科大訊飛李繁：多生物特征融合認(rèn)證能極大降低誤識(shí)率

　　李繁是科大訊飛云平臺(tái)事業(yè)部人臉聲紋技術(shù)主管，作為研發(fā)負(fù)責(zé)人參與構(gòu)建了面向十億級(jí)互聯(lián)網(wǎng)用戶提供語(yǔ)音交互服務(wù)能力的“訊飛開(kāi)放平臺(tái)”，負(fù)責(zé)平臺(tái)身份驗(yàn)證業(yè)務(wù)線技術(shù)孵化與能力輸出。以下筆者整理的李繁近期在一公開(kāi)課上分享的內(nèi)容：

　　大家晚上好，我是科大訊飛的李繁?？拼笥嶏w在語(yǔ)音技術(shù)方面的基礎(chǔ)研究時(shí)間超過(guò)了16年，目前正構(gòu)建人工智能生態(tài)圈，擁有專門(mén)面向互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放的人工智能開(kāi)放平臺(tái)，輸出各項(xiàng)核心的前沿技術(shù)。

　　目前，生物特征識(shí)別技術(shù)已經(jīng)逐步在金融領(lǐng)域推廣使用。上一期鈦客們分享了人臉識(shí)別技術(shù)（鈦坦白干貨）和虹膜識(shí)別（鈦坦白干貨）在金融領(lǐng)域的應(yīng)用，也對(duì)這些生物特征為何能應(yīng)用金融領(lǐng)域的特性做了說(shuō)明。今天我主要從技術(shù)解決方案角度來(lái)說(shuō)明，多生物特征融合認(rèn)證系統(tǒng)一個(gè)基于人臉識(shí)別技術(shù)與聲紋識(shí)別技術(shù)為接入點(diǎn)，可同時(shí)對(duì)多種生物特征進(jìn)行融合認(rèn)證的身份驗(yàn)證解決方案。

　　早前，國(guó)際生物特征組織分別從干擾用戶程度，獨(dú)立性，費(fèi)用代價(jià)，易用性這四個(gè)層面對(duì)市場(chǎng)上在用的生物特征進(jìn)行了系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，分析包括掌紋識(shí)別，簽名識(shí)別，指紋識(shí)別，語(yǔ)音識(shí)別，虹膜識(shí)別，視網(wǎng)膜識(shí)別，臉部識(shí)別以及溫譜識(shí)別。提出，理想的生物特征系統(tǒng)需要具備高獨(dú)特性，高易用性，對(duì)用戶干擾程度低且費(fèi)用代價(jià)低的特性。從這里可以看出，在人類認(rèn)知范圍內(nèi)的聲紋識(shí)別、人臉識(shí)別技術(shù)和簽名識(shí)別技術(shù)以及人類認(rèn)知范圍外的指紋識(shí)別，虹膜識(shí)別，和掌紋識(shí)別，為何能在各自的領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。

　　聲紋識(shí)別技術(shù)和人臉識(shí)別技術(shù)能夠被用作便捷的身份認(rèn)證形式，與其擁有的特點(diǎn)是分不開(kāi)的，首先這些生物特征與生俱來(lái)的，具備唯一性，不易被復(fù)制。其次，這些特征都是易采集且采集隱蔽性較強(qiáng)，無(wú)需新增硬件成本還能夠被遠(yuǎn)程操作。

　　以聲紋技術(shù)來(lái)說(shuō)，聲紋是根據(jù)語(yǔ)音波形中反映說(shuō)話人心理和行為特征的語(yǔ)音參數(shù)，自動(dòng)識(shí)別說(shuō)話人身份，每個(gè)人無(wú)論別人說(shuō)話模仿的多么相似，他都具有獨(dú)一無(wú)二的聲紋。這是由每個(gè)人的發(fā)聲器官在成長(zhǎng)過(guò)程中形成的，這個(gè)唯一性能夠唯一確定一個(gè)用戶的身份。

　　訊飛是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)始研究聲紋識(shí)別技術(shù)且最早達(dá)到實(shí)用級(jí)別的廠商，在提出多生物特征融合認(rèn)證解決方案之前，就已經(jīng)為公共安全部門(mén)和金融機(jī)構(gòu)提供了相關(guān)技術(shù)支持。作為身份驗(yàn)證的一種方式，自然說(shuō)話中即可確定身份，接受度較高。

　　聲紋識(shí)別模式目前對(duì)外支持了聲紋自由說(shuō)、動(dòng)態(tài)數(shù)字密碼、開(kāi)放文本密碼、固定文本密碼。如下圖，各種識(shí)別模式均有其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景。動(dòng)態(tài)數(shù)字密碼因其使用便捷性，已成為金融支付中最為廣泛的聲紋識(shí)別模式。

　　在這個(gè)領(lǐng)域中聲紋識(shí)別主要用途分為兩種，與人臉識(shí)別相似，一是聲紋確認(rèn)，即1:1比對(duì)，二是聲紋鑒別，即1:N比對(duì)。聲紋確認(rèn)直接使用待校驗(yàn)人的聲紋模型數(shù)據(jù)與注冊(cè)時(shí)的聲紋模型數(shù)據(jù)比對(duì)，得出一個(gè)相似度得分，而聲紋鑒別在一組模型中找出與待校驗(yàn)人相似度最高的聲紋發(fā)音者，當(dāng)然這個(gè)相似度得分能否作為判斷是本人的依據(jù)，需要應(yīng)用根據(jù)其容忍度進(jìn)行來(lái)設(shè)置。

　　下面來(lái)說(shuō)一下聲紋識(shí)別技術(shù)的效果衡量標(biāo)準(zhǔn)（這個(gè)效果衡量標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)質(zhì)就是安全性與易用性間的權(quán)衡）：

