“面子”最重要——数码相机人脸识别技术大扫描
特别策划
数码相机的像素数和价格，多年以来一直是用户选购时最重要的两个参考指标。但是从一两年前起，这一状况开始悄悄地发生着改变：一些能够让用户拍摄成功率更高、体验更加轻松的、使用更加简便的新技术和新功能正在成为数码相机宣传的重点。这些新功能包括高感光度、各种防抖技术、智能场景模式等，此外还包括本文将要介绍的重点：人脸识别技术。
人脸识别，让摄影更简单
虽然在各个报刊杂志和网站上，都有作者不厌其烦地教那些数码相机的初学者如何对焦、如何曝光、如何构图，但一个令人沮丧的事实是：能够理解相机对焦原理和AF系统工作方式的用户，仍然只是很小一部分人。对于小型DC的用户来说，了解中心点对焦、宽区对焦、多点对焦的人数比例，可能低于10%。
另外，对于普通的家庭用户来说，拍摄人物是数码相机的最主要用途之一，如果检索一下他们最近的照片集，可能人像照片占据了50%以上的比例。
低于10%，高于50%，这两个矛盾的数据结合在一起，就会产生一种普遍的现象：人物拍摄时，对焦出现失误，于是，我们经常看到一些原本可能很好的抓拍瞬间，却因为人物脸部的模糊而失败（图1）。
既然我们无法对所有的数码相机用户进行普及教育，那么厂商就只有从产品端想办法，解决人像拍摄题材中的对焦难题（虽然对于摄影爱好者来说这根本不是什么问题）。
于是，人脸识别技术就出现了：2005年2月15日，尼康推出了世界上首批具备人脸识别功能的数码相机——Coolpix 7900/5900/7600，如图2所示，并首次提出了脸部优先自动对焦的概念（Face－Priority AF）。在2006年7月13日，富士推出了其首款人脸识别的机型Finepix S6500fd，大大提升了面部识别的速度，以及可识别的人脸数（图3），从而将人脸识别带入了完全实用的阶段。
到了2007年，基本上主流的数码相机品牌都具备了人脸识别技术，人脸识别也成为无可争议的主流必备功能。
如何实现人脸识别
人脸识别，对于电脑平台的软硬件来说是一项历史悠久的科学研究工作。识别出人脸并不困难，关键是识别速度，以及识别成功率。以电脑的处理速度，完成这项工作可能并不困难，但是对于相机内的处理芯片来说，却是很具挑战性的。因此，直至2005年我们才看到了第一款具备此功能的数码相机产品，2007年此类产品才遍地开花。
让我们来深入浅出地了解一些技术细节：尼康公司首创的脸部优先自动对焦功能，应用了美国Identix公司开发的FaceIt脸部辨识技术，可以从图像中读取人脸轮廓以及眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵之间的距离等信息，还会精确分辨皮肤的颜色。所以，只要是图像中出现人脸，那么相机就会自动搜寻人脸并进行优先对焦。
尼康的脸部优先自动对焦有一定的工作条件，那就是人脸到相机的距离适中（人像典型拍摄距离为1-5米），此外必须是正面或者接近正面朝向相机镜头。当然，水平或者垂直对于相机来说不成问题，都能够识别。
富士的人脸识别技术比尼康来得更晚一些，但是也更成熟，于是大获成功。根据富士官方的说明，其人脸识别功能能够在0.05秒之内识别出人脸，并可以同时识别10张面孔，从而使合影拍摄也变得异常简单，成功率极高。
人脸识别功能不仅仅可以取景拍摄，也可以在照片回放时发挥作用。很多时候，当你拍摄完一张人像照片时，都会放大回放照片以确定对焦是否精准，这对于数码单反相机的用户来说尤为重要。富士在S5 Pro数码单反相机上也提供了人脸识别功能，如果拍摄的是人像，那么按下放大按钮，立刻就会呈现出被摄者面部的最大化图像。
2007年，人脸识别2.0时代
