脸部识别技术：你需要知道的一切

如果你曾经用脸部扫描解锁手机，或者在通过机场安检时被拍摄过脸部影像，那么你就已经体验过脸部识别技术。这项技术正在快速发展，无论是在精密程度还是普及度上。继续阅读以了解脸部识别的运作原理，以及专门的隐私软件如何帮助保护你的身份。

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撰文者：Samuel Kellett
发布日期：2021年1月20日
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什么是脸部识别？

脸部识别（或脸部辨识）技术是一种用于映射、识别或验证个人脸部结构的方法。借助脸部识别技术，可以创建一个独特的数字代码，称为脸部指纹 。这些脸部指纹会存储在脸部识别数据库中。如果你将一张照片输入数据库，它会找到任何储存的匹配脸部指纹。

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脸部识别如何运作？

随著脸部识别技术的演进，出现了多种映射脸部和储存脸部数据的方法，各自的准确性和效率不同。在这里，我们将探讨脸部识别的运作方式，以及结果数据的存储方式和通常可以访问此数据的人。

脸部识别有三种方法：

• 传统脸部识别： 透过照片识别个人。
• 3D脸部识别： 利用3D扫描仪实时捕捉个体的形象。
• 生物识别脸部识别： 分析独特的脸部轮廓、特征和测量值，以确定某人的身份。

传统脸部识别

我们可以将传统脸部识别分为两个主要类别：整体分析和特征分析。

• 整体分析的脸部识别 会分析对象的整个脸部，寻找与目标匹配的识别特征。
• 特征分析的脸部识别 则是从脸上分离出相关的识别数据，然后将其应用到与潜在匹配的模板进行比较。

要识别目标，传统脸部识别系统通常经历以下步骤。

步骤1：检测

脸部识别软件检测图像中的脸部——想想你在Facebook标记照片时弹出的那些小方框，或者当你在手机相机对准拍照时出现的方框。

步骤2：分析

脸部识别算法用于识别你独特的脸部生物特征，如鼻子和嘴之间的距离、眉毛的大小、额头的宽度及其他多个特征。

这些独特的特征被称为节点点 ，平均每个人的脸大约有80个。这些类比信息会被转换为数字代码，来形成你的脸部指纹 。

步骤3：识别

脸部识别软件现在可以将你的脸部指纹与数据库中的其他脸部指纹进行比较，找出匹配。

脸部识别软件将你的脸部指纹与数据库中的其他指纹进行匹配。

3D脸部识别

3D脸部识别方法涉及使用传感器更精确地捕捉脸部形状。

与传统的脸部识别方法不同，3D脸部识别的准确性不会受到光照的影响，扫描甚至可以在黑暗中进行。另一个优点是3D脸部识别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Face ID技术，依赖于3D脸部识别来识别其拥有者。

3D脸部识别过程主要包括六个步骤。

步骤1：检测

你的脸可以直接通过脸部识别摄像头 （例如，在你用手机进行脸部扫描时）捕获为3D影像，或通过扫描2D照片来捕获。

步骤2：对齐

脸部识别软件现在确定你的脸部的位置和角度 ，以及大小。只要你的脸部朝向摄像头的角度在90度以内，3D脸部识别软件都能识别。

步骤3：测量

一旦检测到你的影像，系统会测量（精确到亚毫米）你脸部的特定形状 。一旦得到了这个非常准确的测量，系统就会创建一个模板。

步骤4：表示

类似于传统脸部识别的分析步骤，系统现在根据你的脸部特征创建的独特模板，将其转换成代码 。

步骤5：匹配

如你所想，匹配的步骤涉及搜索数据库以找到匹配的模板 。如果搜索的数据库完全由3D影像组成，则可以直接匹配而不需要额外步骤。

如果数据库中还有2D影像，则软件会使用算法将你的3D脸部影像转换为2D以找到匹配。

步骤6：验证或识别

现在，根据情况，3D脸部识别软件可以验证或识别你。验证 是用于确认你的身份，将你的扫描与可以证实你身份的影像（例如驾驶执照照片）进行匹配。

该软件也可以用来识别 某个人，此时扫描将与数据库中的所有照片进行比较以寻找可能的匹配。

生物识别脸部识别

皮肤和脸部生物识别是一种新兴技术，能显著提高脸部识别技术的准确性。皮肤质地分析集中在一个人的皮肤上，利用算法对线条、质地和毛孔进行非常细微的测量。

生物识别脸部识别分析准确无比，甚至可以。

脸部识别数据如何存储及其位置？

脸部识别数据可能就在你手中或口袋里。许多智能手机都包括生物识别登录选项，包括指纹和脸部指纹。这些数据储存在设备本身，因此可以在不将数据发送到外部来源的情况下进行生物识别验证。

