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【中国科学报】人脸识别:从“认脸”到“读心”

2020-06-04 中国科学报 徐竞然 卜叶
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  相由心生、看脸识人,近日,一篇发表在《自然》杂志的研究为这些听起来“很玄”的词提供了科学依据。

  12000多位志愿者、30000多张真实照片,研究团队利用人工智能(AI)神经网络技术,基于志愿者的静态面部图像预测其人格特征,完成了对他们开放性、外向性、宜人性、神经质与责任感大五人格的测量。研究发现,AI预测的准确率达58%,其中对责任感的预测比其他四个特质更为准确。

  “面相”和个性究竟有哪些联系?越来越“智慧”的人脸识别将如何进一步影响人类的现实生活?技术背后的伦理底线又该如何“化虚为实”?为此,《中国科学报》对多位相关专家进行了采访。

  脸上有太多秘密

  外貌与性格,本就有千丝万缕的联系。

  基因对脸蛋和性格都有影响,雌激素、雄激素等激素既会影响面部形状,也会影响个性。从后天来看,“我好不好看”等个人对自身面部特征的感知也影响着人的个性发展,“大笑”“皱眉”等习惯性的情绪表达也能塑造面部纹路与肌肉的发育特征。

  “早期的人脸识别技术对图像的光照要求很高,且只能识别照片;目前跨年龄段的人脸识别已经实现,如识别儿童和儿童成年后的照片。”中科院心理研究所副研究员王甦菁介绍,“未来的人脸识别要从读脸向读心发展,根据照片、视频、微表情等,判断人的差异,再结合心理学的知识让计算机不仅能知道你是谁,还知道你在想什么。”

  在王甦菁看来,该研究已能证明人脸图像中包含与人类个性相关的信息。其研究结果可以基于人脸图像分析出大五人格特征,将AI预测与志愿者们的自我报告结果进行对比,形成纠错机制,修正预测的结果,确保预测的准确性。

  研究人员还归纳了一些更“接地气”的研究结果——从长相预测人的身体健康情况、人际关系、刺纹身的可能性以及收入高低。研究的逻辑是,外貌能预测人的性格,而性格越开放的人,往往收入越高。

  应用何往

  “人脸蕴含着无数有价值的信息。”论文的共同作者、HSE大学科研人员Evgeny Osin表示。

  论文指出,AI系统将能够在客户服务、在线辅导等领域发挥重大作用。如帮助老板面试员工,甚至帮助单身人士在相亲网站上更好地选择另一半。同时,考虑到该技术的效率高、成本低,其应用潜力将被大量挖掘。

  北京邮电大学信息与通信工程学院教授邓伟洪也对人脸的信息价值表示认可。除身份、表情、性别、年龄等众所周知的属性外,驾驶者的疲劳、撒谎者的微表情、自闭症儿童的表情、某些疾病患者的长相甚至是血液流动都会在脸部留下细微的痕迹。

  正如2019年1月《自然—医学》所刊登的一项研究成果。该研究应用了一种深度学习算法,用以区分人类照片中与先天性和神经发育障碍有关的独特面部特征。当将这项辅助诊断方法搭载到智能手机App上,就可以通过扫描儿童的面部照片以检测儿童是否患有罕见遗传病。目前,该技术的准确率已高达91%,超过了人类医生,倘若加以持续改进和推广,就可帮助全球儿童获得更好的医疗条件。

  “如何利用图像和视频去分析挖掘这些人眼都难以察觉的信息,是人脸识别的新问题。”邓伟洪告诉《中国科学报》。不仅在安防事业中应用,结合人脸识别所获得的新信息,该技术还可以支撑传统的心理和健康治疗设施的转型升级,并在新基建中落地。

  伦理底线亟待化虚为实

  该研究利用神经网络技术评估了包括人嘴巴宽度、厚度和眼睛高度等在内的128个人脸特征,以确保数据多样性。但即便如此,人面部特征也数量庞大,难以量化,变量多,联系复杂且难以分离。

  即使不讨论深层次的“读脸”与“读心”的关系,人脸识别也还面临着若干挑战。

  “虽然识别精度提升了,但光线对人脸识别的影响问题还不能完全解决。此外,双胞胎如何准确识别?不同成长阶段对面部造成影响后如何识别?如何在姿态变化较大的情况下识别?如何排除遮挡对识别造成的影响?如何克服室外远距离对识别精度的影响?”中科院自动化所模式识别国家重点实验室研究员雷震一口气指出了一连串问题。

  数据是人脸识别的核心。据雷震介绍,因数据库里中青年的信息更多,机器学习训练更充分,也就导致了对中青年的面部识别准确率更高。此外,还因女性的发型、妆容等影响,易呈现男高女低的准确率差异。

  因非理想场景下人脸信息收集成本较高,未来还可能需要研究在极端情况下,如在样本量极少的情况下如何完成人脸识别。据邓伟洪介绍,目前他的研究方向正是破解数据偏差条件下的人脸识别难题,用新型的深度学习算法保证不同种族、不同性别和不同地区的均衡识别率,克服文化和地区差异对人脸识别的影响等。

  与此同时,因数据导致的人脸识别技术的伦理问题也日益引起人们重视。

  王甦菁表示,志愿者信息使用的知情权尤为重要。雷震建议,数据交换、流通的前提是对个人信息脱敏,使关键信息互相独立,防止个人信息被滥用。应当制定相关法律法规,并将数据提取或清洗落实到责任单位。

  “虽然人脸识别技术的广泛落地应用涉及到肖像权、隐私保护、种族和性别公平性等伦理问题,但大家不必过于担忧,目前可以通过技术和法律手段进行双重保障。” 邓伟洪表示,目前已有面向加密照片的人脸识别新方法,新技术也可以在保护隐私的条件下进行照片处理。民法典中的人格权编草案对此也有明确要求——不得利用信息技术手段伪造等方式侵害他人的肖像权。

  相关论文信息:https://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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