隨著電子信息技術(shù)以及新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，生物特征識(shí)別技術(shù)以其安全、可靠、便利等明顯優(yōu)勢(shì)逐漸取代目前廣泛使用的IC卡、密碼、鑰匙等傳統(tǒng)的身份識(shí)別方式。生物特征識(shí)別技術(shù)主要有指紋、掌紋識(shí)別，虹膜識(shí)別，聲紋識(shí)別，指靜脈、掌靜脈識(shí)別，人臉識(shí)別等[1]，人臉識(shí)別作為一種重要的生物信息識(shí)別手段，在信息安全領(lǐng)域有著很多實(shí)際應(yīng)用，如智能鎖、視頻監(jiān)控、訪問(wèn)控制、智能身份證、身份認(rèn)證等，與其他生物特征識(shí)別技術(shù)相比，人臉識(shí)別技術(shù)具有群體識(shí)別性、隱蔽性以及非接觸性等優(yōu)勢(shì)，在公共安防、民用安防以及軍事國(guó)防領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[2]。隨著人臉識(shí)別技術(shù)不斷成熟與發(fā)展，人臉識(shí)別技術(shù)也取得了一定的成果與進(jìn)步，但是與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)人臉識(shí)別技術(shù)依然存在一定的局限性，特別是截至到如今，還沒(méi)有無(wú)配合活體人臉識(shí)別、部分遮擋情況下人臉高精度識(shí)別以及照片欺騙的低功耗智能模組產(chǎn)品，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在智能鎖、保險(xiǎn)柜、槍彈柜等設(shè)備方面的推廣及應(yīng)用，限制了人臉識(shí)別技術(shù)在智能家居的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

目前，針對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)存在的問(wèn)題，煙臺(tái)三環(huán)鎖業(yè)集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)三環(huán)鎖業(yè)）與科研院所聯(lián)合研發(fā)基于人臉識(shí)別深度學(xué)習(xí)技術(shù)結(jié)合低功耗技術(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，進(jìn)行低功耗嵌入式人臉識(shí)別模組的研發(fā)，解決嵌入式人臉識(shí)別模組存在的無(wú)配合活體人臉識(shí)別、部分遮擋情況下人臉高精度識(shí)別、照片欺騙以及功耗高的技術(shù)難題。主要研究技術(shù)如下：

（1）研究嵌入式系統(tǒng)3D活體人臉識(shí)別技術(shù)，解決人臉識(shí)別模組需要配合才能活體人臉識(shí)別的問(wèn)題。

研究基于光流向量化3D活體人臉識(shí)別技術(shù)[3]、基于離散余弦變換二維主元分析方法、生物特征圖像數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵技術(shù)[4]，在有不明物體被遮擋、背景混亂等非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)活體人臉3D高精度識(shí)別，解決用照片以及其他偽裝手段開(kāi)啟人臉識(shí)別模組的低安全性問(wèn)題，通過(guò)研制獨(dú)創(chuàng)3D活體人臉識(shí)別算法，可將本算法軟件運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)，進(jìn)而降低3D活體人臉識(shí)別系統(tǒng)硬件成本，有利于人臉識(shí)別模組的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用及推廣。

（2）研究低功耗被動(dòng)式紅外成像技術(shù)，解決人臉識(shí)別模組工作功耗高的問(wèn)題。

目前人臉識(shí)別模組工作功耗高的原因一是現(xiàn)在人臉識(shí)別時(shí)間長(zhǎng)，從系統(tǒng)啟動(dòng)到識(shí)別完成，一般時(shí)間在3秒左右，二是現(xiàn)在ARM的CPU功耗高，最主要原因是采用紅外陣列補(bǔ)光燈，該功耗超過(guò)模組總功耗的二分之一；通過(guò)研制被動(dòng)式紅外成像技術(shù)，不再需要高功耗的紅外陣列補(bǔ)光燈，產(chǎn)品工作功耗將為目前市場(chǎng)上人臉識(shí)別模組功耗的50%，預(yù)計(jì)工作次數(shù)將近為6000次，滿足公安部《電子防盜鎖（GA374）》（修訂版）3000次標(biāo)準(zhǔn)要求，使人臉識(shí)別模組在智能鎖、保險(xiǎn)柜等要求功耗低的產(chǎn)品中應(yīng)用成為可能。

