面部识别技术：您需要了解的一切
如果您曾通过面部扫描解锁手机，或在机场安检时被拍摄过面部照片，那么您已经体验过面部识别。面部识别技术在复杂性和普及性方面都在迅速增长。继续阅读以了解面部识别的工作原理，以及专门的隐私软件如何帮助保护您的身份。
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撰写者：Samuel Kellett
发表于：2021年1月20日
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什么是面部识别？
面部识别（或面部识别技术）是一种用于映射、识别或验证个人面部结构的方法。借助面部识别技术，可以创建一个独特的数字编码，称为面部指纹
。这些面部指纹会存储在面部识别数据库中。您可以将照片输入数据库，它将查找任何存储的匹配的面部指纹。
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面部识别是如何工作的？
随着面部识别技术的发展，出现了多种方法来映射面部并以不同精度和效率存储面部数据。下面我们将探讨面部识别的工作原理，以及生成的数据如何存储以及谁通常有权访问这些数据。
面部识别有三种方法：
- 传统面部识别： 从照片中识别一个人。
- 3D面部识别： 使用3D扫描仪实时捕捉一个人的外貌。
- 生物识别面部识别： 分析独特的面部轮廓、特征和测量，来确定某人的身份。
传统面部识别
我们可以将传统面部识别分为两个主要类别：整体性和基于特征的。
- 整体面部识别 分析一个人的整个面部，以找到与目标匹配的特征。
- 基于特征的面部识别 则从面部提取相关的识别数据，然后将其应用到与潜在匹配进行比较的模板上。
传统面部识别系统通常经历以下几个步骤以识别目标。
步骤1：检测
面部识别软件会在图像中检测到您的面部 —— 想想那些在Facebook照片标签时出现的小方框，或是当您通过手机相机对准照片时出现的方块。
步骤2：分析
面部识别算法用于识别您的独特面部生物特征和特征，例如鼻子与嘴巴之间的间距、眉毛的大小、额头的宽度以及众多其他属性。
这些独特的特征称为节点点 ，一个普通的人脸大约包含80个节点点。这些模拟信息转换为数字代码以形成您的面部指纹 。
步骤3：识别
面部识别软件现在可以将您的面部指纹与数据库中的其他指纹进行比较，以寻找匹配项。
面部识别软件匹配您的面部指纹与数据库中的其他指纹。
3D面部识别
3D面部识别方法涉及使用传感器更精确地捕捉面部的形状。
与传统面部识别方法不同的是，3D面部识别的准确性并不受光线的影响，而且扫描甚至可以在黑暗中完成。3D面部识别的另一个优势是，它可以从多个角度识别目标，而不仅仅是正面视角
。
iPhone X（及以后的版本）配备了面部识别技术，这依赖于3D面部识别来识别其拥有者。
3D面部识别过程主要包括以下六个步骤。
步骤1：检测
您的面部可以通过面部识别相机 （例如，当您使用手机进行面部扫描时）直接捕捉为3D图像，或者可以通过扫描2D照片进行捕捉。
步骤2：定位
面部识别软件现在确定您的面部位置和角度 ，以及其大小。只要您的面部在面对相机90度以内的方向，3D面部识别软件就能识别您。
步骤3：测量
一旦检测到图像，系统将测量（细到亚毫米级别）您脸部的特定形状 。获取这种非常准确的测量后，将创建一个模板。
步骤4：表现
类似于传统面部识别的分析步骤，系统现在基于您的面部特征创建的独特模板并将其转换为代码 。
步骤5：匹配
如您所料，匹配步骤涉及搜索数据库找到匹配项 您新转换的模板。如果所搜索的数据库完全由3D图像组成，则可以直接找到匹配项，无需额外步骤。
如果数据库中也包含2D图像，软件使用算法将您的3D面部图像转换为2D以进行匹配。
步骤6：验证或识别
根据具体情况，3D面部识别软件可以验证或识别您。验证 用于确认您的身份，将您的扫描与验证您身份的图像（如驾驶执照照片）进行匹配。
该软件也可以用于识别 一个人，此时扫描会与数据库中的所有照片进行比较，以寻找潜在匹配。
