摘要：人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部识别的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。如今人脸识别主要用于手机支付、照相娱乐、门禁系统、身份识别等，本文对人脸识别的现有技术进行概述，并对该技术在智能家居领域的应用进行详细说明。
关键词：人脸识别；智能家居；优势及困难
一、前言
人脸识别研究始于20世纪60年代，80年代后随着计算机技术、光学成像技术的发展进一步提高，真正意义上进入初级的应用阶段则是在90年后期，并且以美国、德国、日本的技术为主；人脸识别系统的关键在于尖端的核心算法，能使识别结果具有实用化的识别率和识别速度；“人脸识别系统”集成了人工智能、模型理论、机器识别、机器学习、专家系统、视频图像处理等多种前沿专业技术，还需结合中间值处理的理论与实现，是生物特征识别的最新应用，其核心技术的实现，展现了弱人工智能向强人工智能的转化。
传统的人脸识别技术主要是基于可见光图像的人脸识别，这也是人们熟悉及最常见的识别方式，已有近40年的研发历史。但这种方式有着难以克服的缺陷，尤其在环境光照发生变化时，人脸识别效果会急剧下降，无法满足实际的需要。解决光照问题的方案有三维图像人脸识别，和热成像人脸识别。但这两种技术还远不成熟，识别效果不尽人意。
二、应用前景
人脸识别已广泛用于政府、军队、银行、电子商务、安全防务等领域。例如，一位储户走进银行，他并未携带银行卡，也无需记忆密码，当他在提款机上提款时，一台摄像机对该用户的眼睛扫描，然后迅速准确地完成了用户身份的鉴定，办理完业务。这是美国德克萨斯州联合银行一个营业部中发生的一个真实镜头。而该营业部所使用的正是现代生物识别技术中的“虹膜识别系统”。此外，美国的“9.11”事件后，反恐活动已成为各国政府的共识，加强机场的安全防务成了不能回避的问题。美国维萨格公司的脸像识别技术在美国机场大显神通，它能在拥挤的人流中挑出任意一张面孔，判断他是不是通缉犯。
当前社会频繁出现的入室偷盗、抢劫、伤人等案件的不断发生，防盗门开始走进千家万户，给家庭带来安宁；然而，随着社会的发展人们对于家居的期望也越来越高，对便捷的要求也越来越迫切，基于传统的纯机械设计的防盗门，除了坚固耐用外繁琐的操作，越来越不受新群体的欢迎，便捷高效成了当代首要之选，而人脸识别则符合这一条件。
三、智能家居中的主要应用
1、各智能家居中的自动对焦及摄像设备。
2、人脸识别门禁系统：受安全保护的地区可以通过人脸识别辨识试图进入者的身份。人脸识别系统可用于企业、住宅安全和管理。如人脸识别门禁考勤系统，人脸识别防盗门等。
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3、设备使用前的身份辨识：各种家居智能设备使用前的权限开启，如危险设备运行、相机拍照、电话拨打、短信读取、金额支付、保险柜打开、门禁内部开启等都需对使用者进行身份辨识，当验证通过后，开启设备使用权限。
4、家居范围内的网络应用。
5、家居内娱乐应用：人脸识别技术广泛地应用于日常生活中，如相机拍摄，图片对比等，未来家居内，或者每家每户都会安置各种娱乐设备，以供生活消遣，尤其近两年来，相亲节目如火如荼，其中浙江电视台的爱情连连看中最佳夫妻像环节，其中就利用人脸识别对比技术来测试男女主人公面相相似程度。
随着移动互联网的快速崛起，一些人脸识别技术的开发者会将该项技术应用到家庭娱乐领域中，如应用开心明星脸，也可用于幼儿教育或智力开发等家庭活动，根据人脸的轮廓，肤色，纹理，色彩等特征来计算照片中家庭成员与明星的相似度，或进行对幼儿识人的启蒙教育。
四、人脸识别在家居领域的优势与困难
人脸识别的优势在于其自然性和不易被被测个体察觉的特点。所谓自然性，是指该识别方式同人类进行个体识别时所利用的生物特征相同。例如人脸识别，人类也是通过观察比较人脸差别来确认身份的，另外具有自然性的识别还有语音识别、体形识别等，而指纹识别、虹膜识别等都不具有自然性，因为人类或者其他生物并不通过此类生物特征区别个体。
不被察觉的特点对于一种识别方法而言也很重要，尤其是家居安保等领域，识别方法不会令人反感，并且因为不容易引起人的注意而不容易被欺骗。人脸识别具有这方面特点，它完全利用可见光获取人脸图像信息，而不同于指纹识别或虹膜识别，需要利用电子压力传感器来采集指纹，或利用红外线采集虹膜图像，这些特殊的采集方式很容易被人察觉，从而更有可能被伪装欺骗。用于未来智能家居中，可以减去了人为开锁或验证的时间，同时对于“不请自来”的顾客也可以进行有效的防范而不至于不被发现。因为人脸识别可安装在家居内任何角落，如门前，房梁下，窗户上，立柱或围栏中。
人脸识别被认为是生物特征识别领域甚至人工智能领域最困难的研究课题之一。人脸识别的困难主要是人脸作为生物特征的特点所带来的。
不同个体之间的区别不大，所有的人脸的结构都相似，甚至人脸器官的结构外形都很相似比如双胞胎，另外大量网红脸明星脸也加剧了人脸识别的难度。这样的特点对于利用人脸进行人身定位是有好处的，但是对于利用人脸区分人类个体是很不利的。
人脸的外部轮廓并不是一成必变的，人的喜怒哀乐都会带动脸部的肌肉，从而产生新的变化，不同的观测角度也会差生视觉错觉，比如俯视角度及仰视角度，同时人脸识别对环境影响也比较大，光照强度也影响仪器的数据采集。同时人脸遮盖物较多，例如口罩、墨镜、帽子、美容道具、头发、胡须等，也受年龄、化妆与否等多方面因素的影响。而这一些都是未来需要解决的问题。
参考文献
[1]聂祥飞.人脸识别综述.重庆三峡学院学报,2009,25(117):14.
[2]邓迎宾.人脸识别关键技术研究.昆明理工大学硕士论文.2007
[3]齐怀峰.基于特征脸的人脸检测与识别.云南师范大学学报,2005,25(6):22
作者简介：刘奔（1997.12-），男，山东交通技师学院。
论文作者:刘奔
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年8月上
论文发表时间:2019/3/13
标签：家居论文; 技术论文; 的人论文; 特征论文; 生物论文; 虹膜论文; 身份论文; 《新材料·新装饰》2018年8月上论文;