　　錯(cuò)誤接受率（False Accept Rate），指非本人被錯(cuò)誤的認(rèn)為是本人的次數(shù)占聲紋冒人操作次數(shù)的比值；

　　錯(cuò)誤拒絕率（False Reject Rate），指本人被錯(cuò)誤的認(rèn)為是非本人的次數(shù)占聲紋確認(rèn)操作次數(shù)的比值；

　　相等錯(cuò)誤率（Equal Error Rate），指FA等于FR時(shí)的百分比。是衡量聲紋驗(yàn)證效果的重要依據(jù)。

　　至此，想必大家對(duì)聲紋識(shí)別技術(shù)以及人臉識(shí)別技術(shù)都有了一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。

　　可能有人會(huì)問(wèn)，現(xiàn)在的人臉識(shí)別作為一種支付認(rèn)證手段已經(jīng)在市場(chǎng)上推廣使用了，而且普遍反饋效果很好，為什么還要去做這個(gè)多生物特征融合？以人臉識(shí)別技術(shù)來(lái)說(shuō)，在最新的deepID2算法下，人臉的分辯能力能夠達(dá)到99.47%，但是在實(shí)際的應(yīng)用中還面臨著各種挑戰(zhàn)，比如說(shuō)大家都能感受到的一個(gè)比較大的挑戰(zhàn)就是，我們旁邊的這些韓國(guó)小姐；當(dāng)然，聲紋識(shí)別技術(shù)同樣也有應(yīng)用上的挑戰(zhàn)，比如說(shuō)聲紋易變形，易受身體狀況、年齡、情緒等方面的影響，實(shí)際使用中會(huì)受到錄音設(shè)備的影響。所以說(shuō)，作為單一的生物特征認(rèn)證有一定的不穩(wěn)定性和局限性。

　　為應(yīng)對(duì)支付領(lǐng)域的高安全性需求同時(shí)解決單一生物特征的不穩(wěn)定性和局限性，提出了多生物特征融合認(rèn)證解決方案，多生物特征融合的核心基礎(chǔ)就是特征間的獨(dú)立性和互補(bǔ)性，從不同維度對(duì)兩種生物特征進(jìn)行融合計(jì)算，能夠最大限度的利用兩種生物特征的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠從一定程度上降低誤識(shí)率，比如說(shuō)剛才提到聲紋變形或錄音設(shè)備的影響。

　　多生物特征融合認(rèn)證解決方案是一整套的互聯(lián)網(wǎng)解決方案，關(guān)鍵特性包括：

　　1、 統(tǒng)一接入方式，云服務(wù)持續(xù)優(yōu)化升級(jí)，對(duì)于后續(xù)新開(kāi)放的生物特征能夠靈活接入，集成應(yīng)用可以根據(jù)需要靈活選擇新切入的生物特征。

　　2、 自定義安全閾值，結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)置安全級(jí)別，對(duì)于支付認(rèn)證這種安全要求較高的領(lǐng)域中可以設(shè)置當(dāng)所有生物特征都必須全部匹配時(shí)才認(rèn)為確認(rèn)無(wú)誤，而在對(duì)安全性要求不高的領(lǐng)域中，比如打卡系統(tǒng)，可以設(shè)置當(dāng)任意一種生物特征的匹配度符合標(biāo)準(zhǔn)都予以通過(guò)。采用這種方式能在保障校驗(yàn)準(zhǔn)確度的同時(shí)有效的提高通過(guò)率。

　　3、 閉環(huán)的安全校驗(yàn)，能夠?yàn)閼?yīng)用提供閉環(huán)的安全校驗(yàn)交互，避免特征交互過(guò)程中被篡改或者偽造，同時(shí)特征的傳輸通道采用多層加密的方式。

　　多生物特征融合認(rèn)證解決方案在支付領(lǐng)域里面的應(yīng)用，下面為大家舉幾個(gè)例子，

　　1、2015年8月，科大訊飛聯(lián)合中國(guó)銀聯(lián)和徽商銀行發(fā)布了 “聲紋+人臉”融合認(rèn)證個(gè)人轉(zhuǎn)帳應(yīng)用，是第一款采用多生物特征融合技術(shù)在移動(dòng)支付領(lǐng)域的產(chǎn)品，能夠有效防范圖片或者視頻回放的欺詐風(fēng)險(xiǎn)。在綁定銀行卡環(huán)節(jié)中，還應(yīng)用了自動(dòng)識(shí)別身份證和銀行卡的功能，顯著簡(jiǎn)化了用戶的操作。

　　2、2016年的2月，徽商銀行正式發(fā)布帶有人臉聲紋識(shí)別功能的手機(jī)銀行版本，用戶在使用手機(jī)銀行的時(shí)，可用“人臉+識(shí)別”替代手動(dòng)輸入密碼。

　　3、目前正在對(duì)接的多家證券公司，都希望這個(gè)方案能夠用于遠(yuǎn)程開(kāi)戶和安全支付，用戶不必再通過(guò)繁雜的人工校驗(yàn)審核，也不用擔(dān)心因?qū)徍诉^(guò)程的復(fù)雜而錯(cuò)失一個(gè)投資良機(jī)，對(duì)于使用者和企業(yè)來(lái)說(shuō)都是比較高效的一個(gè)應(yīng)用方式。

　　除了在金融支付領(lǐng)域，在其他領(lǐng)域也在使用這種多生物特征融合認(rèn)證的解決方案，比如，科大訊飛目前在用的身份認(rèn)證考勤，全國(guó)各地的分公司只要在指定的地點(diǎn)進(jìn)行通過(guò)app進(jìn)行“人臉+聲紋”打卡即可。