未来科技：面部识别 | Discover Magazine

在 9 月 11 日恐怖袭击事件发生后不久，联邦调查局（FBI）不得不向美国民众询问，他们是否能认出任何一名涉嫌劫机的 19 名嫌疑人。在那之后的几个月里，人们发现，单靠人力追踪恐怖分子可能是不够的。因此，看到至少 20 家公司之间展开一场新的技术竞赛，试图打造电子“看门狗”，包括面部识别系统，也就不足为奇了。不久之后，一些公司提议，如果他们的系统能够像金属探测器一样安装在机场，那么劫机者和恐怖分子就有可能在登机前被识别出来。其中一些系统已经进行了试用。

但到目前为止，在机场测试过的面部识别系统还没有发现一个被当局通缉的人。相反，它们只会让无辜的人感到尴尬。这项技术似乎在制造错误的匹配（称为误报）方面比识别恐怖分子更有效。美国公民自由联盟技术与自由项目主任 Barry Steinhardt 表示，面部识别技术的测试表明，其效果远未达到预期，而且在牺牲隐私权和行动自由的情况下，几乎没有什么收获。“在实际条件下，”他说，“奥萨马·本·拉登可以轻易地逃脱面部识别系统。”

尽管互联网搜索引擎可以在一秒钟内扫描超过十亿份文档，政府的指纹系统可以从几十年前的指纹中识别出凶手，但将一个人的脸与照片数据库进行匹配却异常困难。这似乎违背常识，因为大多数人可以通过面孔辨认出数百名不同的人。

Identix（前身为 Visionics）的软件在照片数据库中搜索面部匹配。显示器左侧的小图像显示了最近的 28 次扫描；放大的脸是当前扫描。搜索完成后，最接近的匹配项会显示在右侧字段中。摄影：Kai Wiechmann

“识别你熟悉的人和你识别陌生人是有区别的，”美国国家标准与技术研究院图像组经理 Charles Wilson 说。大多数人能够轻易识别的面孔，都是他们在不同场合、穿着不同衣服、留着不同发型、历经多年所见过的人。这些记忆是协同工作的。Wilson 说，要求计算机根据从驾照或护照中获得的模糊照片识别机场里的劫机者，就像试图“识别一个你只瞥了两秒钟的人”。

如今用于识别面部的一些技术，例如 Viisage 公司提供的技术，源自 20 世纪 80 年代末麻省理工学院媒体实验室的研究。媒体实验室在 Nielsen 收视率小组的资助下，被要求制造一台能够识别正在观看它的电视机的电视机。目前的 Viisage 软件会获取一个人的头部数字图像，然后搜索面部，再搜索眼睛。它会旋转图像，使眼睛保持水平（消除头部倾斜的问题），并缩放图像，使眼睛之间的像素距离固定。这个过程称为标准化，也用于数据库中的所有图像，确保存储的面部是统一的。

为了构建该软件，设计者分析了数十万张面部的照片，并将它们提炼成 128 个不同的基本图像，称为“特征脸”。它们组合在一起，旨在代表面部解剖学的全部范围。标准化后的图像与所有特征脸进行比较并编码，以创建模板，然后该模板可以用于两种方式之一。当系统需要验证某人是否就是他/她声称的那个人时——例如，一个机场维修工开始工作时，他确实是那个工人——这个模板就会与该人面部的存储模板进行比较。如果足够的测量值相似，则认为两者匹配。当系统需要识别某人时——例如，检查登机旅客是否在恐怖分子和其他罪犯的观察名单上——该旅客的模板会与数据库中的所有模板进行比较。计算机将显示与旅客模板最接近的模板。然后，安全官员必须判断是否存在匹配。

Viisage 主要与 Identix 竞争，Identix 公司使用基于物理学家 Joseph Atick（该公司首席执行官）部分研究开发的系统。Identix 的方法在某些方面与 Viisage 相似。首先，获取数字图像，然后进行标准化，将其简化为代码，并与其他数据库中的图像进行比较。但是 Identix 系统以不同的方式生成代码。Identix 不依赖特征脸，而是使用一种称为局部特征分析的技术，测量面部特征之间多达 80 个距离，例如从颧骨到鼻梁的距离。这些测量值被编码，然后与数据库中图像分配的值进行比较，以确定是否存在匹配。

两种系统在理想条件下都能正常工作，但在现实世界中应用面部识别存在问题。创建一个有用的数据库是艰巨的，如果不是不可能的话。已知恐怖分子的照片可以输入系统，但只有一小部分恐怖分子曾被识别出来。

即使恐怖分子的照片确实存在于数据库中，其他变量也使得成功匹配不太可能。匹配可能取决于照明条件。如果光线从与原始扫描不同的角度照射到脸上，像鼻子这样的特征可能会投下阴影。胡须、眼镜、晒黑或化妆都可能导致匹配出错，就像转头侧视这样微小的变化一样。

也许面部识别最平凡的挑战是年龄变化。青春期面部变化巨大，成年后逐渐变化。如果每天扫描一次面部，并且数据库中的图像不断更新，那么面部识别系统可能会相当准确。由于恐怖分子可能试图伪装成机场工作人员，面部识别可能有助于在工作人员上班时进行筛查。

漏报（应发生而未发生的匹配）令人不安，因为它们意味着罪犯可以逃脱法网。另一方面，误报则扰乱了普通公民的生活。Steinhardt 认为，不准确的匹配对自由构成了挑战。在佛罗里达州棕榈滩机场的一次测试中，Identix 系统每小时误报一次以上，并且在 15 名志愿者扮演观察名单上的恐怖分子时，只能识别出 47%。五月，机场宣布将不采用该系统。

在另一次测试中，Identix 软件去年 12 月由加州弗雷斯诺的 Pelco 公司安装在弗雷斯诺优胜美地国际机场。Pelco 副总裁 Ron Cadle 表示，该系统每扫描 750 名乘客大约会产生一次误报。系统安装后不久，一个看起来可能来自中东的男子触发了该系统。“这名男子被 FBI 拘留，他在那里度过了一夜，”Cadle 说。“我们为他安排了酒店，第二天他搭上了飞机。”Cadle 补充说，极端情况很可能是例外。他说，大多数匹配可以通过将此人带到一旁，“再运行一次”来“清除”。Atick 为 Identix 软件辩护，称它“不是一个识别系统。它是一个警报系统。”他说，该软件的错误率在 200 次扫描中只有三次误报。他说，这个比率不必扰乱乘客登机的流程。但纽约一家咨询公司 International Biometric Group 的创始合伙人 Samir Nanavati 表示，如果一名乘客第一天出现误报，那么他每次飞行都会出现误报。“如果你第一天看起来像个恐怖分子，那么 10 天后你仍然会看起来像个恐怖分子。”

虽然面部识别技术可能会继续改进，但仍有太多方法可以绕过即使是设计得最好、安装最仔细的系统。短期内可能更重要的是认识到软件不能快速解决航空安全问题。立即拥抱它可能带来的好处，只不过是 Nanavati 所称的“危险的安全幻觉”。