不喊芝麻开门就能开门 南邮博士六年开发人脸钥

　　【龙虎网报道】阿里巴巴在一个藏满宝藏的山洞门口，喊两声“芝麻开门”，山洞就应声而开，这是古人关于声控开关的幻想。如今，不但这一幻想成为了现实，南京邮电大学一位博士韩柯甚至能让阿里巴巴不开口，山洞就为他打开。这便是他历时6年，从硕士研究生就开始攻克的“人脸钥匙”。

　　目前，他正把生物学上的神经元系统原理运用到人脸钥匙中，打造一种表情丰富的

　　阿里巴巴“脸蛋开门”

　　阿里巴巴的“芝麻开门”指的是声音钥匙，此外，现代科技还发明了指纹钥匙、虹膜钥匙……近年来，人类又孜孜不倦地发明了人脸钥匙，比较而言，人脸钥匙所要克服的难关更大，但技术界为之前赴后继的人层出不穷，人脸钥匙究竟有何魅力呢？

　　韩柯介绍，人脸钥匙实际上就是人脸识别技术，这是国际上的一大研究热点，他是在山东大学读硕士时接触到这一领域的，3年的研究没过瘾，毕业后又考入南邮读博，继续攻克人脸钥匙开发的技术难题。

　　据悉，以往通行的指纹钥匙，一般要先有物理接触才行，实际操作起来有较多不便之处。虹膜钥匙指的是人眼瞳孔中间的纹理，也可用来识别，但在提取和识别的过程中，都必须用强光照射人脸，给人造成较为明显的不适感。人脸钥匙也要先获取人脸图像样本，这个只要有摄像头就可以完成样本的提取，在此后的识别过程中，该样本的对象只要在摄像头前出现，就可在其无意识的状态中完成识别。

　　无表情的人脸钥匙

　　韩柯称，首先要进行人脸检测，把人脸大概的位置寻找出来。其次是人脸定位。最后是人脸的校准，在不同的表情姿态与光线强度下，人脸的形状甚至样貌在视觉上会呈现出不同的变化。在人脸的校准上，可以采用几何归依法与灰度归依法，这两种归依法的人脸校准又分成3个步骤操作。

　　第一步是平移，把人脸的中心位置移到一个坐标轴中。

　　第二步是旋转，因为摄像头获取人脸的过程中，角度不一样，所以在识别时，需要把侧脸“扭”成正脸。

　　第三步是均衡，因为拍摄人脸时，光源的强度可能大可能小，为了消除光照的影响，可以采用一些直方图均衡化的方法，消除光照的影响。

　　然而这种识别是一种有条件的识别，即提取人脸样本时，会尽量地要求被提取者表情端庄、严肃，实际上也可以说是面无表情，因此，这一阶段的人脸识别系统又被称为无表情的人脸钥匙。

　　带情绪的人脸钥匙

　　人是有喜怒哀乐的，而无表情的人脸钥匙一旦遇到有情绪的人脸，其识别率顿时下降，这是人脸识别系统研究上的世界难题，也是韩柯在博士阶段主要攻克的课题。

　　怎样才能提高丰富表情下的人脸钥匙识别率？就在韩柯的研究进入到一个瓶颈时，他无意中看到一本生物学杂志，上面谈到了人体神经网络其实就是一个信息处理器，神经细胞会把获取来的信息进行处理，反馈到神经系统，接着，它又指挥着人的器官与肌体组织做出相应的动作。这一段文字描述仿佛为他在黑暗中打开了一盏灯，他做了一个假设，能否把数学计算方法与人的神经网络机理相结合？随后，他开始努力求证自己的假想，目前，他已经能够部分地模拟某些神经细胞工作机理，并发表了相关论文，下一步是把这把钥匙从理论变成现实。

　　韩柯称，一旦这一难关完全解决了，社会应用也就指日可待了，将来，员工到现代化大楼上班，只要在办公室门口一站，相关仪器指挥大门打开，同时把员工编号包括其表情编号传输到老板的电脑中，据此，老板不但知道员工是否出勤，而且还能知道他今天的心情怎么样？是快乐的，还是哀伤的……

　　有意思的是，情绪人脸钥匙将来上岗前，必须接受一个学习训练的过程，让情绪人脸钥匙具备一些记忆，如甲的脸在不同表情下的图像特征等，就像人类一样，必须要先学习一些知识，才能对遇到的事情作出正确的判断。

　　打造红外人脸钥匙

　　明年夏天即将博士毕业的韩柯依然整天泡在实验室里，原来，他已经被公安部一下属研究所相中。

　　韩柯告诉记者，工作以后，他还将继续研究人脸钥匙，打造出红外人脸钥匙。因为，有一次朋友聚会的时候，有人开玩笑称，你说人脸钥匙安全，其实有很大的漏洞，假设银行金库的门只有行长A的脸能打开，若有不法分子拍摄到A高清晰度的脸孔图像，或制作出A的脸模戴在自己脸上，要进金库的门不是轻而易举？除非，你的人脸钥匙是一个活生生的钥匙，必须在短期内迅速做出几种面部表情，还有人体温度散发出的红外光感等。

　　朋友的玩笑话却让韩柯一宿没睡好，因为对方的无心之语实际上正是人脸钥匙的未来发展方向，三维人脸识别，即人的脸在不同的时期，可能会有胖瘦或是否有皱纹的变化，甚至有人因为种种原因到医院去整容，但通常情况下，他的脸部骨骼比例是不会发生太大的变化的，只要采撷到某个人的脸部资料，无论他怎么变身，都能对其进行识别指认。他还戏说，唐朝诗人贺知章“少小离家老大回，乡音不改鬓毛衰”的感伤可能会减轻一些，因为他回家后，站在家门口，门又像小时候一样自动打开了。

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　　永不疲倦的人脸钥匙

　　人脸自动识别技术涉及模式识别、图像处理、计算机视觉、神经网络等诸多学科，是一个典型的多学科交叉的边缘应用。借助人脸识别技术，可完美地解决人工判别所存在的各种问题，计算机不会疲劳，不会分心，无需接受专业培训，仅分析特征数据而不会被任何外在因素所欺骗，可以快速地进行照片搜索和身份判别。可快速而准确地判定一张照片的主人或数张照片是否为同一个人，也可在大量的照片数据中轻而易举地找到需着重注意的重点人物。由于人脸图像会受到年龄、心情、拍摄角度、光照条件、发型等诸多因素的影响，因此人脸的自动识别也是极具挑战性的工作。

　　目前人脸识别主要应用在以下几个方面：门禁／考勤系统、银行柜员人脸识别认证系统（防止黑客侵袭，盗取密码）、社会保障管理人脸识别系统（防止养老金冒领）、人脸识别门禁在监狱部队银行金库的应用、人脸识别系统在网吧的应用（为了对网络犯罪、黑客的追查有凭有据，及控制未成年人上网）、身份证申办人员身份验证系统等。