顔認識技術の現状と今後の開発動向

顔認識は、一般的に肖像認識または顔認識とも呼ばれ、顔の特徴に基づいて人物を識別する生体認証技術です。主にカメラまたはビデオカメラを使用して顔を含む画像またはビデオストリームを収集し、画像内の顔を自動的に検出して追跡し、検出された顔に対して一連の顔関連技術を実行します。

近年、人工知能の発展と国家経済発展、安全保障防衛のニーズに伴い、わが国の顔認識市場は拡大を続け、技術レベルも向上し続け、アルゴリズムにおいて世界をリードする地位を獲得しました。人工知能の継続的な発展とインテリジェント時代の静かな到来により、顔認識に代表される生体認証技術はますます普及しつつあります。セキュリティ、支払い、金融から教育、医療、交通に至るまで、「顔スキャン」は標準になりつつあり、人々の生産と生活に多くのインテリジェンス、安全性、利便性をもたらしています。

1.顔認識技術開発の背景

顔認識は、顔の特徴に基づいて人物を識別する生体認証技術です。顔認識は、セキュリティと金融という2つの主要分野に加えて、交通、教育、医療、警察、電子商取引など多くのシナリオでも広く使用されており、大きな応用価値を示しています。顔認識技術がもたらす大きなチャンスをさらに活かすため、我が国はそれを支援する一連の政策を導入しました。

わが国は2015年以来、「銀行金融機関による人民元口座の遠隔開設に関する指導意見（意見募集稿）」、「セキュリティビデオ監視顔認識システムの技術要求」、「情報セキュリティ技術ネットワーク顔認識および認証システムの技術要求」などの法律や規制を相次いで公布し、金融、セキュリティ、医療などの分野における顔認識技術の応用と普及に重要な基礎を築いてきました。

2017年には、人工知能が初めて国家政府報告書に記載され、同年7月には国務院が「新世代人工知能発展計画」を公布、12月には工業情報化部が「新世代人工知能産業の発展を促進する3カ年行動計画（2018～2020年）」を公布し、顔認証の有効検出率と正しい認識率の向上に対する要求を明確にした。人工知能の主要なサブ分野として、顔認識は国家政策から明らかな支援を受けています。

2020年、「中国の新世代人工知能発展報告書2020」が本日、浦江イノベーションフォーラムで発表されました。この報告書は、過去 1 年間の中国における人工知能の全体的な発展を体系的にレビューしています。報告書は、世界発展、イノベーション環境、科学技術研究開発、産業応用、人材育成、地域発展、人工知能ガバナンスの7つの章に分かれており、中国の「新世代人工知能開発計画」の実施状況を客観的に反映し、今後の発展における新たな課題と動向を明らかにすることを目指しています。

2. 顔認識技術の開発

顔認識は 1960 年代に研究者によって初めて研究され、実際に主要な応用段階に入ったのは 1990 年代後半になってからでした。現在、顔認識技術は比較的高いレベルの成熟度に達しています。

1991年、Eigenfaceアルゴリズムが顔認識に適用され、初めて自動顔検出が実現されました。この技術はジョンズ・ホプキンス大学のシロビッチ氏が提案し、マサチューセッツ工科大学（MIT）の「コネクテッド・サイエンス」創設ディレクターのアレックス・ペントランド氏がさらに発展させた。2012年、ペントランド氏はグーグル創業者のラリー・ペイジ氏とともにフォーブス誌で「世界で最も影響力のある7人のデータサイエンティストの1人」に選ばれた。

2000 年以降、NIST 研究所は FERET プロジェクトを拡張し、FRVT と FRGC という 2 つの新しいプロジェクトを立ち上げました。FRVT は、テクノロジの可用性を評価し、アルゴリズム システムのパフォーマンスをテストし、テクノロジを購入する関連部門にテスト レポートを提供します。 FRGC は市場の企業やチームを対象としており、他の部門のカスタマイズされたニーズに基づいて入札競争を開始します。FRVT はドッキングと評価を担当し、さまざまな部門が顔認識システムのパーソナライズされた要件を改善できるように支援します。

2010年にFacebookが顔認識機能を追加したことで、顔認識は個人に向けて動き始めました。決済から美容まで、世界中のインターネット企業が追随しています。2017年、Apple iPhone Xは初めて顔認証ロック解除機能をリリースし、売り切れ、市場を爆発的に拡大しました。現在、顔認識はあらゆる面で応用されており、短い動画やライブ放送が毎日私たちの周りに頻繁に登場しています。開発プロセス全体は、機械的識別、半自動識別、非接触識別、インターネットアプリケーションの段階に分けられます。

他の生体認証方法と比較すると、顔認識の利点はその自然さと目立たなさにあります。自然性とは、識別方法が人間が個人を識別するために使用する生物学的特徴と同じであることを意味します。指紋認証、虹彩認証などは自然ではありません。目立たない特徴により、この認識方法は抵抗が生じる可能性が低くなりますが、指紋認識や虹彩認識では、指紋や虹彩の画像を収集するために電子圧力センサーや赤外線を使用する必要があり、収集プロセス中のユーザーエクスペリエンスは良くありません。