生物识别面部识别
皮肤和面部生物识别是面部识别领域正在发展的一个分支，可以显著提高面部识别技术的准确性。皮肤纹理分析关注一个人的皮肤特征，使用算法来进行皮肤纹理、线条和毛孔的非常微小的测量。
生物识别面部识别分析的准确性极高，可以。
面部识别数据如何存储以及存储位置
面部识别数据很可能就在您手中或口袋里。许多智能手机都包括生物识别登录选项，包括指纹和面部指纹。这些数据存储在设备本身，因此可以在不将数据发送给外部资源的情况下验证您的生物识别信息。
但即便苹果和三星并不（必然）在一个巨大的数据库中存储您的面部指纹，仍然有很大机会它在某个地方存在。
许多执法机构拥有面部识别数据库。在美国，联邦调查局（FBI）维持着一个不断增长的数据库，该数据库可以。中国最近对希望获得移动数据计划的用户，该国还维护着用于识别或验证其大约的面部识别数据库。
还有许多公共面部识别数据库可以免费访问，尽管与私人或官方数据库相比，图像总数有限。
关于面部识别数据库的一个令人担忧的发展是数据经纪公司 如，该公司拥有超过30亿张图像的数据库，这些图像从社交媒体、就业记录和网络新闻网站中搜刮而来。
不仅仅收集图像。几乎您在线上的所有行为——从您观看的内容到您购买的商品，再到您访问的网站——都通过cookies被广告商跟踪。该信息经常与结合，浏览器指纹是一种更深层次的在线追踪方式，通过隐藏脚本识别您，了解您浏览器和计算机的独特属性。
浏览器指纹涉及使用您的浏览器设置、默认语言和时区、已安装的浏览器扩展、操作系统、图形卡及其他多种属性来开发一个能够极高准确度识别您的个人信息的配置文件。
您可以通过使用来破坏和防止此类数据收集，该浏览器具备防指纹追踪技术。Avast安全浏览器
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面部识别技术真的准确吗？
近年来，面部识别技术的准确性有了很大提升。在2014年，表现最佳的算法的错误率为4.1%；到了2020年，最出色的算法报告的错误率仅为。但是，这项技术仍然存在一些重大（且极为显著）的缺陷，特别是在种族和性别方面。
面部识别在识别白人男性方面非常准确，但对女性或有色人种的准确性较差。
随着这项技术快速普及，我们有必要自问：面部识别的准确性到底有多高？如果分析的图像非常清晰，受试者的识别准确率可达99.97%。
但现实中的图像很少是完全清晰的。在现实世界中，照片通常是在不理想的条件下拍摄的（光线不好、面部角度尴尬等等），容易出现假面部识别匹配的问题。
在准确性方面，影响最大的两个问题是种族和性别。事实证明，面部识别在识别白人男性时非常准确，但在识别女性或有色人种时的准确性较差。实际上，发现当面部识别算法试图与深色皮肤女性进行匹配时，错误率高达34.7%
！相比之下，匹配白人男性的最大错误率仅为0.8%。
面部识别有什么用途？
随着，越来越多的行业在这一技术上看到了潜力。面部识别软件有许多用途，从执法、机场安检到智能手机及其他消费者技术。以下是面部识别技术的一些应用示例。
智能手机中的面部识别摄像头
新款智能手机可以通过面部识别软件解锁。这与指纹扫描选项类似，使用面部指纹使得手机被的难度增大
—— 除非有人能够将手机举到您的面前。2019年美国法院认定，使用面部识别强制解锁手机的警务行为是非法的。
机场安检
世界各地的机场都在使用面部识别技术。通过面部识别进行乘客检查可以创建更快速、更顺利的机场安检程序，尽管存在隐私问题。
执法机构
如前所述，面部识别在警务工作中的应用日益普及。执法机构使用各种数据库来识别和验证关注人员。
疾病识别
美国国立人类基因组研究所成功使用面部识别来诊断一种被称为DiGeorge综合症的疾病，使得该疾病的早期识别变得更加可行。在他们的小规模研究中，种族识别算法能够以诊断这种疾病。
找宠物
是一个专注于动物的面部识别应用。宠物主人可以注册并上传他们宠物的照片。如果宠物丢失，该公司可以使用面部识别技术来寻找当地动物收容所中的匹配项。
面部识别技术历史
