近日，人臉識別技術因多次在抓逃犯的過程中“立功”，再度走“紅”。從20世紀60年代起，人臉識別研究開啟，發展到今天有哪些進展？該產業里的競爭，是人工智能投資泡沫帶來的浮躁，還是市場規模將持續突進？
何謂人臉識別技術？
20世紀60年代，人臉識別工程化應用研究正式開啟。初期的方法主要利用了人臉的幾何結構，通過分析人臉器官特征點及其之間的拓撲關系進行辨識。這種方法簡單直觀，但是一旦人臉姿態、表情發生變化，則精度嚴重下降。
如今的解決方案多是基于主動近紅外圖像的多光源人臉識別技術。它可以克服光線變化的影響，已經取得了卓越的識別性能，在精度、穩定性和速度方面的整體系統性能超過三維圖像人臉識別。
劃重點！
1.人臉識別技術原理：
一是建立一個包含大批量人臉圖像的數據庫；二是通過各種方式來獲得當前要進行識別的目標人臉圖像；三是將目標人臉圖像與數據庫中既有的人臉圖像進行比對和篩選。
2.人臉識別技術流程：
(全球物聯網觀察制圖)
（1）圖像的采集與預處理
人臉圖像的采集一般分為兩種途徑，有人臉圖像的批量導入和人臉圖像的實時采集；預處理的目的是在系統對人臉圖像的檢測基礎之上，對人臉圖像做出進一步的處理以利于人臉圖像的特征提取。
（2）人臉檢測
人臉檢測方法可分為三類，分別是基于膚色模型的檢測、基于邊緣特征的檢測、基于統計理論方法。
（3）人臉特征提取
目前主流的人臉識別系統可支持使用的特征通常可分為人臉視覺特征、人臉圖像像素統計特征等，而人臉圖像的特征提取就是針對人臉上的一些具體特征來提取的。
（4）人臉識別和活體鑒別
實際的人臉識別系統一般需要增加活體鑒別環節，因為生物特征識別的共同問題之一就是要區別該信號是否來自于真正的生物體，這種信號包括要求人左右轉頭，眨眼睛，開開口說句話等。
技術不斷發展
市場上應用最多的是三種方案，包括3D結構光方案、ToF 3D方案和雙目立體成像方案。
1.3D結構光技術
3D結構光技術(Structured Light)是通過光學手段獲取被拍攝物體的三維結構，再將獲取到的信息進行更深入的應用。這種方案在未來將很有前景，可拓展空間更加廣闊，比如5G通信、AR以及其他與3D建模等相關的領域都可以發揮它獨有的關鍵作用。
例如，iphone x/xr/xs/xsmax、oppo Find x、mate20pro等都是采用了3D結果光技術原理。
3D 結構光也有它的局限，相比傳統的攝像頭，3D 結構光可以工作的距離要短一些，最長距離一般在 1 米左右，OPPO給出的數據是60cm遠精度也能控制在±1mm范圍。
2.ToF
ToF(Time Of Flight，時差測距技術)，簡單來說，是指發出一道經過處理的光，碰到物體以后會反射回來，捕捉來回的時間，因為已知光速和調制光的波長，所以能快速準確計算出到物體的距離。
ToF技術的普及與發展指日可待，vivo已經搶占先機，而且蘋果分析師也曾預測2019年iPhone也許會有重大創新就包括采用ToF技術。
3.雙目立體成像
雙目立體成像(Stereo System)是利用雙攝像頭拍攝物體，再通過三角形原理計算物體距離。已經上市的華為nova3采用的就是雙目3D人臉識別方案。
雙目方案的原理最簡單，成本也比較低。
技術發展方向
結合三維信息：二維和三維信息融合使特征更加魯棒多特征融合
多特征融合：單一特征難以應對復雜的光照和姿態變化
大規模人臉比對：面向海量數據的人臉比對與搜索
深度學習：在大數據條件下充分發揮深度神經網絡強大的學習能力
我國人臉識別主要企業
