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为什么歪下头之后，智能锁人脸识别就会失败？（技术篇）

发布时间：2022-09-20

转载：*文章来源智能门锁研究pro ，若涉及版权，请联系我们及时删除*

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摘要：有粉丝发现，家中的3D人脸识别锁在脸部侧歪时，无法识别成功。

脸部侧歪时，门锁采集到的人脸信息，与门锁已存储的不匹配，导致识别失败。

那么，上述影响识别结果的原因主要是什么？是技术漏洞还是刻意为之？背后的原理是什么？

为此，研究组咨询了在三维机器视觉和人工智能领域有着深厚实力的企业——的卢深视，详细了解人脸角度与识别结果之间的关系。

人脸姿态角度

要了解视频背后的原理，首先要明白，三维空间中人脸运动主要有三种角度，分别为yaw（偏航角）、pitch（俯仰角）、roll（翻滚角），行业内一般称之为人脸姿态角度。这三种角度对应三种情况，对应的是左右转动、上下转动、侧面转动。如下：

众所周知，3D人脸识别主要是采集脸部信息。试想一下，如果yaw角（偏航角，左右转脸情况下）太大，那么摄像头只能采集看到侧脸信息；如果pitch角（俯仰角，低头抬头情况下）太大，摄像头只能看到下巴或头顶。

在这种情况下，摄像头采集到的信息已经丢失了过多的特征点，与门锁内存储的人脸三维信息肯定相去甚远，因此会识别失败。

而视频中的roll角（翻滚角，左右歪头）的变化面部特征值并不会丢失，理论上是不影响最终识别结果的，但是在实际的识别过程中，需要花费额外的计算单元去识别人脸姿态，将会无形中延长整体的识别过程。因此结合门锁通常固定安装，人们解锁时的场景和姿态，在roll角上一般也做出一定角度的限制，可以让开锁过程更加顺畅。

值得注意的是，这种对姿态角度的限制，在2D识别上也有。

人脸姿态角度为何不超过30度？

一般来说，业内的3D人脸方案商，对人脸姿态角度的限制，大约在30°以内。

之所以将角度限定在30°以内，是因为如果超过这个范围后，一方面，获取的人脸有效信息很少，会造成识别失败，影响用户体验。另一方面，可能会导致误识别，进而引发严重的安全方面问题。

特别鸣谢：

感谢北京的卢深视科技有限公司对本文的技术指导