人脸识别技术：您需要了解的一切
如果您曾经使用面部扫描解锁手机，或者在通过机场安检时被拍摄过面部影像，那么您就有过使用人脸识别技术的经验。人脸识别技术正在迅速增长，在其复杂性和受欢迎程度上都在提高。继续阅读，了解人脸识别的工作原理，以及专业的隐私软件如何能帮助保护您的身份。
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撰文者：Samuel Kellett
发布于：2021年1月20日
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什么是人脸识别？
人脸识别技术是一种用于映射、识别或验证个人面部结构的方法。利用人脸识别技术，可以创建一个称为面部指纹
的独特数字代码。这些面部指纹被存储在人脸识别数据库中。如果您将一张照片输入这个数据库，它会找到任何匹配的面部指纹。
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人脸识别是如何工作的？
随著人脸识别技术的发展，出现了多种方法来映射面部并存储面部数据，这些方法的准确性和效率各不相同。在这里，我们将探讨人脸识别的工作原理，及其结果数据的存储方法，以及通常谁可以访问这些数据。
人脸识别的方法有三种：
传统人脸识别： 从照片中识别一个人。
3D人脸识别： 使用3D扫描器在实时捕捉某人的外形。
生物识别人脸识别： 分析独特的面部轮廓、特征和测量，以确定某人的身份。
传统人脸识别
我们可以将传统的人脸识别分为两大类别：整体和特征基础。
整体人脸识别 分析受测者的整个面部，以找到符合目标的标识特征。
特征基础人脸识别 分离出与识别相关的数据，然后将其应用到模板上，与潜在匹配进行比较。
要识别目标，传统的人脸识别系统通常遵循以下步骤。
步骤1：检测
人脸识别软件在图像中检测您的脸——想像一下标记Facebook照片时出现的小方框，或者手机相机对齐拍摄照片时出现的方框。
步骤2：分析
人脸识别算法用于识别您的独特面部生物特征和特征，例如鼻子与嘴的间距、眉毛的大小、额头的宽度等等。
这些独特的特征称为节点点 ，平均每个人脸约包含80个。这些模拟信息被转换为数字代码，形成您的面部指纹。
步骤3：识别
人脸识别软件现在可以将您的面部指纹与数据库中的其他面部指纹进行比较，以寻找匹配。
人脸识别软件将您的面部指纹与数据库中的其他指纹匹配。
3D人脸识别
3D人脸识别方法涉及使用传感器更精确地捕捉面部形状。
与传统人脸识别方法不同，3D人脸识别的准确性不受光线影响，甚至可以在黑暗中进行扫描。3D人脸识别的另一个优势是，它可以从多个角度识别目标，而不仅仅是正面轮廓。
iPhone X（及后续版本）配备了面部识别技术，依赖3D人脸识别来识别其拥有者。
3D人脸识别过程分为六个主要步骤。
步骤1：检测
您的面部可以通过人脸识别相机 直接捕捉为3D图像（例如使用手机进行面部扫描时），或通过扫描2D照片进行捕捉。
步骤2：对准
人脸识别软件现在确定您的面部位置和角度 ，以及其大小。只要您的面部朝向相机的角度在90度以内，3D人脸识别软件都能识别。
步骤3：测量
在检测到您的图像后，系统精确测量（甚至达到亚毫米级）您面部的特定形状 。一旦得到了非常精确的测量，就会创建一个模板。
步骤4：表示
与传统人脸识别的分析步骤类似，系统现在根据您的面部特征创建的独特模板转换为代码 。
步骤5：匹配
如您所想，匹配步骤涉及搜索数据库以找到匹配项 。如果被搜索的数据库完全由3D图像组成，则可以直接进行匹配而不需要额外步骤。
如果数据库还包含2D图像，则软件使用算法将您的3D面部图像转换为2D，以寻找匹配。
步骤6：验证或识别
现在，根据具体情况，3D人脸识别软件可以验证或识别您。验证 用于确认您的身份，将您的扫描与可验证您身份的图像进行比较（例如，如驾驶执照照片）。
