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中国科学报:人脸识别:从“认脸”到“读心”
2020-06-05 | 编辑: | 【  】【打印】【关闭

  相由心生、看(kan)脸识人,近(jin)日,一篇发表在《自然(ran)》杂志的(de)研究(jiu)为这(zhei)些听起来“很玄”的(de)词提供了科学依据。

  12000多(duo)位志愿者(zhe)(zhe)、30000多(duo)张真实照(zhao)片,研究(jiu)团(tuan)队利用人(ren)工(gong)智能(AI)神经网络技术,基于志愿者(zhe)(zhe)的静态面(mian)部图像预(yu)测其(qi)人(ren)格特征(zheng),完成了(le)对他(ta)(ta)们开放(fang)性、外(wai)向(xiang)性、宜人(ren)性、神经质(zhi)(zhi)与责(ze)任感大五人(ren)格的测量。研究(jiu)发(fa)现,AI预(yu)测的准确率达58%,其(qi)中对责(ze)任感的预(yu)测比其(qi)他(ta)(ta)四个特质(zhi)(zhi)更为准确。

  “面(mian)相”和(he)个性(xing)究(jiu)竟(jing)有(you)哪些联系(xi)?越来越“智慧”的人脸识别将如(ru)何(he)进(jin)(jin)一步影(ying)响人类的现(xian)实生活?技术背后的伦(lun)理(li)底线又该如(ru)何(he)“化虚(xu)为实”?为此,《中(zhong)国(guo)科学(xue)报》对(dui)多位相关专家进(jin)(jin)行了采(cai)访。

   脸上有太多秘密 

  外貌与性格,本就有千丝(si)万(wan)缕(lv)的联系。

  基因(yin)对脸蛋(dan)和性(xing)(xing)格都有(you)影响,雌(ci)激(ji)素、雄激(ji)素等激(ji)素既会影响面部形状,也(ye)会影响个(ge)(ge)性(xing)(xing)。从(cong)后(hou)天来看,“我好(hao)不好(hao)看”等个(ge)(ge)人对自身面部特(te)征的(de)感知也(ye)影响着人的(de)个(ge)(ge)性(xing)(xing)发展(zhan),“大笑”“皱眉”等习惯(guan)性(xing)(xing)的(de)情绪表(biao)达也(ye)能塑造面部纹路(lu)与(yu)肌肉的(de)发育特(te)征。

  “早(zao)期的(de)(de)人(ren)脸(lian)(lian)识(shi)别(bie)技术对图像的(de)(de)光照(zhao)要求很高,且只能识(shi)别(bie)照(zhao)片;目(mu)前(qian)跨年(nian)龄(ling)段的(de)(de)人(ren)脸(lian)(lian)识(shi)别(bie)已经实现,如识(shi)别(bie)儿童(tong)和儿童(tong)成年(nian)后(hou)的(de)(de)照(zhao)片。”中科院心理(li)研究所副研究员王甦菁介绍(shao),“未来(lai)的(de)(de)人(ren)脸(lian)(lian)识(shi)别(bie)要从读脸(lian)(lian)向读心发展,根据照(zhao)片、视频、微表情等,判(pan)断人(ren)的(de)(de)差异,再结合心理(li)学的(de)(de)知(zhi)(zhi)识(shi)让计算机不(bu)仅能知(zhi)(zhi)道你是(shi)谁,还知(zhi)(zhi)道你在想什么。”

  在王甦菁看来,该研究(jiu)已能证明人脸图像中包含与人类个性(xing)相关的信息。其研究(jiu)结果可以基于人脸图像分析出大五(wu)人格特征,将(jiang)AI预(yu)测(ce)(ce)(ce)与志愿者们的自我(wo)报告结果进(jin)行对比,形成纠错机制,修正预(yu)测(ce)(ce)(ce)的结果,确(que)(que)保(bao)预(yu)测(ce)(ce)(ce)的准确(que)(que)性(xing)。

  研究人员还归纳(na)了一些更“接地气”的(de)研究结果——从(cong)长相预测人的(de)身体健(jian)康情况、人际关(guan)系、刺纹(wen)身的(de)可能性以及收入高低(di)。研究的(de)逻辑(ji)是,外貌能预测人的(de)性格(ge)(ge),而(er)性格(ge)(ge)越开放的(de)人,往(wang)(wang)往(wang)(wang)收入越高。