让我们快速浏览一下面部识别技术的历史时间线。
公元前3993年
面部识别技术的初步步骤，作为抛光的黑曜石板形成了最早的镜子。
好吧，好吧，稍微跳过一点…
1962–1964年
带领一个团队，试图确定计算机是否能够识别一个人脸。为此，他教会计算机识别脸的特征，然后测量这些特征并与其他人脸进行比较。虽然实验没有成功，但这个想法显示出希望，并引起了对面部识别软件的兴趣。
1970年代
布莱德索的工作得到了的进一步发展，他们为计算机开发了21个特定的面部标记。然而，不幸的是，他们受限于当时的技术，需要大量手动计算。
1988–1991年
特征脸！
抱歉，这只是一个好玩的词。在1988年，苏罗维奇和柯比发展了“特征脸”的概念，它本质上是通过研究众多其他面孔而形成的标准化面孔。这是第一次整体（全脸）面部识别的方法。
在1991年，特克和潘特兰对这项工作进行了扩展，发现了一种检测图像中面部的方法。尽管这些实验同样受到当时技术的限制，但它们显示出了成功的前景。至今，特征脸仍被视为某些面部识别方法的基准比较。
1990年代至2000年代
在世纪交替之际，面部识别技术取得了多项进展。在1993年，国防高级研究计划局（DARPA）和美国国家标准技术研究所（NIST）启动了FERET计划，旨在建立一个面部识别数据库。
随后，在2000年代初，国家标准技术研究所推出了一系列称为面部识别供应商测试（）的评估。这些对面部识别数据库的独立评估至今仍在使用。
2010年
在这里，事情开始迅速发展。，可以在用户（或其他人）上传照片时自动标记他们。
2017年
苹果（Apple）宣布iPhone X将包括Face ID，这是他们自己的面部识别软件，允许用户只需查看手机就能解锁。2017年同时见证了ClearviewAI的诞生，如上所述，该公司拥有超过30亿张从互联网上收集的照片。
相关隐私问题
面部识别技术可以实现不可思议的事情，但也有很多人合理担心面部扫描可能被滥用或导致误匹配。幸运的是，有一些方法可以帮助您保护您的数据。
面部识别和监视技术的危险
在COVID-19疫情期间，面部识别技术被用来确定员工是否遵循。该技术在欧洲和美国的酒店和餐馆中被秘密使用，引发了批评者的隐私担忧。
在中国，监控技术如面部识别已被用来。中国政府还将其监控工具出售给全球的威权政府，包括委内瑞拉和津巴布韦。
政府可以利用面部识别技术监视公民。
IBM表示将不再开发或提供面部识别技术。谷歌表示，在能够制定防止滥用的政策之前，将不会提供面部识别服务。甚至，原因是对其准确性和种族偏见的担忧。
如何保护自己？
如果面部扫描让您感到不安，您可以采取一些简单的措施来降低被添加到数据库的几率。
选择不参与Facebook的面部识别。 您可以，使Facebook的面部识别软件不再识别您。选择此选项后，Facebook也会删除他们为您存储的面部模板。
停止让自己变成外星人或狗。 虽然它们的面部过滤技术并不像面部识别算法那样深入，但此类应用程序如果愿意，会对其数百万个面部扫描做些可疑的事情。去年，Face App因一个能够让用户“变老”的过滤器而引发了一些关注。令人担忧的是，他们的使用条款赋予了公司以任何方式使用上传的照片的权利。
使用VPN（虚拟私人网络）保持在线匿名。加密您在线活动周围的数据并，这有助于保护您的身份不被恶意行为者，甚至是您的ISP（互联网服务提供商）追踪。通过这样做，您可以，并限制与您图像相关联的信息量 。
但即便使用一个，在网上分享自己的照片时仍需谨慎。正如网络上常说的“互联网是永恒的”。
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数据经纪人、公司和其他人从网上收集关于每个人的数据，包括您。它们将这些数据出售给市场营销人员、广告商以及其他希望利用聚合或个性化洞察的相关人员。更糟糕的是，数据经纪人的数据库可能会被泄露，导致数据在上出售。
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