面部识别技术：你需要了解的一切
如果你曾经通过脸部扫描解锁手机，或者在过安检时你的脸部图像被捕捉，那么你已经接触过面部识别技术。面部识别技术正迅速增长，无论在复杂性还是普及性上。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你的身份。
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作者：Samuel Kellett
发布于：2021年1月20日
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面部识别是什么？
面部识别技术是用于映射、识别或验证个人面部结构的方法。通过面部识别技术，可以创建一个独特的数字码，称为 面部指纹
。这些面部指纹会被储存在面部识别数据库中。如果你将一张照片输入到数据库，它将查找任何匹配的面部指纹。
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面部识别是如何工作的？
随著面部识别技术的发展，出现了多种方法来映射面部和储存面部数据，准确性和效率各异。接下来，我们将探讨面部识别的工作原理，以及结果数据的存储方式和谁通常可以访问这些数据。
面部识别有三种方法：
- 传统面部识别 ：通过照片识别一个人。
- 3D面部识别 ：使用3D扫描仪即时捕捉一个人的面貌。
- 生物特征面部识别 ：分析独特的面部轮廓、特征和尺寸，以确定某个身份。
传统面部识别
我们可以将传统的面部识别分为两大类：整体和基于特征。
整体面部识别 ：分析受试者的整个脸部，找出与目标匹配的识别特征。
基于特征的面部识别 ：将相关的识别数据从面部分离，然后应用到一个模板上，与潜在的匹配进行比较。
为了识别目标，传统的面部识别系统通常会经历以下几个步骤。
步骤 1：检测
面部识别软件在图像中检测到你的脸部——想想在Facebook标记照片时出现的小方框，或是你在手机相机上对齐拍摄时出现的方框。
步骤 2：分析
使用面部识别算法来识别你的独特面部生物特征和特征，例如鼻子和嘴巴之间的距离、眉毛的大小、额头的宽度等等多种其他属性。
这些独特特征称为 结点 ，而平均每张人脸约有80个结点。这些类比信息会转换为数字代码，以生成你的面部指纹 。
步骤 3：识别
面部识别软件现在可以将你的面部指纹与数据库中的其他面部指纹进行比较，以寻找匹配。
面部识别软件将你的面部指纹与数据库中的其他指纹进行匹配。
3D面部识别
3D面部识别方法涉及使用传感器以更高精度捕捉面部的形状。
与传统的面部识别方法不同，3D面部识别的准确性不会受到光线的影响，扫描甚至可以在黑暗中进行。3D面部识别的另一个优势是它可以从多个角度识别目标，而不仅仅是正面轮廓。
iPhone X（及后续版本）配备了Face ID技术，依赖于3D面部识别来识别其拥有者。
3D面部识别过程有六个主要步骤。
步骤 1：检测
你的脸可以通过 面部识别摄像头 直接捕捉为3D图像（例如，当你用手机进行面部扫描时），也可以通过扫描2D照片来捕捉。
步骤 2：对齐
面部识别软件现在确定 你脸部的位置和角度 ，以及它的大小。只要你的脸在面对摄像头的90度范围内，3D面部识别软件都能识别出它。
步骤 3：测量
现在你的图像已被检测到，系统测量（以亚毫米为单位） 你脸部的特定形状 。一旦有了这个非常准确的测量，就会创建一个模板。
步骤 4：表示
与传统面部识别的分析步骤类似，系统现在会根据你的面部特征创建的独特模板 转换为代码 。
步骤 5：匹配
如你所想，匹配步骤涉及 搜索数据库以寻找匹配 你的新转换模板。如果被搜索的数据库完全由3D图像组成，那么匹配可以没有任何额外步骤地完成。
如果数据库中还有2D图像，则软件会使用算法将你的3D面部图像转换为2D以寻找匹配。
步骤 6：验证或识别
根据情况，3D面部识别软件可以验证或识别你。验证 是用来确认你的身份，将你的扫描与验证你身份的图像（例如驾驶执照照片）进行匹配。
该软件还可用于 识别 一个人，此时扫描会与数据库中的所有照片进行比较，以查找可能的匹配。
