编者：本文主要讲述XID科技公司研发的人脸识别技术及其应用前景。XID是一家以计算机视觉和制图为核心技术的高科技公司，总部设在美国加州MountainView和新加坡，致力于发展人脸识别与合成相关的技术与解决方案，主要用于安全与媒体等领域。XID提供专门的SDK（软件开发套件）和解决方案，可以实现人脸检测、人脸识别、人脸合成（从单张照片进行实时3D模拟）、3D立体动画、3D虚拟化身以及对照片及视频中的平面人脸进行3D立体加工等，从而强化各类内容的个性化制作。XID科技公司自从2003年4月成立以来，由于在人脸识别等相关技术方面的创新而荣获了多项奖励、荣誉和客户的赞誉。
人脸识别与合成技术的应用领域
每个人都有一张脸，而且是一个人最重要的外貌特征。这种技术目前最热门的应用领域有三个方面：
第一，身份认证与安全防护。在这个世界上，只要有门的地方几乎都带有一把锁。当然，在许多安全级别要求较高的区域，例如金融机构、机关办公大楼、运动场馆、甚至重要设施的工地，都需要对大量的人员进行基于身份认证的门禁管理。手机、笔记本电脑等个人电子用品，在开机和使用中经常要用到身份验证功能。
第二，媒体与娱乐。人们的许多娱乐活动都是跟脸部有关的。最著名的娱乐节目之一就是川剧的变脸。在网络虚拟世界里，通过人脸的变化，可以产生大量的娱乐节目和效果。手机、数码相机等消费电子产品中，基于人脸的娱乐项目越来越丰富。QQ、MSN等即时通信工具以及虚拟化身网络游戏也是人脸合成技术的广阔市场。
第三，图像搜索。目前，Google的图像搜索其实还是文字搜索。基于人脸图像识别技术的搜索引擎将会具有广泛的应用前景。
全球60亿人口，人脸相关技术应用前景不可限量！
人脸识别技术在应用中遇到的挑战以及人脸合成技术的妙用
尽管人脸识别与合成技术应用领域十分广泛，但传统的技术都无法适应实际应用的需求，所以无法普及应用。其中最大的限制在于不能适应应用环境的巨大变化。例如，环境光线、姿态、表情以及发型和佩饰的不同变化。所有这些变化，造成传统技术方法的误识别率基本上都在30%以上，几乎不具备实用价值。
另外，大范围推广应用还必须考虑到成本问题。具有实用价值的人脸识别与合成技术应该可以使用与廉价的摄像头，例如手机、笔记本电脑和网络摄像头等，也应该可以适应各种不同的明暗环境。
提高人脸识别率，并使其可用在价格低廉的摄影设备和复杂多变的应用环境中，有效地方法就是在识别数据库中存放更多的样本。如果能够存放识别对象的所有样本，就会消除误识别率。图示是日本某大学研究所对同一个人脸在不同光线环境中的样本数量和无识别率所做的实验，可见随着样本数量的增加，误识别率会显著降低。
在传统上，获得一个人在不同情况下的脸部图像有两种方式。第一，拍摄并存档一个人在各种情况下的脸部照片；第二，拍摄一张标准的脸部照片，通过电脑软件加工的方式获得多种光线和装扮的脸部图像。然而，获得同一个人的大量脸部样本非常困难，有时根本不可能。例如，如果能够获得一张通缉犯的照片，对于警方来说已经是很难得了。获得通缉犯在不同光线下或者不同装扮的照片几乎是不可能的。另外，存储这些样本需要大量的存储器空间，会大幅度增加识别系统的成本费用。
解决上述两个问题的有效方法是，采用人脸合同技术，随时根据需要“预测计算”出一个人在不同光线、不同装扮、不同表情是的人脸图像。既不需要大量拍照，也不需要预先存储。
XID的独特技术
XID公司的独特技术能够通过单张2D照片重新构成完整的3D面部图像，并配备各类肌肉特征，能够完成多种环境和情绪状况下的动画与实际的合成，从而实现了通过单一图像源自动生成多种面部图像。这一技术还实现了3D线框（wireframe）类属的个性化和组织化，更灵活地塑造出人的面部轮廓，并且通过一个肌肉动画模型完成面部表情动画合成。而且，这种技术可以在一秒钟内根据单张2D人脸照片合成出成千上万张不同的人脸图像。