在我國從事人臉識別的企業有很多，包括騰訊、四川川大智勝、上海閱面科技、北京獵戶星空、北京飛搜科技、珠海人人智能等等。以下列舉這條產業鏈上的一些主要企業，排名不分先后。
1.北京曠視科技
業務：FaceID 在線身份驗證服務、Face++ 人工智能開放平臺、智能地產解決方案、智能安防解決方案
特點：動態人臉識別、在線/離線活體檢測、超大人像庫實時檢索、證件識別、行人檢測、軌跡分析
曠視科技團隊成員除了幾名來自清華校友外，還有來自美國哥倫比亞大學、英國牛津大學和美國南加州大學的科研及開發人員，截至目前員工僅有100余人。
2016年獲得上億元C輪融資，最后選擇通過計算機視覺技術與NLP技術的結合，制造出能“識別萬物”的智能機器人，提供硬件模組，里面內置他們家的算法。目前，他們正在準備啟動IPO的步伐，VIE架構讓他們得以繞過A股，不用達到連續三年盈利的標準實現快速上市。
2. 北京商湯科技
業務：智慧金融、智慧商業、智慧安防、互聯網+
特點：人臉技術、智能監控、圖像識別、文字識別、圖像及視頻編輯、深度學習框架
SenseTime(商湯科技)，獲IDG資本投資，主攻金融、移動互聯網、安防監控三大行業。其主要案例是圍繞各個美化軟件與直播平臺制作人臉貼圖，重點強化了人臉識別的關鍵點檢測及跟蹤技術。目前，商湯從toC轉向toB領域。
3. 廣州云從科技
業務：快速部署平臺、智能硬件、智能系統
特點：人臉信息檢測、特征提取融合、質量屬性分析、人臉相似度比對、特征相似度對比、ocr識別
2015年4月，周曦拿到戰略投資成立云從科技，同年針對金融和銀行業推出了40多種解決方案，包含從算法、產品、銷售、售后的全產業鏈打造，針對農行、建行、交行、中行及多地公安提供定制化服務。
團隊成員除了來自中科大的校友外，還來自中國科學院各大研究所、UIUC、IBM、NEC、MicroSoft等全球頂尖學府及研究機構。
4. 上海依圖科技
業務：智能安防平臺、城市數據大腦、智慧醫療健康、智能硬件設備
特點：計算機視覺、自然語言理解、知識推理、智能硬件、機器人技術
依圖科技從圖像識別入手，首先與全國省市級公安系統合作，對車輛品牌、型號等進行精準識別，隨后擴展到人像識別，通過靜態人像比對技術和動態人像比對技術，協助公安系統進行人員身份核查、追逃、監控、關系挖掘等。
6年多來，依圖科技的產品已經應用到全國二十多個省市地區的安防領域，安防領域之外，依圖也進入智慧城市領域和健康醫療領域，它要協助政府構建"城市大腦"，也希望將醫療領域的巨大知識鴻溝縮小，改善醫患體驗。
5. 北京漢王科技
業務：個人和家庭相關的電子產品、企業和辦公相關的電子產品
特點：手寫技術、OCR技術、鍵盤技術、公式識別、輸入法
漢王科技曾助力銀川市政府應用生物識別技術打造智慧政務平臺，助力杭州市國稅局實現人臉生物識別比對技術開展”刷臉“辦稅。其技術授權已與華碩、海爾、長虹、海信、平安銀行等達成合作。
6. 合肥科大訊飛
業務：語音引擎、教育產品、手機應用、互動音樂
特點：語音識別及合成技術、自然語言處理技術、語音評測技術、聲紋識別技術、手寫識別技術
科大訊飛聯合香港中文大學污曉鷗教授團隊，共同推出世界領先的人臉識別技術，提供人臉驗證、在線/離線人臉檢測和人臉關鍵點檢測等功能，聯合中國銀聯和微商銀行發布”聲紋+人臉“融合認證個人轉賬應用，科大訊飛在用的身份認證考勤，全國各地分公司通過APP進行”人臉+聲紋“打卡即可。
7. 湖南視覺偉業
業務：智能安防平臺、城市數據大腦、智能醫療健康、智能硬件設備
特點：人車云智能識別系統、人臉識別、圖像增強處理引擎、人臉自動老齡化推算、前端到云端的計算架構
