生物特征識(shí)別，身體就是密碼鑰匙

伴隨著iPhone X引入Face ID，以人臉識(shí)別為代表的生物特征識(shí)別，一夜間忽然迎來(lái)“千樹(shù)萬(wàn)樹(shù)梨花開(kāi)”的“勝景”

前不久，曠視科技（Face++）宣布獲得4.6億美元C輪融資。無(wú)獨(dú)有偶，商湯科技也于近日宣布獲得6.2億美元C＋輪融資。指紋、虹膜、手掌、靜脈……當(dāng)名目繁多的生物特征識(shí)別相繼涌現(xiàn)，無(wú)密碼時(shí)代漸行漸近。

“阿富汗少女”

借助虹膜識(shí)別技術(shù)，時(shí)隔17年后，拍攝者在上千個(gè)自稱(chēng)是照片主角的人中找到了那位擁有綠色眼眸的“阿富汗少女”

在前不久舉行的2018中科虹霸產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、中科虹霸創(chuàng)始人譚鐵牛再次講起那個(gè)曾經(jīng)牽動(dòng)人心的故事——“阿富汗少女”。

上世紀(jì)80年代，美國(guó)《國(guó)家地理》雜志封面刊登過(guò)一張照片，照片中的主角是一位擁有綠色眼眸的阿富汗少女。然而，面對(duì)這張聞名于世的面孔，沒(méi)有人知道她是誰(shuí)。時(shí)隔17年，拍攝者突然萌生尋找神秘少女的念頭。幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，他最終借助虹膜識(shí)別技術(shù)，在上千個(gè)自稱(chēng)是照片主角的人中找到了她。

眼睛是心靈的窗戶(hù)，也是身份的標(biāo)識(shí)。虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，包含很多相互交錯(cuò)的斑點(diǎn)、細(xì)絲、冠狀、條紋、隱窩等細(xì)節(jié)特征。“在很多情況下，虹膜可能是唯一能夠識(shí)別身份的生物特征，國(guó)際上一系列研究表明，虹膜識(shí)別是目前最安全、最準(zhǔn)確的身份識(shí)別。”譚鐵牛稱(chēng)。

根據(jù)原公安部物證鑒定中心主任、中國(guó)工程院院士劉耀提供的數(shù)據(jù)，與指紋0.8%、人臉識(shí)別2%左右的誤識(shí)率相比，虹膜識(shí)別誤識(shí)率可低至百萬(wàn)分之一。

縱觀整個(gè)世界發(fā)展史，身份鑒別技術(shù)一直是人類(lèi)長(zhǎng)期致力研究的重要課題。早期的識(shí)別技術(shù)主要通過(guò)人工比對(duì)——基于經(jīng)驗(yàn)對(duì)檢材和樣本進(jìn)行比較；而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，以指掌紋、足跡、人臉、虹膜、聲紋等為代表的生物特征識(shí)別技術(shù)，日趨成熟。

其中，指紋是最古老的生物特征識(shí)別技術(shù)，1892年，阿根廷警官利用犯罪現(xiàn)場(chǎng)的一枚血指印破獲了弗朗西斯卡殺害親子案，這是世界首例利用指紋偵破的案件。目前，我國(guó)省級(jí)公安機(jī)關(guān)指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)存儲(chǔ)十指指紋總量已超過(guò)1億人次。近些年，全國(guó)利用指紋識(shí)別系統(tǒng)破案總數(shù)每年在10萬(wàn)余起。

人臉識(shí)別，顧名思義，是基于人臉的面部特征進(jìn)行身份識(shí)別的技術(shù)。由于具有非接觸、無(wú)需配合、應(yīng)用方便、符合人的認(rèn)知習(xí)慣等優(yōu)勢(shì)，目前在出入境管理、公安身份查重、公安重點(diǎn)人群監(jiān)控等領(lǐng)域有所應(yīng)用。

“公安刑偵是生物特征識(shí)別的重要應(yīng)用領(lǐng)域。”劉耀說(shuō)，近年來(lái)以指紋、人臉為代表的生物特征識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在公安領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但在應(yīng)用過(guò)程中，還存在一些局限性，而虹膜識(shí)別的唯一性、穩(wěn)定性恰恰彌補(bǔ)了這些不足。

一個(gè)眼神確定你

虹膜紋理具有唯一性、穩(wěn)定性，因此，虹膜識(shí)別成為目前最為精準(zhǔn)的生物特征識(shí)別技術(shù)，可以識(shí)別同卵雙胞胎

虹膜識(shí)別技術(shù)，是通過(guò)對(duì)比虹膜圖像特征之間的相似性來(lái)確定人的身份?？茖W(xué)研究表明，虹膜環(huán)狀區(qū)域的細(xì)節(jié)一歲半之后就定型，它是唯一一個(gè)能從外面看到的內(nèi)部器官，不會(huì)像指紋一樣存在磨損問(wèn)題。

“相比較而言，虹膜是比人臉和指紋更可靠、更難偽造的生物特征。”譚鐵牛告訴經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者，指紋比較容易被模仿和偽造，人臉識(shí)別會(huì)存在雙胞胎、父子母女難分辨的問(wèn)題。“即使同一個(gè)人，隨著年齡變化，容貌也會(huì)發(fā)生改變。而且，整容、不同光照下的表情、姿態(tài)等也會(huì)影響識(shí)別效果。”譚鐵牛說(shuō)。

不僅如此，虹膜還有3大特性：非接觸性，中遠(yuǎn)距離就可以識(shí)別；大容量，速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)；防偽性，通過(guò)瞳孔震顫可實(shí)現(xiàn)活體檢測(cè)。“因虹膜紋理具有每個(gè)人都不同的唯一性、在嬰兒階段穩(wěn)定后終身不變的穩(wěn)定性，各類(lèi)公開(kāi)的對(duì)比測(cè)試和實(shí)際應(yīng)用表明，虹膜識(shí)別是目前最為精準(zhǔn)的生物特征識(shí)別技術(shù)，可以識(shí)別同卵雙胞胎。”譚鐵牛表示。

