拟机在国内市场的占有率达到了90%,在这个基础上川大智胜迅速成为我国空管行业的龙头企业。资金、技术、人才三位一体的川大智胜在三维人脸识别领域也有所建树。

    2013年川大智胜开始在三维人脸识别领域布局。2015年川大智胜使用Intel公司的RealSense作为传感器,开发出国内第一套三维人脸识别系统,完成了原理样机开发。该系统在ATM机和社保柜员机上安装,接受进一步测试检验。此后公司在人工智能领域的多项硬核科技新产品包括:高精度三维人脸照相机和基于高精度三维人脸库的高性能人脸识别、地-空通话语音识别和空管指挥安全监控、满足轨道交通“刷脸出行”需求的高性能三维人脸识别、5G宽带融合低空监视雷达网络等。2018年底前完成了上述产品的核心技术创新和原理样机、应用样机,工程样机的开发。

    2018年12月,川大智胜牵头开发的五种高速高精度三维测量仪器,通过科技部委托四川省科技厅组织的第三方测试和专家组验收。2018年以来,川大智胜在超高精度人脸照相机的基础上,进行系统的产品化开发,目标是缩小体积、降低成本、提高可靠性、满足不同场景实用需求。

    2019年9月23日,川大智胜公司举行了“新三维人脸识别”产品发布会。会上发布并展出了公司运用“新三维人脸识别”技术,研制生产的高精度三维全脸建模硬件和软件、高性能(识别能力和防伪能力)认证和门禁产品、高速高精度通道式现场实时三维注册和识别产品。公司的“新三维人脸识别技术产品”采用了包括DLP技术、红外激光振镜技术和散斑结构光技术,满足20多个行业不同应用场景对高精度三维人像的采集和识别需求。

    川大智胜公司开发的新三维人脸识别主要有三方面核心技术,即高精度或超高精度三维人脸测量技术和仪器、最限度逼近真实人脸的三维人脸模型的建模技术和软件(包含的人脸细节特征点是二维人脸或低精度三维人脸的数十倍或上百倍)、由注册人3DRM模型生成在各种可能姿态和光照条件下呈现的数万张二维图像训练样本大数据的算法和相应的训练、识别软件。川大智胜三大系列新三维人脸识别产品经试用证实了其优异性能。

    川大智胜的人脸识别产品,主要应用于安防、交通、园区等复杂的应用场景。这也就决定了他们从产品研发成功到真正的落地市场需要经历漫长的磨合期。如二维视频监控中动态人脸识别和跟踪是国际公认的难题,依靠现有的二维人脸库无法解决。动态视频图像中,可能会有较大姿态变化和光照变化的人脸自动识别是各国安防界公认的瓶颈难题,多年未能突破。近年因反恐需求,对克服这一瓶颈难题的呼声不断高涨,突破动态人脸识别瓶颈的重要性已被提升到新高度。

    川大智胜的高精度三维全脸采集建库产品它能采集人脸从左耳至右耳180度视角范围的三维数据,深度精度为0.1mm。主要用于采集公共安全关注的重点人员的三维人脸,并建立相应的模型和数据库。有了高精度三维全脸库后,在现有视频监控系统中,只需升级软件而不改变硬件系统,就能突破目前全世界安防界都未能解决的“动态识别”瓶颈。2019年川大智胜与重庆公安部门合作,在重庆北碚区范围内,近20个派出所和司法单位采集建设了公共安全敏感人群的高精度三维全脸大数据库,并从全区80多路重要视频监控图象中实时检测分割出二维动态人脸大数据,并分别用三维全脸大数据库和传统二维人脸库进行识别比对,证实用三维全脸大数据库识别比对成功率大大优于用传统二维人脸库对比。这是第一次用规模化的实际视频监控实验,证实了高精度三维全脸库能够有效解决动态人脸识别难题。

    川大智胜和铁路科研部门合作,在重庆、北京高铁站进行了三维人脸实时注册和识别实验,证实识别率>99.5%,满足未来轨道交通“刷脸出行”要求,将在未来“新基建”智能车站建设中发挥作用。

    医院手术室等部位门禁需要医护人员不取口罩就能自动识别。传统二维人脸识别技术因只能抽取200-300个特征点,在眼睛以下人脸被口罩遮挡后只剩几十个特征点,识别效果很差。川大智胜开发的高精度三维人脸照相机和软件能抽取上万个人脸特征,即使面部被口罩遮挡70%,仍能抽取数千个特征点,因而不取口罩也能达到99%的识别正确率。2019年公司与四川大学华西第二医院锦江分院合作,在该院内部各点位安装141台高精度三维人脸采集识别设备,规模化示范应用证实了在“戴口罩人脸识别”应用情景下,高精度三维技术的巨大优势。这也说明在2020年新冠疫情期间遇到的带口罩的人脸识别问题川大智胜在此之前已解决。

    任何一项先进技术能够得到规模化的推广应用必须是其产品在满足用户要求的前提下价格也被接受,同时生产商的盈利能保证其生存和发展。聚焦于三维人脸识别的厂家不少:如商汤、旷视、的卢深视、百度、润安科技、千视通等,伴随着越来越多玩家涌入,整个行业的迭代速度都在不断加快,但由于产品价格较高,毛利率较低,普及的进度一直不快。  

    从川大智胜2019年年报来看,该公司的三维人脸识别的产品反映在人工智能产品与服务项目中,当年营业收入虽然同比下降了25.61%,为0.8309亿元,但由于毛利率由9.41%上升到30.92%,同比增加了21.51个百分点,毛利润达到2569万元,同比增加了144.43%。从从川大智胜2019年年报中的案例和财务数据来看,三维人脸识别技术进入规模化应用的条件已经成熟。

责任编辑:刘婷婷

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