視覺偉業依托于國防科大生物識別技術及一流的研發團隊。它的人臉識別卡口系統已在長沙坡子街、兩館一廳、國際會展中心等重點區域得到系統的運用。
8. 百度
業務：智能零售、地產物業、智能工廠、智能政務、信息服務
特點：人臉屬性分析、人臉對比、人臉檢索、活體檢測、離線識別SDK
百度內部正在使用人臉識別閘機，2016年11月與烏鎮景區合作，游客刷臉便可自由進出景區；與首都機場簽訂協議，未來首都機場將實現刷臉登機；與“寶貝回家”公益平臺合作利用人臉識別尋找走失兒童。
9. 阿里
特點：人臉檢測定位、人臉屬性識別、人臉對比、人臉查找1：N
(阿里人臉識別產品計費說明)
阿里的“人臉識別技術”早已應用于政務、金融、消費等多元場景。阿里云數加平臺提供的人臉服務分為三個獨立的模塊，提供三個獨立的API，模塊之間可以通過API參數來進行自由組合，不同的模塊及組合可以實現不同的人臉技術功能。基于深度學習和海量人臉標注數據，再加阿里云的技術實力，能夠提供穩定、可靠的大流量服務。
10. 深圳云天勵飛
特點：數據采集、算法訓練、算法升級
(行人“闖紅燈”解決方案)
云天勵飛是一家專注于視覺人工智能領域的公司，致力于打造基于視覺芯片、深度學習和大數據技術的“視覺智能加速平臺”。自 2015 年年底開始，云天勵飛與華為合作搭建出一個云端一體的人臉識別抓拍系統。目前，它即將完成B輪融資，估值近100億元，有望成為深圳本土AI獨角獸。
寫在最后
隨著人工智能的發展，在全球信息化、云計算、大數據的背景下，生物識別技術的應用面會越來越大。其中人臉識別技術會朝著網絡化、云技術、多模式融合的趨勢發展。
國內外巨頭紛紛加碼人臉識別技術，我國相關集成應用的企業就有數百家，至于誰家算法更勝一籌，并不是重點問題。此時，我們是否要考慮：避免熱點過度炒作，企業推出真正符合用戶需求、市場所需的技術服務，才是關鍵所在？
何謂人臉識別技術？
20世紀60年代，人臉識別工程化應用研究正式開啟。初期的方法主要利用了人臉的幾何結構，通過分析人臉器官特征點及其之間的拓撲關系進行辨識。這種方法簡單直觀，但是一旦人臉姿態、表情發生變化，則精度嚴重下降。
如今的解決方案多是基于主動近紅外圖像的多光源人臉識別技術。它可以克服光線變化的影響，已經取得了卓越的識別性能，在精度、穩定性和速度方面的整體系統性能超過三維圖像人臉識別。
劃重點！
1.人臉識別技術原理：
一是建立一個包含大批量人臉圖像的數據庫；二是通過各種方式來獲得當前要進行識別的目標人臉圖像；三是將目標人臉圖像與數據庫中既有的人臉圖像進行比對和篩選。
2.人臉識別技術流程：
(全球物聯網觀察制圖)
（1）圖像的采集與預處理
人臉圖像的采集一般分為兩種途徑，有人臉圖像的批量導入和人臉圖像的實時采集；預處理的目的是在系統對人臉圖像的檢測基礎之上，對人臉圖像做出進一步的處理以利于人臉圖像的特征提取。
（2）人臉檢測
人臉檢測方法可分為三類，分別是基于膚色模型的檢測、基于邊緣特征的檢測、基于統計理論方法。
（3）人臉特征提取
目前主流的人臉識別系統可支持使用的特征通常可分為人臉視覺特征、人臉圖像像素統計特征等，而人臉圖像的特征提取就是針對人臉上的一些具體特征來提取的。
（4）人臉識別和活體鑒別
實際的人臉識別系統一般需要增加活體鑒別環節，因為生物特征識別的共同問題之一就是要區別該信號是否來自于真正的生物體，這種信號包括要求人左右轉頭，眨眼睛，開開口說句話等。
技術不斷發展
市場上應用最多的是三種方案，包括3D結構光方案、ToF 3D方案和雙目立體成像方案。
1.3D結構光技術