  应用何往 

  “人(ren)(ren)脸蕴含(han)着无数有价(jia)值的信息。”论文的共(gong)同(tong)作者(zhe)、HSE大学科研人(ren)(ren)员Evgeny Osin表示(shi)。

  论文指出(chu),AI系(xi)统将能够在(zai)客户服务、在(zai)线辅导(dao)等领域(yu)发挥(hui)重大(da)(da)作用。如帮助老(lao)板面试(shi)员工,甚至帮助单身(shen)人士在(zai)相亲网站(zhan)上更好地选择(ze)另一(yi)半。同时,考虑到该技术(shu)的效率(lv)高(gao)、成本低,其(qi)应用潜力将被大(da)(da)量挖掘。

  北京邮电(dian)大(da)学(xue)信(xin)(xin)息(xi)与(yu)通信(xin)(xin)工程学(xue)院教授(shou)邓伟洪(hong)也对人(ren)脸的(de)信(xin)(xin)息(xi)价值(zhi)表(biao)示认(ren)可。除(chu)身(shen)份(fen)、表(biao)情(qing)、性别、年龄等众所(suo)周(zhou)知的(de)属性外,驾驶者(zhe)的(de)疲劳(lao)、撒谎者(zhe)的(de)微(wei)表(biao)情(qing)、自闭症儿(er)童的(de)表(biao)情(qing)、某些疾病患者(zhe)的(de)长相甚至是血液流动都会在脸部留下细微(wei)的(de)痕迹(ji)。

  正如2019年1月(yue)《自然(ran)—医(yi)学》所刊登的一(yi)项研究成果。该研究应(ying)用了一(yi)种深度(du)学习算法(fa)(fa),用以(yi)区(qu)分(fen)人(ren)类照(zhao)片(pian)中(zhong)与先天(tian)性和神经发育障碍有关的独特(te)面部(bu)特(te)征。当将这项辅助(zhu)诊断方(fang)法(fa)(fa)搭载到(dao)智能(neng)手机App上,就可(ke)以(yi)通过扫(sao)描儿(er)童的面部(bu)照(zhao)片(pian)以(yi)检测儿(er)童是否患有罕见遗传(chuan)病。目(mu)前,该技(ji)术的准确(que)率已高(gao)达91%,超(chao)过了人(ren)类医(yi)生(sheng),倘(tang)若(ruo)加以(yi)持(chi)续(xu)改进和推广(guang),就可(ke)帮助(zhu)全球儿(er)童获得更好的医(yi)疗(liao)条件。

  “如何(he)利用图像和(he)视频去分析(xi)挖(wa)掘这些人眼都(dou)难以察觉的信息,是人脸识别的新(xin)(xin)问题(ti)。”邓伟(wei)洪告诉《中国科(ke)学报(bao)》。不仅在(zai)安防事业(ye)中应用,结合人脸识别所获(huo)得的新(xin)(xin)信息,该技(ji)术还可以支撑传统的心理和(he)健(jian)康治疗设施的转型升级,并在(zai)新(xin)(xin)基建(jian)中落地。

  伦理底线亟待化虚为实 

  该研究(jiu)利用神经网络技术评估了包括人嘴(zui)巴宽度(du)(du)、厚(hou)度(du)(du)和眼(yan)睛(jing)高(gao)度(du)(du)等在内的128个(ge)人脸特征(zheng),以确(que)保(bao)数据多(duo)样性。但即便如此,人面部特征(zheng)也数量(liang)庞(pang)大,难(nan)(nan)以量(liang)化,变(bian)量(liang)多(duo),联(lian)系(xi)复杂且难(nan)(nan)以分离(li)。