生物特征面部识别
肌肤和面部生物识别是面部识别领域的一个新兴分类，并能大幅提高面部识别技术的准确性。肌肤纹理分析专注于个人肌肤的一部分，使用算法对纹路、质地和毛孔进行精细测量。
生物特征面部识别分析准确度如此之高，以至于能够
。
面部识别数据是如何存储的？存放在何处？
你的手中或口袋中很可能目前就有面部识别数据。许多智能手机包括生物识别登录选项，包括指纹和面部印记。这些数据存储在设备本身，因此你的生物识别数据可以被确认，而不需要将数据发送到外部来源。
虽然Apple和Samsung并不一定拥有你面部印记的庞大数据库，但很可能在其他地方存在著这些数据。
许多执法机构拥有面部识别数据库。在美国，FBI拥有一个规模不断扩大的数据库，该数据库可以
。最近，中国已经 作为获得移动数据计划的条件，而且该国还拥有识别或验证约
。
此外，还有许多公共面部识别数据库可以免费访问，但与私有或官方数据库相比，图像总数有限。
面部识别数据库的一个更惊人发展是与 数据经纪公司 相关的，例如 ，该公司拥有超过三十亿张从社交媒体、就业记录和各类新闻网站收集的照片。
不仅收集图像。几乎所有线上活动——从你观看的内容到购买的商品，甚至你访问的网站——都通过cookie被广告商追踪。这些信息通常会与
数据结合，这是一种更深层次的在线追踪方式，使用隐藏脚本通过浏览器和计算机特征的独特属性来识别你。
浏览器指纹涉及使用你的浏览器设置、预设语言和时区、已安装的浏览器扩展、操作系统、显示卡及其他多种属性来建立一个能够以极高的准确性识别你的档案。
你可以通过使用
来干扰并防止这类数据收集，这种浏览器包含防指纹技术。 Avast Secure Browser
是专为防止侵入性网络追踪器、扰乱浏览器指纹脚本和阻止广告而设计的。若想获得真正私密的上网体验，请免费试用我们的安全浏览器。
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面部识别技术真的准确吗？
在过去几年中，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%；而在2020年，最佳算法报告的错误率只有
。但这项技术仍有一些重要的（且非常显著的）缺点，特别是与种族和性别有关。
面部识别对白人男性的识别非常准确，但对女性或有色人种的准确度较低。
随著这项技术迅速普及，我们有必要自问：面部识别的准确性究竟如何？如果所分析的图像非常清晰，则可以达到高达99.97%的准确率。
然而图像很少会完美清晰。在现实世界中，照片通常是在不理想的条件下拍摄的（光线差、脸部角度不佳等），因此很容易出现错误的人脸识别匹配。
准确性方面的两个主要问题是种族和性别。事实证明，面部识别对识别白人男性非常准确，但对女性或有色人种的准确率比较低。事实上，一项
发现 当面部识别算法试图匹配深色皮肤的女性时，错误率高达34.7% ！相比之下，对白人男性的最大错误率仅为微薄的0.8%。
面部识别用途
随著 ，许多行业都看到了这项技术的潜力。面部识别软件有多种用途，从执法到机场安检，再到智能手机和其他消费技术。以下仅是一部分面部识别技术的广泛应用。
智能手机的面部识别摄像头
较新款的智能手机可以用面部识别技术解锁。与指纹扫描选项类似，使用面部印记使得你的手机很难被
破解——除非有人能够将你的手机对准你的脸。在美国， 被裁定为非法执法手段。
机场安检
世界各地的机场都使用面部识别技术。通过面部识别检查乘客可以创造更快速、流畅的机场安检流程，尽管有隐私方面的担忧。
执法机构
如前所述，面部识别在执法中的使用越来越普遍。执法机构利用各种数据库来识别和验证有兴趣的人。
疾病诊断
国家人体基因组研究所成功使用面部识别来诊断一种称为DiGeorge症候群的疾病，从而提高了早期诊断该疾病的可能性。在他们的小规模研究中，种族辨识算法的诊断准确率达到
。
寻找宠物
是一款专注于动物的面部识别应用程序。宠物主人可以注册并上传宠物的照片。然后，如果宠物失踪，该公司可以利用面部识别在当地动物收容所寻找匹配。
面部识别技术历史