3D結構光技術(Structured Light)是通過光學手段獲取被拍攝物體的三維結構，再將獲取到的信息進行更深入的應用。這種方案在未來將很有前景，可拓展空間更加廣闊，比如5G通信、AR以及其他與3D建模等相關的領域都可以發揮它獨有的關鍵作用。
例如，iphone x/xr/xs/xsmax、oppo Find x、mate20pro等都是采用了3D結果光技術原理。
3D 結構光也有它的局限，相比傳統的攝像頭，3D 結構光可以工作的距離要短一些，最長距離一般在 1 米左右，OPPO給出的數據是60cm遠精度也能控制在±1mm范圍。
2.ToF
ToF(Time Of Flight，時差測距技術)，簡單來說，是指發出一道經過處理的光，碰到物體以后會反射回來，捕捉來回的時間，因為已知光速和調制光的波長，所以能快速準確計算出到物體的距離。
ToF技術的普及與發展指日可待，vivo已經搶占先機，而且蘋果分析師也曾預測2019年iPhone也許會有重大創新就包括采用ToF技術。
3.雙目立體成像
雙目立體成像(Stereo System)是利用雙攝像頭拍攝物體，再通過三角形原理計算物體距離。已經上市的華為nova3采用的就是雙目3D人臉識別方案。
雙目方案的原理最簡單，成本也比較低。
技術發展方向
結合三維信息：二維和三維信息融合使特征更加魯棒多特征融合
多特征融合：單一特征難以應對復雜的光照和姿態變化
大規模人臉比對：面向海量數據的人臉比對與搜索
深度學習：在大數據條件下充分發揮深度神經網絡強大的學習能力
我國人臉識別主要企業
在我國從事人臉識別的企業有很多，包括騰訊、四川川大智勝、上海閱面科技、北京獵戶星空、北京飛搜科技、珠海人人智能等等。以下列舉這條產業鏈上的一些主要企業，排名不分先后。
1.北京曠視科技
業務：FaceID 在線身份驗證服務、Face++ 人工智能開放平臺、智能地產解決方案、智能安防解決方案
特點：動態人臉識別、在線/離線活體檢測、超大人像庫實時檢索、證件識別、行人檢測、軌跡分析
曠視科技團隊成員除了幾名來自清華校友外，還有來自美國哥倫比亞大學、英國牛津大學和美國南加州大學的科研及開發人員，截至目前員工僅有100余人。
2016年獲得上億元C輪融資，最后選擇通過計算機視覺技術與NLP技術的結合，制造出能“識別萬物”的智能機器人，提供硬件模組，里面內置他們家的算法。目前，他們正在準備啟動IPO的步伐，VIE架構讓他們得以繞過A股，不用達到連續三年盈利的標準實現快速上市。
2. 北京商湯科技
業務：智慧金融、智慧商業、智慧安防、互聯網+
特點：人臉技術、智能監控、圖像識別、文字識別、圖像及視頻編輯、深度學習框架
SenseTime(商湯科技)，獲IDG資本投資，主攻金融、移動互聯網、安防監控三大行業。其主要案例是圍繞各個美化軟件與直播平臺制作人臉貼圖，重點強化了人臉識別的關鍵點檢測及跟蹤技術。目前，商湯從toC轉向toB領域。
3. 廣州云從科技
業務：快速部署平臺、智能硬件、智能系統
特點：人臉信息檢測、特征提取融合、質量屬性分析、人臉相似度比對、特征相似度對比、ocr識別
2015年4月，周曦拿到戰略投資成立云從科技，同年針對金融和銀行業推出了40多種解決方案，包含從算法、產品、銷售、售后的全產業鏈打造，針對農行、建行、交行、中行及多地公安提供定制化服務。
團隊成員除了來自中科大的校友外，還來自中國科學院各大研究所、UIUC、IBM、NEC、MicroSoft等全球頂尖學府及研究機構。
4. 上海依圖科技
業務：智能安防平臺、城市數據大腦、智慧醫療健康、智能硬件設備
特點：計算機視覺、自然語言理解、知識推理、智能硬件、機器人技術