不過(guò)，要將虹膜識(shí)別做到好用、易用、便捷，并不容易。譚鐵牛說(shuō)，虹膜識(shí)別主要涉及4大關(guān)鍵技術(shù)：一是虹膜成像技術(shù)，解決虹膜圖像的有無(wú)問(wèn)題；二是活體判別技術(shù)，解決虹膜圖像的真假問(wèn)題；三是質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)，解決虹膜圖像質(zhì)量好壞問(wèn)題；四是特征表達(dá)技術(shù)，解決虹膜圖像的主體問(wèn)題。

以虹膜采集為例。與西方人相比，中國(guó)人的眼睛普遍較小，很多人還是瞇瞇眼，而拍攝時(shí)不能要求對(duì)方一直盯著攝像頭，這種情況下，如何方便快捷獲取虹膜成為難題。這還只是問(wèn)題的冰山一角。“采集到的虹膜是不是來(lái)自活體，會(huì)不會(huì)來(lái)自玻璃眼球、照片，而不是活生生的人，抑或是義眼虹膜、計(jì)算機(jī)合成虹膜等，這些特殊情況都需要考慮到，這就涉及虹膜圖像真假的問(wèn)題。”譚鐵牛舉例說(shuō)。

在國(guó)外機(jī)構(gòu)不提供數(shù)據(jù)庫(kù)用于算法研究，也不出售虹膜采集設(shè)備的情況下，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所從零開(kāi)始，開(kāi)始了國(guó)內(nèi)虹膜識(shí)別的研究。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前，中國(guó)科學(xué)院在虹膜圖像獲取方面完成4大跨越：從無(wú)到有，實(shí)現(xiàn)了零的突破；實(shí)現(xiàn)了從單目到雙目的圖像獲??；實(shí)現(xiàn)了由近及遠(yuǎn)的圖像獲??；實(shí)現(xiàn)了從固定到移動(dòng)狀態(tài)的圖像獲取。

根據(jù)譚鐵牛提供的數(shù)據(jù)，中國(guó)科學(xué)院自主建設(shè)的CASIA虹膜圖像數(shù)據(jù)庫(kù)是目前國(guó)際上使用最廣泛的虹膜圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，有來(lái)自180個(gè)國(guó)家的1.6萬(wàn)多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)使用。在虹膜特征描述的研究中，中科虹霸還建立了基于定序測(cè)量的虹膜圖像特征表達(dá)一般框架，揭示了虹膜圖像的本質(zhì)特征，統(tǒng)一了主流的虹膜識(shí)別方法。

從“刷臉”到“刷手”

異軍突起的生物特征識(shí)別正迎來(lái)發(fā)展的春天。預(yù)計(jì)2020年，生物特征識(shí)別技術(shù)的全球市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到250億美元

不需要銀行卡，不需要密碼，甚至不再需要手機(jī)，就在“刷臉付款”成為熱議的話題不久，“刷手支付”再次闖入公眾視野——日本大型信用卡公司JCB今年宣布，開(kāi)發(fā)出了掃描手掌即可完成本人確認(rèn)和信用卡付款的機(jī)制。未來(lái)，大家只需要在指定的App中注冊(cè)手掌完成記錄，付款時(shí)便可直接“刷手”完成支付。

“手掌幾何學(xué)識(shí)別，是通過(guò)測(cè)量使用者的手掌和手指的物理特征來(lái)進(jìn)行識(shí)別。近幾年再次興起的靜脈識(shí)別，則是利用靜脈分布圖進(jìn)行個(gè)人識(shí)別，例如手指、手掌、手背的靜脈。”劉耀解釋。

與傳統(tǒng)的指紋識(shí)別相比，指靜脈識(shí)別技術(shù)有一個(gè)顯著特點(diǎn)——必須活體且有流動(dòng)的血液，因此信息不能被復(fù)制或被盜；而且，不會(huì)因?yàn)槭种赋睗窕虿桓蓛?、破損等情況就無(wú)法使用。

近日，浙江某商業(yè)銀行上線首批應(yīng)用“指靜脈生物識(shí)別技術(shù)”的智慧柜員機(jī)，辦理銀行業(yè)務(wù)不用再攜帶銀行卡、不用輸密碼，只需“動(dòng)動(dòng)手指”。該行相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)將逐步在柜面等其他場(chǎng)景中全面推廣應(yīng)用。

異軍突起的生物特征識(shí)別正迎來(lái)發(fā)展的春天。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，2007年至2013年，生物特征識(shí)別技術(shù)的全球市場(chǎng)規(guī)模年均增速為21.7%，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到250億美元，5年內(nèi)年均增速約14%。

“面對(duì)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，單一生物特征如同一個(gè)個(gè)‘信息孤島’，識(shí)別準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性會(huì)下降，如何連通這些‘信息孤島’，實(shí)現(xiàn)多種生物特征信息的綜合集成應(yīng)用和關(guān)聯(lián)融合分析，是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一。”劉耀說(shuō)，國(guó)內(nèi)外研究多集中在利用高質(zhì)量的生物特征進(jìn)行身份識(shí)別，而現(xiàn)場(chǎng)留下的指紋、足跡、視頻人像等生物特征，很多都存在特征不完整、質(zhì)量受限等問(wèn)題。“因此，在實(shí)際應(yīng)用中，如何融合低質(zhì)量的生物特征數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的識(shí)別，是今后發(fā)展的關(guān)鍵。