让我们回顾面部识别技术的简要历史时间表。
公元前3993年
面部识别的最初步骤，当时用黑曜石制作的镜子被抛光。
好了，好了，稍微跳过一点……
1962–1964年
领导一个团队，研究计算机是否能够识别人脸。为此，他教计算机识别脸部特征并测量这些特征，然后将其与其他人脸进行比较。这次实验虽然不成功，但这个想法展示了潜力并引起了人们对面部识别软件的关注。
1970年代
Bledsoe的工作被
基于，形成21个计算机使用的特定面部标记。不幸的是，和Bledsoe一样，他们受到当时技术的限制，需要进行大量的手动计算。
1988–1991年
特征面孔！
抱歉，这只是一个好玩的词。在1988年，Surovich和Kirby发展了“特征面孔”的概念，这些实际上是基于研究多张其他脸部标准化的面孔。这是第一种整体（全脸）的面部识别方法。
在1991年，Turk和Pentland扩展了这一工作，发现了一种检测图像中面部的方式。虽然这些实验也受到当时可用技术的限制，但也表现出成功。至今，特征面孔仍被视为某些面部识别方法中的基线比较。
1990年代至2000年代
在上一个世纪转折时，面部识别技术有了几个进步。1993年，国防高级研究计划局（DARPA）和国家标准与技术研究所（NIST）启动FERET计划，旨在建立一个面部识别数据库。
随后，在2000年代初，国家标准与技术研究所推出了一系列评估，被称为 。这些对面部识别数据库的独立评估至今仍在使用。
2010年
这是事情真正开始起飞的时候。，在用户上传照片时为他们进行标记。
2017年
Apple宣布iPhone X将包括Face ID，他们自己的面部识别软件，使得用户只需凝视手机就能解锁。2017年还见证了ClearviewAI的诞生，上述公司拥有超过30亿张从互联网上抓取的照片数据库。
相关隐私问题
面部识别能够实现的事情确实令人惊叹，但对于面部扫描可能遭到滥用或导致错误匹配的合理担忧也不少。幸运的是，保护你的数据是有办法的。
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厅秘密使用，引发了批评者对隐私的担忧。
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多个威权政府，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其公民。
IBM已表示不会再开发或提供面部识别技术。谷歌则不会提供面部识别，直到能制定政策防止其滥用。甚至在
，因为担心准确性和种族偏见。
你如何保护自己？
如果面部扫描让你感到不安，那么你可以采取几个简单的措施来降低被加入数据库的机会。
选择退出Facebook的面部识别功能。 你可以 ，使自己的脸不再被其面部识别软件识别。当你选择此选项时，Facebook还会删除他们为你保留的面部模板。
停止将自己变成外星人或狗。 虽然Snapchat表示其面部过滤技术未达到面部识别算法的威胁，但这类应用程序可能会在其数百万张脸部扫描中进行一些可疑的操作。[Face App]在去年的热门过滤器中引起了一些担忧，因该过滤器能使用户显老。值得关注的是，他们的使用条款赋予公司以各种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。 会加密你在线活动相关的数据并 ，有助于让恶意行为无法了解你的身份，甚至能避免被你的ISP（网际网路服务提供商）追踪。这样做，你能 ，并 限制能与你影像相关联的信息量 。
但即使拥有 ，在网上上传自己的照片时仍需谨慎。正如网上常说的那样，“互联网是永恒的”。
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数据经纪人、公司和其他机构收集有关每个人的在线数据，包括你。然后将这些数据出售给想要使用聚合或个性化见解的营销商、广告商和其他参与者。更糟的是，数据经纪人数据库可能会被曝光，数据最终在
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