从2005年年初尼康的面部优先自动对焦，到2006年夏天富士的面部识别（Face Detection，所有型号末尾具备fd字样的富士数码相机产品都具备此功能），我们看到了在识别速度、识别能力、识别功率方面的改善。而不久之前，富士通过Finepix F50fd宣告了第二代面部识别技术诞生（图4），奥林巴斯在2007年8月的新品发布会上也宣称其人脸识别技术融合了暗影识别功能，不仅能够识别，还能够获得更好的效果。由此可见，人脸识别技术还有很大的提升空间，下面就让我们来看看新的技术：
1.人脸所占比例。在上文中，我们介绍过尼康面部优先对焦技术的一个适用条件，那就是人脸距离相机不能过远或者过近，这就涉及到了人脸在整个画面中所占比例的问题。很容易理解，如果人脸过于贴近相机镜头，那么可能超出了自动对焦系统的工作范围（除非你开启微距模式，但由于人脸识别通常也被单独设置为一种拍摄模式，所以你无法兼顾微距），而如果人脸距离相机过远，就会造成人脸区域的图像范围太小，缺乏足够的信息数据进行分析。根据笔者的了解，富士第一代人脸识别技术对于人脸图像大小的最低要求是8万像素，如果相机本身是800万像素，就意味着人脸至少要占据画面1%的范围，也就是高度和宽度各占画面的10%左右。而按照人体头部和躯干的比例通常为1∶7来算的话，这意味着你可以拍摄全身照片，并包含一些环境，此时人脸识别功能仍然可以工作。富士第二代人脸识别技术并没有标明识别人脸所需的最低像素数，而我们已知的是，人脸识别技术所依靠的采样算法数据库，所采集的人脸特征单体样本，通常都是10万像素左右。所以，人脸识别所需比例进一步大幅降低的可能性不大，现有的识别比例也基本能够满足用户的要求。
2.多角度识别和侧脸识别。富士第二代人脸识别技术最大的改进就在于此。在过去，人脸识别功能只能在接近正脸的情况下工作，并且人脸必须为水平或垂直（竖拍）的状态。而富士突破了这一限制，实现了半侧脸、全侧脸的识别功能，并且人脸在画面中可以在270度的范围内任意倾斜，如图5所示。 有了如此强大的人脸识别功能，相信画面中的人脸将会更容易地被检测到，从而做到“一网打尽”。
3.结合曝光控制的人脸识别。在富士新一代的人脸识别技术，以及奥林巴斯2007年8月份伴随全线新品所推出的人脸/暗影识别技术中，都对人脸识别功能作出了显著的改善，即对所识别出面部的曝光情况进行智能控制，相当于摄影爱好者采用了面部点测光功能，保证了在逆光等场合下人脸部分的曝光正确，从而大大减轻了用户的操作负担。
4.人脸识别结合红眼消除。既然能够识别出人的面部，那么识别出人眼显然也不成问题。在电脑上的Photoshop及其它图像软件中，早就可以进行识别红眼并消除的操作，富士新一代的人脸识别技术也做到了这一点（如图6所示）。
5. 笑脸识别。笑脸识别可以说是人脸识别的一个延伸，索尼的CyberShot T200就标榜了此项功能，而最新发布的奥林巴斯U820，也具备了笑脸识别的功能（如图7所示）。在识别面部的基础上，对笑容的特征进行额外的判断分析，从而可以自动在被摄者笑的瞬间释放快门，捕捉到精彩的瞬间，这对于儿童摄影尤其有用。
编后：人脸识别技术，我们已经向大家详细地介绍完了。对于这些技术，你有什么感觉？如果你是一个摄影发烧友（笔者就是），或许会对这些功能不屑一顾，认为这些工作你自己都能够轻松搞定。但是不要忘了，数码相机在国内每年的销量已经达到千万台数量级，几乎每一天，你身边都会增加无数加入数码相机大家庭的新用户，他们中的大多数根本不具备任何摄影知识，甚至连过去的胶卷相机都很少用到。对于这样的用户来说，简单方便地拍出他们想要的照片，就是数码相机最应该具备的功能。
让拍摄更简单，用户更轻松，数码相机厂商的努力值得肯定，而新用户总是能够享受到比老用户更多的新技术，从某种意义上来说，他们是值得羡慕的。