但是，即使苹果和三星不一定拥有你的脸部指纹存放在庞大的数据库中，仍然有很大可能性这些数据存在于某个地方。

许多执法机构拥有脸部识别数据库。在美国，联邦调查局（FBI）拥有一个不断增长的数据库，可以。中国最近以获得移动数据计划，并且该国还拥有用于识别或验证所有1.4亿公民的脸部识别数据库。

还有许多可以免费访问的公共脸部识别数据库，虽然其影像总数与私人或官方数据库相比有限。

关于脸部识别数据库的另一个令人气愤的发展是数据经纪公司 （如），该公司拥有超过30亿张从社交媒体、就业记录和网络新闻网站刮取的照片。

不仅仅收集影像。几乎你的所有在线行为——从你观看的内容到你购买的商品，再到你访问的网站——都被使用cookies的广告商跟踪。这些信息通常与的数据结合，这是一种通过浏览器和计算机独特属性来识别你的更深入的在线跟踪形式。

浏览器指纹涉及使用你的浏览器设置、默认语言和时区、安装的浏览器扩展、操作系统、显示卡及其他多个属性来开发一个个人资料，这个个人资料可以极高准确性地识别你。

你可以使用包含反指纹技术的来干扰和防止这类数据收集。Avast安全浏览器 是专门为防止侵入式的网络跟踪、混淆浏览器指纹脚本和阻挡广告而设计的。想要真正私密的网络体验，可以立即试用我们的免费安全浏览器。

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脸部识别技术真的准确吗？

在过去几年中，脸部识别技术的准确性有了相当大的改善。2014年，最好的算法错误率为4.1%；到2020年，最佳算法的错误率报告仅为。但是，这项技术仍然存在关键的（且非常重要的）不足，特别是在种族和性别方面。

脸部识别对识别白人男性非常准确，但对女性或有色人种的识别却不如人意。

随著这项技术迅速变得无处不在，我们有必要自问：脸部识别的准确性到底如何？如果所分析的图像非常清晰，则受试者的识别准确度可高达99.97%。

但实际情况中，图像很少是完全清晰的。在现实世界中，照片经常是在不理想的环境下拍摄的（光线差、脸部角度不佳等），而误识的情况也很容易发生。

关于准确性的两个主要问题是种族和性别。事实证明，脸部识别对识别白人男性非常准确，但对女性或有色人种的识别则不如理想。事实上，一项 发现当一个脸部识别算法试图匹配深色皮肤的女性时，错误率高达34.7% ！相比之下，白人男性的最大错误率仅为0.8%。

脸部识别被用来做什么？

随著，许多行业也看到了这项技术的潜力。脸部识别软件有许多用途，从执法到机场安检，再到智能手机及其他消费技术。以下是脸部识别技术的一些应用选择。

智能手机中的脸部识别摄像头

较新的智能手机可以透过脸部识别软件来解锁。类似于指纹扫描选项，使用脸部指纹使手机难以被——除非有人能将你的手机对著你的脸。美国于2019年裁定，使用脸部识别强行解锁手机的警察手段是不合法的。

机场安检

世界各地的机场都在使用脸部识别技术。透过脸部识别检查旅客可以让机场安检程序变得更快、更顺利，尽管存在隐私担忧。

执法机构

如前所述，脸部识别在警方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相关人员。

确定疾病

美国国立人类基因组研究所成功利用脸部识别诊断一种名为迪乔治综合症的疾病，使早期识别该疾病的可能性更高。在他们的小型研究中，该算法能以诊断这种疾病。

找寻宠物

是一款专注于动物的脸部识别应用。宠物主人可以注册并上传其宠物的照片。如果宠物走失，该公司可以使用脸部识别在当地动物收容所寻找匹配。

脸部识别技术的历史

让我们回顾一下脸部识别技术的简要历史时间表。

公元前3993年

脸部识别的初步开始，当时使用黑曜石制作的光滑石板形成了第一面镜子。

好吧，好吧，我们快进一下…

1962-1964年

领导一个团队来确定电脑是否能识别人类的脸。为此，他教会电脑如何识别脸的特征，然后测量这些特征并与其他脸部进行比较。这项实验并不成功，但这个想法显示出潜力，并增加了对脸部识别软件的兴趣。