该软件也可以用于识别 个人，将扫描与数据库中的所有照片进行比较，以寻找可能的匹配。
生物识别人脸识别
皮肤和面部生物识别科技在面部识别领域中正不断发展，能显著提高人脸识别技术的准确性。皮肤纹理分析专注于某个人的皮肤区域，使用算法进行微小的测量，包括皱纹、纹理和毛孔。
生物识别人脸识别分析的准确性如此之高，以至于能够。
人脸识别数据是如何存储的——以及在哪里？
人脸识别数据现在很可能就在你手中或口袋里。许多智能手机包含生物识别登录选项，包括指纹和面部指纹。这些数据被存储在设备本身中，因此您的生物识别信息可以在不将数据发送到外部来源的情况下进行验证。
但尽管Apple和Samsung不一定将您的面部指纹存放在大型数据库中，但在某个地方的确有很大的可能性存在这些数据。
许多执法机构拥有面部识别数据库。在美国，FBI拥有一个不断增长的数据库，能够。中国最近，该国还拥有一个面部识别数据库，用于识别或验证其约14亿公民的身份。
还有一些公共面部识别数据库可以免费访问，虽然它们的图像总数相较于私人或官方数据库有限。
有关面部识别数据库的一个令人担忧的发展涉及数据经纪公司 ，如，该公司拥有来自社交媒体、雇佣记录和新闻网站上抓取的超过三十亿张图像的数据库。
不仅收集图像。几乎您在线的所有行为——从您观看的内容到您购买的商品，以及您访问的网站——都被广告商使用cookies进行跟踪。这些信息通常会与结合，这是一种更深入的在线跟踪方法，使用隐藏脚本通过独特的浏览器和计算机特征来识别您。
浏览器指纹收集涉及使用您的浏览器设置、默认语言和时区、已安装浏览器扩展、操作系统、显示卡及其他许多特征进行分析，从而开发出一个档案，能非常高准确度地识别您。
您可以通过使用来干扰和防止这种类型的数据收集，该浏览器包含反指纹技术。Avast安全浏览器
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人脸识别技术真的准确吗？
人脸识别技术在过去几年中准确性有了相当大的提高。在2014年，性能最好的算法的错误率为4.1%；到2020年，最好的算法的错误率仅为。但这项技术仍然存在关键的（且非常重要的）缺陷，特别是与种族和性别有关的问题。
人脸识别技术能非常准确地识别白人男性，但对于女性或有色人种却不太准确。
随著这项技术迅速变得无处不在，我们有必要问自己：人脸识别究竟有多准确呢？如果所分析的图像非常清晰，则可以以高达99.97%的准确性识别出对象。
但是图像很少是完全清晰的。在现实生活中，照片往往是在不太理想的条件下拍摄的（光线不足、脸部角度尴尬等等），且容易出现错误的人脸识别匹配。
准确性方面的两个最大问题是种族和性别。事实上，人脸识别对白人男性的识别非常准确，但对女性或有色人种的识别却不太准确。根据一项，当人脸识别算法试图匹配深色皮肤的女性时，错误率为34.7%
！相比之下，匹配白人男性的最大错误率仅为0.8%。
人脸识别用于什么？
随著，许多行业都看到了这项技术的潜力。人脸识别软件的应用范围从执法、机场安检到智能手机和其他消费技术都有。以下只是人脸识别技术的众多应用中的一小部分。
智能手机中的人脸识别摄像头
较新的智能手机可以通过人脸识别软件解锁。与指纹扫描选项类似，使用面部指纹可以使得手机——除非有人能够将您的手机对准您的脸。在美国被视为非法的警察战术。
机场安检
世界各地的机场正使用人脸识别技术。通过人脸识别进行乘客登记可能会使机场安检程序变得更快、更流畅，尽管会引发隐私问题。
执法机构
如前所述，人脸识别在执法工作中越来越受欢迎。执法机构使用各种数据库来识别和验证关注人员。
辨识疾病
国家人体基因组研究所成功使用人脸识别技术诊断一种称为DiGeorge综合症的疾病，这使得该病的早期识别更为可行。在他们的小型研究中，该技术的准确度达到了。
寻找宠物
