生物特征識別，身體就是密碼鑰匙

伴隨著iPhone X引入Face ID，以人臉識別為代表的生物特征識別，一夜間忽然迎來“千樹萬樹梨花開”的“勝景”

前不久，曠視科技（Face++）宣布獲得4.6億美元C輪融資。無獨有偶，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別相繼涌現(xiàn)，無密碼時代漸行漸近。

“阿富汗少女”

借助虹膜識別技術(shù)，時隔17年后，拍攝者在上千個自稱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)布會上，中國科學(xué)院院士、中科虹霸創(chuàng)始人譚鐵牛再次講起那個曾經(jīng)牽動人心的故事——“阿富汗少女”。

上世紀80年代，美國《國家地理》雜志封面刊登過一張照片，照片中的主角是一位擁有綠色眼眸的阿富汗少女。然而，面對這張聞名于世的面孔，沒有人知道她是誰。時隔17年，拍攝者突然萌生尋找神秘少女的念頭。幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，他最終借助虹膜識別技術(shù)，在上千個自稱是照片主角的人中找到了她。

眼睛是心靈的窗戶，也是身份的標識。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，包含很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等細節(jié)特征。“在很多情況下，虹膜可能是唯一能夠識別身份的生物特征，國際上一系列研究表明，虹膜識別是目前最安全、最準確的身份識別。”譚鐵牛稱。

根據(jù)原公安部物證鑒定中心主任、中國工程院院士劉耀提供的數(shù)據(jù)，與指紋0.8%、人臉識別2%左右的誤識率相比，虹膜識別誤識率可低至百萬分之一。

縱觀整個世界發(fā)展史，身份鑒別技術(shù)一直是人類長期致力研究的重要課題。早期的識別技術(shù)主要通過人工比對——基于經(jīng)驗對檢材和樣本進行比較；而隨著計算機技術(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別技術(shù)，日趨成熟。

其中，指紋是最古老的生物特征識別技術(shù)，1892年，阿根廷警官利用犯罪現(xiàn)場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，我國省級公安機關(guān)指紋自動識別系統(tǒng)存儲十指指紋總量已超過1億人次。近些年，全國利用指紋識別系統(tǒng)破案總數(shù)每年在10萬余起。

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

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

一個眼神確定你

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

虹膜識別技術(shù)，是通過對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人的身份?？茖W(xué)研究表明，虹膜環(huán)狀區(qū)域的細節(jié)一歲半之后就定型，它是唯一一個能從外面看到的內(nèi)部器官，不會像指紋一樣存在磨損問題。

“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)濟日報記者，指紋比較容易被模仿和偽造，人臉識別會存在雙胞胎、父子母女難分辨的問題。“即使同一個人，隨著年齡變化，容貌也會發(fā)生改變。而且，整容、不同光照下的表情、姿態(tài)等也會影響識別效果。”譚鐵牛說。

不僅如此，虹膜還有3大特性：非接觸性，中遠距離就可以識別；大容量，速度快、實時性強；防偽性，通過瞳孔震顫可實現(xiàn)活體檢測。“因虹膜紋理具有每個人都不同的唯一性、在嬰兒階段穩(wěn)定后終身不變的穩(wěn)定性，各類公開的對比測試和實際應(yīng)用表明，虹膜識別是目前最為精準的生物特征識別技術(shù)，可以識別同卵雙胞胎。”譚鐵牛表示。

不過，要將虹膜識別做到好用、易用、便捷，并不容易。譚鐵牛說，虹膜識別主要涉及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問題；二是活體判別技術(shù)，解決虹膜圖像的真假問題；三是質(zhì)量評價技術(shù)，解決虹膜圖像質(zhì)量好壞問題；四是特征表達技術(shù)，解決虹膜圖像的主體問題。

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

在國外機構(gòu)不提供數(shù)據(jù)庫用于算法研究，也不出售虹膜采集設(shè)備的情況下，中國科學(xué)院自動化研究所從零開始，開始了國內(nèi)虹膜識別的研究。經(jīng)過多年發(fā)展，目前，中國科學(xué)院在虹膜圖像獲取方面完成4大跨越：從無到有，實現(xiàn)了零的突破；實現(xiàn)了從單目到雙目的圖像獲??；實現(xiàn)了由近及遠的圖像獲?。粚崿F(xiàn)了從固定到移動狀態(tài)的圖像獲取。

根據(jù)譚鐵牛提供的數(shù)據(jù)，中國科學(xué)院自主建設(shè)的CASIA虹膜圖像數(shù)據(jù)庫是目前國際上使用最廣泛的虹膜圖像數(shù)據(jù)庫，有來自180個國家的1.6萬多個科研團隊申請使用。在虹膜特征描述的研究中，中科虹霸還建立了基于定序測量的虹膜圖像特征表達一般框架，揭示了虹膜圖像的本質(zhì)特征，統(tǒng)一了主流的虹膜識別方法。

從“刷臉”到“刷手”

異軍突起的生物特征識別正迎來發(fā)展的春天。預(yù)計2020年，生物特征識別技術(shù)的全球市場規(guī)模將達到250億美元

不需要銀行卡，不需要密碼，甚至不再需要手機，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，開發(fā)出了掃描手掌即可完成本人確認和信用卡付款的機制。未來，大家只需要在指定的App中注冊手掌完成記錄，付款時便可直接“刷手”完成支付。

“手掌幾何學(xué)識別，是通過測量使用者的手掌和手指的物理特征來進行識別。近幾年再次興起的靜脈識別，則是利用靜脈分布圖進行個人識別，例如手指、手掌、手背的靜脈。”劉耀解釋。

與傳統(tǒng)的指紋識別相比，指靜脈識別技術(shù)有一個顯著特點——必須活體且有流動的血液，因此信息不能被復(fù)制或被盜；而且，不會因為手指潮濕或不干凈、破損等情況就無法使用。

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

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

“面對實際應(yīng)用場景，單一生物特征如同一個個‘信息孤島’，識別準確率和穩(wěn)定性會下降，如何連通這些‘信息孤島’，實現(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，是未來發(fā)展的趨勢之一。”劉耀說，國內(nèi)外研究多集中在利用高質(zhì)量的生物特征進行身份識別，而現(xiàn)場留下的指紋、足跡、視頻人像等生物特征，很多都存在特征不完整、質(zhì)量受限等問題。“因此，在實際應(yīng)用中，如何融合低質(zhì)量的生物特征數(shù)據(jù)實現(xiàn)高質(zhì)量的識別，是今后發(fā)展的關(guān)鍵。