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谁能认出你的脸

2009-05-07 来源:文摘报  我有话说

重庆市江北区公安分局在其张贴的悬赏公告上公布“3.19”案疑犯模拟画像。

2009年3月19日晚7时许,重庆一执勤哨兵被袭击身亡,袭击者还抢走了哨兵的半自动步枪。这便是震惊全国的重庆“3・19”哨兵遇袭案。

3月30日,重庆市沙坪坝区公安分局发布悬赏公告,公开了由现场监控录像抓拍的4张视频截图,但截图中并没有袭击者的正面影像。一周后,在江北区公安分局公布的电脑模拟画像中,袭击者的头部被“转正了90度”,一张隐藏在浅色线帽下的面孔逐渐清晰。

很多人好奇,原本模糊的视频截图,如何能变得清晰?袭击者的头部是怎么被“扭正”的?

清华大学电子工程系教授,主持研制“人脸识别系统”的苏光大,曾利用该项技术,协助公安部门成功破获数起要案。在他看来,模糊图像复原和人像组合技术,在中国已相对成熟,而综合了两者技术特性的人脸识别系统,正越来越多地成为辅助识别犯罪嫌疑人的有效办法。

“京城超市投毒第一案”的破获

“3・19”枪匪到底是谁,目前不得而知。不过,在以往的案件里,根据视频截图生成人脸正面清晰图像,进而破案,早有先例。

苏教授回忆起他曾协助警方破获的“京城超市投毒第一案”:北京市的7家超市,先后接到一男子的匿名电话。他以投毒相要挟,勒令商场向他指定的账户汇款。为了锁定犯罪嫌疑人,警方利用银行内的电子眼,拍摄其提款过程,想从视频中组合出男子的模样。

图像组合的原理,其实并不复杂,但想要从连贯的视频中,精确地“剥离”出接近真实的清晰人脸,其难度比组合几幅静态图片大得多。

在“超市投毒案”的视频中,嫌疑人的行迹相对连贯清晰,而截取其中单幅画并“抠”出头部后,分析对象仅仅是一张大小不足一厘米的图片,面部细节非常模糊。如果进一步放大分析,眼睛、鼻子等关键部位的信息更是丢失殆尽。于是,将截图输入“模糊图像增强系统”后,系统根据模糊成因进行参数分析,再自动筛选出特征较为清晰的10张。然后将10张左侧脸叠加为1张。约一小时的时间里,同样的程序反复运行三四次,最后,警方绘图专家通过系统细化后的脸部多角度画面,绘制出了犯罪嫌疑人的正面模样。

当这个名叫尹刚的东北籍投毒犯被抓获时,他吃惊地说:“原以为在北京,不可能有人认得我。”

戴墨镜,也能画出真实模样

制造重庆“3・19”哨兵遇袭案的袭击者的面孔始终掩盖在浅色线帽下,人眼识别都很难。刘海、口罩、帽子、眼镜,是人脸图像中最常见的遮挡物,对识别准确率影响很大。墨镜更是会遮挡大部分的脸部特征。但这并不直接影响“人像组合系统”画出脸的大致模样。系统将人脸识别分解为:人面像识别,眼睛识别,嘴巴识别,鼻子识别,眼眉识别。如此细分,可以有效避免由年龄、姿态等变化产生的面部变形对捕捉人脸信息造成的影响,“摘掉”眼镜和口罩,也不是什么难事儿。

从视频中还原并组合出相对清晰的人脸,只是两步必要的“准备”工作,要想从茫茫人海中揪出嫌犯,还需要“人脸识别系统”的运算分析。

奥运会入场安检的成功尝试

“人脸识别”的运算分析系统,在2008年北京奥运会开幕式的入场安检中就曾发挥过作用。8月8日当晚,观众进入“鸟巢”,除了凭借那张价格不菲的门票,还必须逐一在进场通道前“留张影儿”。持票人刷票时,摄像头在一两秒钟内抓拍人脸,系统再自动分析1秒内的25帧画面(或2秒内50帧画面,依次叠加),选取角度合适并且相对清晰的5帧(或10帧),定位面部关键点,并提取特征,随后将持票人和票内信息的认证结果同时上传到中转服务器,再由中转服务器上传至安保中心服务器。观众信息获得认证并通过,只需要两三秒时间。

“在识别过程中,电脑必须和人脑一样,看一眼就知道‘他是不是他’。”中科院计算机研究所博士孙庆南说。北京奥运会期间,他参与了人脸识别快速身份验证系统的实施和操作。

其实,人的面部有许多无法改变的特征:眼眶内外侧的比例,鼻梁长度和鼻翼宽度的比例……这些由人的面部骨骼决定的比例关系,组成了无数个“关键点”,不会因为胖瘦、表情、年龄的变化产生改变。于是,系统根据这些关键点进行统计学计算,建立起数据模型,把人的面部解析成由数字组成的“矩阵”,变成电脑能读懂的“语言”。这样一来,人脸经计算机转换为数字,一点点计算出来,最终提取出一组能够表达整张人脸的特征数据。

重庆警方公布的“3.19”视频截图模糊了许多,这给分析人脸特征造成困难。除了获取特征信息,在电脑中运行“人脸识别”,还需要加上人为经验分析,才能取得组成一张相对清晰和完整的人脸。

人脸识别系统走向商用

目前,人脸识别系统除了应用于辅助公安工作外,在民用领域也有了很大的发展。

由于识别系统的软件体积很小,普通的家用电脑就可以安装运行,而辅助工具,只是一个普通的数码摄像头。尤其适用于需要人员身份验证的场合,如大型体育赛事、机场、景区,或教育考试、政府机构和企业的出入口控制等。利用人脸识别辅助信用卡进行网络支付,还可以有效防止非信用卡持有者盗用信息。

“想象某一天,只要在家门前装个摄像头,你刚站在门口,电脑就能一眼认出你。”章柏幸举了个例子,“你的脸,就是最安全的钥匙。”

然而,有人质疑,这样功能强大的识别软件,一台普通的家用电脑就可完成处理。是不是任何一个人都可以使用,采集数据是否涉及侵权?

在苏光大看来,问题的关键在于技术被什么部门掌握,而且,法律允许在公共场所设置监控设备,并不是取消人们在公共场所的隐私权,恰恰是为了保障人们隐私权的实现。

“当然,这些担心也并非杞人忧天。”苏光大也表示,“科学技术的运用,常是把双刃剑。”

(《中国青年报》4.29 王蕾等文)

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