更有趣的是，XID公司的独特技术还可以自动为合成出来的人脸3D图片加上各种装扮，例如戴上眼镜、变换不同的发型、模拟不同的光线环境等等。下图显示出，一个人的单张2D照片被提取成3D模型，然后添加和变换成不同的发型和装扮。
一个人的单张2D照片被提取成3D模型，然后添加和变换成不同的发型和装扮。
有了人脸的3D模型，自然可以模拟出这个人的各种不同头部姿态。下面几张照片都是从同一张2D照片合成出来的。
从同一张2D照片合成出来的图像。
另外，利用这种技术，还可以做成各种动画，甚至把一段视频录像中的人物改头换面。
XID人脸识别与合成技术的市场反应及应用前景
XID面部合成和识别技术已经用于一些安全防护和身份识别领域，包括设备访问控制（如PC、网络摄像头、移动电话等）、以及物理访问/门禁等。对于广告、游戏和内容服务市场方面的媒体应用，XID的核心技术使客户能够通过一个友好的用户应用界面，并利用其提供的广泛功能特性，轻松地创建3D内容。XID的面部媒体和个性化内容解决方案包括视频面部替换和在线媒体个性化解决方案（如avatar虚拟角色等），最终通过多种媒介进行呈现（如移动电话等）
例如，在新加坡的一个大量雇用外籍劳工的工厂，来自不同国家的6000多个工人出入门禁控制系统，已经采用了XID的人脸识别技术。全球知名的视频监控系统提供商3VR公司CEOSteveRussell证实，通过采用XID的技术，使他们的系统效率大为提高。知名的电子护照及智能卡解决方案提供商IRIS公司不仅对XID的技术非常认同，而且成为XID公司的投资者之一。
近两年来，XID的独特技术也在许多安全防护与信息娱乐的行业协会和大展中获得了多项表彰和认证。
XID人脸识别与合成技术的应用前景
XID人脸识别与合成技术的应用领域主要包括三个方面：
第一，重要场所的身份识别认证与门禁系统。
第二，消费电子产品的身份认证与娱乐。
第三，网络游戏与电子商务中的身份认证与娱乐。
对于大众娱乐领域的应用，XID已经开通了网站（www.FaceTheater.com）。预计的商业模式包括：1）与电子商务和Web2.0的论坛、博客网站合作，将个人的动态面部图像与他所创建的网页内容向结合；2）与运动产品品牌、影视娱乐业、广告业相结合，推出更生动、个性化的视频影像片断，获得更好的市场传播效果；3）与电信服务业者结合，在彩铃、彩信等业务上获得营业收入；4）与网络游戏相结合，推出更加个性化的个人网络化身，吸引和巩固更多的玩家。
XID人脸识别技术与指纹识别等其他生物识别技术的优势比较
从重要场所的入出门禁，到关键设备的使用权限管理，身份识别的应用需求十分广泛。目前，与人脸识别应用最直接的竞争技术是指纹识别。指纹识别在应用中会遇到以下几方面的问题：
第一，从便利性来看，人脸识别优于指纹识别。扫描指纹是一个明显的麻烦动作，而且时接触性的采样。而人脸识别可以在人们不经意的情况下进行，而且不要求近距离接触。在有些场合，例如医院等容易感染病菌的场合，近距离接触采样经常是不适宜的。
第二，从成本的角度来看，人脸识别由于指纹识别。许多设备、许多场合，摄影设备原本已经存在了，而且会越来越普遍。例如手机、电脑等，摄像机已经成为标准配置。另外，从单个成本来看，指纹扫描器件的成本明显高于成像器件。所以，从产品成本的角度来看，人脸识别也更有优势。
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