顔認識が現在直面している課題は、顔が隠れている場合やその他のアプリケーションなど、さまざまなシナリオで認識率を確保する方法です。さらに、プライバシーとセキュリティも考慮する価値のある問題です。顔認識には明らかな利点があり、将来的には主要な認識技術になるでしょう。

具体的には、指紋認証や虹彩認証などの従来の生体認証方法と比較した場合、その利点は主に、非接触、非侵入性、完全なハードウェア基盤、迅速かつ便利な収集、優れたスケーラビリティの 4 つの点に集中しています。複雑な環境における顔認識の精度の問題が解決されると、顔認識はすぐに指紋認識に取って代わり、市場の大規模アプリケーションの主流の認識技術になると予想されます。

3. 顔認識技術の研究開発の現状

顔認識の発展が加速しているのは、一方では我が国のインテリジェントな社会構築の発展ニーズによるものであり、他方では顔認識技術の急速な発展によるものである。特に近年、人工知能の波により、顔認識産業は資本の支持を受け、顔認識技術の発展に大きなチャンスを提供しています。 SooPatのデータによると、我が国の顔認識産業に関連する特許出願件数は近年増加し続けています。

2018年、我が国の顔認識産業における特許出願件数は3,487件で、2017年より微増し、公開された特許件数は5,200件で、前年比93％増加しました。 2019年1月から2月にかけて、わが国における顔認識関連の特許公開件数は1,174件に達し、2014年通年の水準を上回りました。

4. 我が国における顔認識技術応用の現状分析

2014年はわが国の顔認識技術にとって転換点となり、顔認識技術は理論から応用へと移行しました。2018年から2020年は顔認識技術の総合応用にとって重要な節目となり、「顔スキャン」時代が正式に到来しました。

現在、わが国における顔認識技術の応用という観点から見ると、主に勤怠管理とアクセス制御、セキュリティ、金融の3つの分野に集中しています。

具体的な応用分野としては、主に、公安分野では犯罪捜査・追跡、犯罪者識別、国境警備など、情報セキュリティ分野では政府機能分野では電子政府、戸籍管理、社会福祉、保険など、商業企業分野では電子商取引、電子通貨・決済、出席・マーケティングなど、会場の入退場分野では軍事機密部門や金融機関のアクセス制御や入退場管理などが含まれます。

顔認識は、治安分野だけでなく、金融業界でも広く利用されています。最近では、顔スキャンカードの申し込み、遠隔ローン、セルフサービス口座開設、顔スキャン決済などが私たちの生活に浸透し始めています。現在、多くの銀行が自社設備に顔認識システムを導入しています。カードを申請する際、顔認識技術を使用して、現場で収集した写真と保存されている写真や身分証明書の写真を照合することができます。確認後にのみ、カードの開設、業務変更、パスワードのリセットなどのサービスを独自に実行できるため、より安全で効率的です。

同時に、交通分野では、赤信号を無視する歩行者も「顔認識」の時代に入りました。中国人の道路の渡り方はかつて笑いものになった。多くの中国人が道路を渡るときに信号を見ず、集団でいるとただ歩くという状況は改善されていない。信号無視という悪習慣は制御が困難でしたが、顔認識技術の発達により転機が訪れました。

一部の地域では、顔認識技術を使用して、信号を無視する歩行者の取り締まりを開始しています。歩行者が信号を無視すると、自動認識捕捉システムが信号を無視した市民を捕捉し、データをビッグデータ調査実験センターにアップロードして、実在の人物を検証し、違反者を電子スクリーンにリアルタイムで表示します。

5. 顔認識の今後の発展動向

まず、顔認識の応用分野として最も広く使われているのはセキュリティ業界であり、セキュリティ業界全体に新たな活力を注入するだけでなく、新たな開発市場をさらに開拓します。インテリジェントビデオ分析はセキュリティ市場の将来の発展方向であり、最も重要な技術は顔認識です。

第二に、我が国の3次元測定技術は近年順調に発展しており、今日の3D顔認識アルゴリズムは2D投影の欠点を補い、顔の回転、遮蔽、類似性などの従来の難点にも対処しており、これは顔認識技術のもう一つの最も重要な発展ルートとなっている。

第三に、ビッグデータのディープラーニングにより顔認識の精度がさらに向上し、2D顔認識の応用においても一定の進歩を遂げました。これをインターネット金融業界に応用することで、金融グレードのアプリケーションが急速に普及する可能性があります。

第4に、顔認識技術は利便性と安全性に優れているため、スマートホームのアクセス制御システムや認証システムとして使用できます。したがって、スマートホームと顔認識技術の統合は、将来の発展の重要な方向性です。スマートホームの顔認識システムは、組み込みオペレーティングシステムと組み込みハードウェアプラットフォームを組み合わせて構築されており、顔認識技術とスマートホームアプリケーションの統合を強化し、新しいコンセプトと強力な実用性を備えています。

第五に、顔認識技術は、将来ビッグデータに基づく重要な発展方向です。現在、公安部門はビッグデータを導入しており、これもまた従来の技術の難点を補っています。顔認識技術を通じて、これらの写真データを保存して再利用することができ、公安情報化の管理と調整を大幅に改善することができます。これは、将来の顔認識の主な発展傾向になるでしょう。