  即使(shi)不讨论(lun)深层(ceng)次(ci)的“读脸”与“读心(xin)”的关系,人脸识别也还(hai)面临着若干(gan)挑(tiao)战。

  “虽然识(shi)(shi)别(bie)(bie)(bie)精(jing)度提(ti)升了,但光(guang)线(xian)对(dui)(dui)人脸识(shi)(shi)别(bie)(bie)(bie)的(de)影(ying)响(xiang)(xiang)问题还不能完全解决。此外(wai),双胞胎如(ru)(ru)(ru)何准确识(shi)(shi)别(bie)(bie)(bie)?不同(tong)成(cheng)长阶段对(dui)(dui)面部造(zao)成(cheng)影(ying)响(xiang)(xiang)后(hou)如(ru)(ru)(ru)何识(shi)(shi)别(bie)(bie)(bie)?如(ru)(ru)(ru)何在姿态变(bian)化(hua)较(jiao)大的(de)情况(kuang)下(xia)识(shi)(shi)别(bie)(bie)(bie)?如(ru)(ru)(ru)何排除遮挡(dang)对(dui)(dui)识(shi)(shi)别(bie)(bie)(bie)造(zao)成(cheng)的(de)影(ying)响(xiang)(xiang)?如(ru)(ru)(ru)何克服室(shi)外(wai)远(yuan)距(ju)离对(dui)(dui)识(shi)(shi)别(bie)(bie)(bie)精(jing)度的(de)影(ying)响(xiang)(xiang)?”中(zhong)科院自(zi)动化(hua)所模式(shi)识(shi)(shi)别(bie)(bie)(bie)国(guo)家(jia)重点(dian)实验(yan)室(shi)研究员雷震一(yi)口气指出了一(yi)连(lian)串问题。

  数(shu)据是人(ren)脸识别(bie)的(de)(de)核(he)心。据雷震介绍(shao),因数(shu)据库里(li)中青年的(de)(de)信息更多,机器学习训练更充分,也(ye)就导致(zhi)了对中青年的(de)(de)面部识别(bie)准确率更高。此外,还因女(nv)性(xing)的(de)(de)发(fa)型、妆容等影响,易(yi)呈现(xian)男(nan)高女(nv)低的(de)(de)准确率差异。

  因非理(li)想(xiang)场景(jing)下(xia)(xia)人(ren)脸(lian)信息(xi)收集成本较高,未来还可(ke)能需要(yao)研究(jiu)在极端(duan)情况下(xia)(xia),如在样本量(liang)极少的(de)情况下(xia)(xia)如何完成人(ren)脸(lian)识(shi)(shi)别。据邓伟洪介绍,目(mu)前他的(de)研究(jiu)方向正(zheng)是破解数据偏(pian)差条件(jian)下(xia)(xia)的(de)人(ren)脸(lian)识(shi)(shi)别难题,用(yong)新型的(de)深度学习算(suan)法保证不同(tong)种族、不同(tong)性别和不同(tong)地(di)区(qu)的(de)均衡识(shi)(shi)别率,克服文(wen)化(hua)和地(di)区(qu)差异对人(ren)脸(lian)识(shi)(shi)别的(de)影响等。

  与(yu)此同(tong)时(shi),因数据导致的人(ren)脸识别技术的伦理问题也日益(yi)引起人(ren)们重视。

  王甦菁(jing)表示,志愿者信(xin)息(xi)使用的知情权尤为重要。雷震建议,数据交换(huan)、流通(tong)的前(qian)提是对个人信(xin)息(xi)脱敏,使关键信(xin)息(xi)互(hu)相(xiang)独立,防止个人信(xin)息(xi)被(bei)滥用。应(ying)当制(zhi)定相(xiang)关法(fa)律法(fa)规,并将(jiang)数据提取或清洗落(luo)实到责任单位。

  “虽然人(ren)脸识(shi)别(bie)技(ji)(ji)术(shu)的(de)广泛(fan)落地应(ying)用涉及(ji)到肖像权、隐私保(bao)护(hu)(hu)、种族和(he)性别(bie)公(gong)平性等伦理问题,但大家不必过于担忧,目(mu)前(qian)可(ke)以(yi)通(tong)过技(ji)(ji)术(shu)和(he)法律手段进(jin)行(xing)双重保(bao)障。” 邓伟(wei)洪表示,目(mu)前(qian)已(yi)有面(mian)向加密照片的(de)人(ren)脸识(shi)别(bie)新(xin)方(fang)法,新(xin)技(ji)(ji)术(shu)也可(ke)以(yi)在保(bao)护(hu)(hu)隐私的(de)条件下进(jin)行(xing)照片处理。民法典中的(de)人(ren)格权编草(cao)案对此也有明确要求——不得利用信息技(ji)(ji)术(shu)手段伪造等方(fang)式侵害他人(ren)的(de)肖像权。

  相关论文信(xin)息:http://doi.org/10.3886/E109082V1

  (原载于《中国科学报》 2020-06-04 第3版 信息技术)
 
 
 
 
 
 
 

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