（3）研究嵌入式低功耗人工智能芯片技術(shù)，解決人臉識(shí)別限制多的問(wèn)題，提高用戶體驗(yàn)。

通過(guò)研究嵌入式低功耗人工智能芯片，嵌入研制基于深度信念網(wǎng)絡(luò)和多任務(wù)學(xué)習(xí)的人臉識(shí)別算法，該算法采用深度信念網(wǎng)絡(luò)（Deep Belief Network，DBN）深度學(xué)習(xí)技術(shù)，具有良好的人臉特征提取能力，通過(guò)無(wú)監(jiān)督的預(yù)訓(xùn)練和有監(jiān)督的微調(diào)獲得良好的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，逐層地對(duì)人臉特征進(jìn)行抽取，獲得良好的人臉特征數(shù)據(jù)；多任務(wù)學(xué)習(xí)可利用在多個(gè)相關(guān)任務(wù)并行處理過(guò)程中，權(quán)值共享可以提高系統(tǒng)的泛化能力特性，進(jìn)而解決因樣本相對(duì)不足而造成的分類(lèi)器泛化能力不強(qiáng)的問(wèn)題，利用深度信念網(wǎng)絡(luò)提取圖像特征并在DBN輸出層構(gòu)建有監(jiān)督多任務(wù)學(xué)習(xí)分類(lèi)器對(duì)人臉圖像進(jìn)行識(shí)別[5]，在人臉發(fā)生偏轉(zhuǎn)、部分遮擋、環(huán)境光線以及隨年齡增長(zhǎng)，人臉發(fā)生變化時(shí)，識(shí)別準(zhǔn)確率也可高達(dá)99.75%，比傳統(tǒng)人臉識(shí)別算法高出2%，解決傳統(tǒng)人臉識(shí)別算法限制條件多的難題。

（4）研究魚(yú)眼圖像畸變矯正技術(shù)，解決適用人群少的問(wèn)題。采用雙魚(yú)眼攝像頭，為矯正魚(yú)眼攝像頭采集圖像特別是邊界人臉圖像出現(xiàn)的桶形畸變問(wèn)題，研制基于自適應(yīng)性張氏標(biāo)定法技術(shù)矯正人臉圖像，使人臉識(shí)別模組識(shí)別范圍在1.2-2.2米，滿足99.99%的家庭需要。

總之，基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)嵌入式人臉識(shí)別模組可應(yīng)用于人臉識(shí)別智能鎖、人臉識(shí)別智能門(mén)禁、移動(dòng)式人證合一設(shè)備、人臉識(shí)別閘機(jī)、人臉識(shí)別槍彈柜以及人臉識(shí)別保險(xiǎn)柜等產(chǎn)品，產(chǎn)品集合圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、模式識(shí)別、人工智能、深度學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，解決人臉識(shí)別智能安防領(lǐng)域技術(shù)難題，拓展行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，將帶動(dòng)生物特征識(shí)別行業(yè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。另外人臉識(shí)別模組硬件及軟件構(gòu)成由高清攝像頭、人工智能芯片以及人臉識(shí)別嵌入式軟件，也涉及技術(shù)領(lǐng)域有計(jì)算機(jī)、微電子、信息技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域，將輻射帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)同步提高，提升我國(guó)智能安防領(lǐng)域技術(shù)水平，縮短與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距，拓展人臉識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，同時(shí)，也有利于提升我國(guó)信息安全的防范能力，為人臉識(shí)別技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。