是一款专注于动物的面部识别应用。宠物主人可以注册并上传宠物的图片。如果宠物在外丢失，该公司可以利用面部识别技术在当地动物收容所中寻找匹配。
人脸识别技术的历史
让我们回顾一下人脸识别技术的简要历史时间线。
公元前3993年
人脸识别迈出了最初的一步，当时有些黑曜石被打磨成为了第一面镜子。
好的，好的，稍微提前一点…
1962–1964年
领导一个小组，试图了解计算机是否能够识别人类面部。为此，他教会计算机识别面部特征，然后测量那些特征并与其他面部进行比较。这一实验并未成功，但这个想法显示出潜力，并引起了对面部识别软件的兴趣。
1970年代
Bledsoe的研究之后，由进行了进一步的研究，开发出21个供计算机使用的具体面部标记。不幸的是，正如之前的Bledsoe一样，他们也受到当时技术的限制，需要相当多的手动计算。
1988–1991年
特征面！
对不起，这只是一个有趣的词。在1988年，Surovich和Kirby提出“特征面”的概念，这本质上是从众多其他面孔中建构出来的标准化面孔。这是首个整体（全脸）的人脸识别方法。
1991年，Turk和Pentland扩展了这项工作，发现了一种检测图像中的面孔的方法。虽然这些实验也受到可用技术的限制，但显示了成功。至今，特征面仍被认为是某些人脸识别方法的基准比较。
1990年代–2000年代
在上世纪末，若干面部识别的重大进展相继出现。1993年，国防高级研究计划局（DARPA）和国家标准与技术研究所（NIST）启动了FERET计划，旨在建立一个面部识别数据库。
随后在2000年代初期，国家标准与技术研究所推出了一系列名为的评估，这些独立评估至今仍在使用。
2010年
事情真正开始加速发展。，当用户（或其他人）上传照片时进行标记。
2017年
Apple宣布iPhone X将包含Face ID技术，这是一款让用户只需透过观察即可解锁手机的人脸识别软件。2017年也见证了ClearviewAI的诞生，该公司如上所述拥有超过三十亿张来自互联网的照片数据库。
相关的隐私问题
人脸识别技术确实能实现一些令人惊讶的应用，但也有许多显而易见的担忧，如人脸扫描可能被滥用或导致错误匹配。幸运的是，仍然有一些方法可以保护您的数据。
人脸识别与监控技术的危险性
在COVID-19疫情期间，人脸识别技术被用于确定员工是否遵循。该技术在欧洲和美国的酒店和餐厅中被秘密使用，这引发了批评者的隐私担忧。
在中国，监控技术如人脸识别已被，中国政府也向世界各地的威权主义政府出售监控工具，包括委内瑞拉和辛巴威。
政府可以利用人脸识别技术监视市民。
IBM表示将不再开发或提供人脸识别技术。Google则表示不会提供人脸识别，直到能够制定防止滥用的政策。甚至，其原因是关于准确性和种族偏见的担忧。
如何保护自己？
如果您对人脸扫描感到不安，可以采取一些简单的方法来降低自己被添加到数据库的可能性。
选择不使用Facebook的人脸识别。 您可以，使您不再被Facebook的人脸识别软件识别。当您选择这个选项时，Facebook还会删除他们对您的面部模板。
不要将自己变成外星人或动物。 虽然其面部过滤技术不如人脸识别算法精确，但这样的应用若有其选择，可能会对其数以百万计的面部扫描进行不当的处理。在去年因其可以让使用者看老的过滤器而引起了很多人的关注。令人担忧的是，他们的使用条款赋予该公司随意使用上传照片的权利。
使用VPN（虚拟私人网络）保持线上匿名。对您在线活动的数据进行加密，并，这有助于保护您的身份不被恶意行为者，甚至是您的ISP（互联网服务提供商）所追踪。通过这样做，您可以并限制与您的图像相关的信息量 。
即使拥有，您在上传自己的图片时仍然应当谨慎。正如网上常说的那样：“互联网是永恒的。”
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