1970年代

Bledsoe的工作由进一步发展，他们为电脑开发了21个具体的脸部标记供识别使用。不幸的是，像之前的Bledsoe一样，他们亦受到当时技术的限制，需要大量的手动计算。

1988-1991年

特征脸！ 不好意思，这只是我想要喊出来的有趣词汇。1988年，Surovich和Kirby提出了“特征脸”的概念，实际上是通过研究众多脸孔来建立的标准化脸孔。这是第一次整体（全脸）脸部识别的方法。

1991年，Turk和Pentland在这一工作上进一步发展，发现了一种检测图像中脸部的方法。尽管这些实验也受到可用技术的限制，但它们显示出成功。今天，特征脸仍然被视为某些脸部识别方法中的基准比较。

1990s-2000年代

在上个世纪末至21世纪初，脸部识别技术取得了几项进展。1993年，美国国防高级研究计划局（DARPA）和国家标准技术研究所（NIST）启动了FERET计划，目标是建立脸部识别数据库。

稍后，在2000年代初，国家标准技术研究所引入了一系列评估，称为。这些对脸部识别数据库的独立评估至今仍在使用。

2010年

这时候事情开始真正起飞。，在用户上传照片时自动标记他们（或其他人）。

2017年

苹果宣布iPhone X将包括Face ID，这是他们自有的脸部识别软件，允许用户仅通过注视手机来解锁。2017年还见证了ClearviewAI的诞生，该公司拥有从互联网抓取的超过30亿张照片的数据库。

相关隐私问题

脸部识别技术能够实现的事情确实令人赞叹，但显然存在著关于脸部扫描被滥用或导致错误匹配的许多顾虑。幸运的是，有一些方法可以保护你的数据。

脸部识别和监控技术的危险

在新冠疫情期间，脸部识别技术被用来确认员工是否遵循。这项技术秘密地被用于欧洲和美国的酒店和餐厅，引发了批评者的隐私担忧。

在中国，像脸部识别这样的监控技术已被。中国政府还将他们的监控工具卖给全球的专制政权，包括委内瑞拉和津巴布韦。

政府可以使用脸部识别技术监视其公民。

IBM已表示将不再开发或提供脸部识别技术。谷歌不会提供脸部识别，直到他们能制定防止滥用的政策。甚至，理由是准确性和种族偏见的担忧。

你该如何保护自己？

如果脸部扫描让你感到不安，有一些简单的方法可以减少被添加到数据库的机会。

• 选择不使用Facebook的脸部识别。 你可以，不再让Facebook的脸部识别软件识别你。选择此选项时，Facebook将删除他们拥有的你的脸部模板。
• 停止将自己变成外星人或狗。 虽然他们的脸部过滤器技术不如脸部识别算法那么深入，但这个应用程序如果选择这样做，可能会将他们数以百万计的脸部扫描用于不少道德质疑的事务。当去年流行的Face App因一个让用户看起来变老的滤镜引起了关注。他们的使用条款令人担忧地赋予公司使用上传照片随意的权利。
• 使用加速器（虚拟私人网路）保持上网匿名。可以加密你在线活动所涉及的数据并，这有助于隐藏你的身份，防止恶意行为者的追踪，甚至抵御你的ISP（互联网服务提供商）的追踪。透过这样做，你可以并限制能够与你的影像相关联的信息数量 。

不过，即使拥有，在网上发布自己的影像时，仍需谨慎。正如网上所说的，“互联网是永恒的”。

使用Avast BreachGuard保护你的在线数据

数据经纪人、公司和其他人在线收集有关每个人的数据，包括你。他们将这些数据出售给市场营销商、广告商和其他希望使用综合或个性化见解的参与者。若这还不够糟糕，数据经纪人的数据库可能会被曝光，数据将会出售到。

通过联系已知数据经纪人来要求他们从登记中删除你的数据，让你对自己的在线数据有更多控制。同时，它也会监控深网上的市场，并在你的个人信息泄漏时通知你——使你能够直面在线隐私的问题。

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