依圖科技從圖像識別入手，首先與全國省市級公安系統合作，對車輛品牌、型號等進行精準識別，隨后擴展到人像識別，通過靜態人像比對技術和動態人像比對技術，協助公安系統進行人員身份核查、追逃、監控、關系挖掘等。
6年多來，依圖科技的產品已經應用到全國二十多個省市地區的安防領域，安防領域之外，依圖也進入智慧城市領域和健康醫療領域，它要協助政府構建"城市大腦"，也希望將醫療領域的巨大知識鴻溝縮小，改善醫患體驗。
5. 北京漢王科技
業務：個人和家庭相關的電子產品、企業和辦公相關的電子產品
特點：手寫技術、OCR技術、鍵盤技術、公式識別、輸入法
漢王科技曾助力銀川市政府應用生物識別技術打造智慧政務平臺，助力杭州市國稅局實現人臉生物識別比對技術開展”刷臉“辦稅。其技術授權已與華碩、海爾、長虹、海信、平安銀行等達成合作。
6. 合肥科大訊飛
業務：語音引擎、教育產品、手機應用、互動音樂
特點：語音識別及合成技術、自然語言處理技術、語音評測技術、聲紋識別技術、手寫識別技術
科大訊飛聯合香港中文大學污曉鷗教授團隊，共同推出世界領先的人臉識別技術，提供人臉驗證、在線/離線人臉檢測和人臉關鍵點檢測等功能，聯合中國銀聯和微商銀行發布”聲紋+人臉“融合認證個人轉賬應用，科大訊飛在用的身份認證考勤，全國各地分公司通過APP進行”人臉+聲紋“打卡即可。
7. 湖南視覺偉業
業務：智能安防平臺、城市數據大腦、智能醫療健康、智能硬件設備
特點：人車云智能識別系統、人臉識別、圖像增強處理引擎、人臉自動老齡化推算、前端到云端的計算架構
視覺偉業依托于國防科大生物識別技術及一流的研發團隊。它的人臉識別卡口系統已在長沙坡子街、兩館一廳、國際會展中心等重點區域得到系統的運用。
8. 百度
業務：智能零售、地產物業、智能工廠、智能政務、信息服務
特點：人臉屬性分析、人臉對比、人臉檢索、活體檢測、離線識別SDK
百度內部正在使用人臉識別閘機，2016年11月與烏鎮景區合作，游客刷臉便可自由進出景區；與首都機場簽訂協議，未來首都機場將實現刷臉登機；與“寶貝回家”公益平臺合作利用人臉識別尋找走失兒童。
9. 阿里
特點：人臉檢測定位、人臉屬性識別、人臉對比、人臉查找1：N
(阿里人臉識別產品計費說明)
阿里的“人臉識別技術”早已應用于政務、金融、消費等多元場景。阿里云數加平臺提供的人臉服務分為三個獨立的模塊，提供三個獨立的API，模塊之間可以通過API參數來進行自由組合，不同的模塊及組合可以實現不同的人臉技術功能。基于深度學習和海量人臉標注數據，再加阿里云的技術實力，能夠提供穩定、可靠的大流量服務。
10. 深圳云天勵飛
特點：數據采集、算法訓練、算法升級
(行人“闖紅燈”解決方案)
云天勵飛是一家專注于視覺人工智能領域的公司，致力于打造基于視覺芯片、深度學習和大數據技術的“視覺智能加速平臺”。自 2015 年年底開始，云天勵飛與華為合作搭建出一個云端一體的人臉識別抓拍系統。目前，它即將完成B輪融資，估值近100億元，有望成為深圳本土AI獨角獸。
寫在最后
隨著人工智能的發展，在全球信息化、云計算、大數據的背景下，生物識別技術的應用面會越來越大。其中人臉識別技術會朝著網絡化、云技術、多模式融合的趨勢發展。
國內外巨頭紛紛加碼人臉識別技術，我國相關集成應用的企業就有數百家，至于誰家算法更勝一籌，并不是重點問題。此時，我們是否要考慮：避免熱點過度炒作，企業推出真正符合用戶需求、市場所需的技術服務，才是關鍵所在？
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