人類的智慧,生物識別技術(shù)正在改變我們的生活
AI智慧,這6種生物識別技術(shù)正在改變我們的生活!
在當(dāng)前人工智能技術(shù)的快速發(fā)展下,作為其領(lǐng)域分支下的生物識別技術(shù)加速布局,各行業(yè)的有效化應(yīng)用正在潛移默化的改變我們的生活。
生物識別技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合,利用人體固有的生理特性和行為特征來進(jìn)行個人身份的鑒定的智能化技術(shù)。
當(dāng)前,生物識別技術(shù)應(yīng)用日益廣泛。無論是智能手機(jī),還是金融支付、機(jī)場通關(guān),生物識別都在以驚人的速度普及,升級著各種“解鎖”姿勢,正給我們的生產(chǎn)生活帶來巨大改變。
生活中的生物識別技術(shù)
當(dāng)前,在我們生活中常見的生物識別技術(shù)主要有6種,即指紋識別、聲紋識別、視網(wǎng)膜識別、虹膜識別、人臉識別等。以下對相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用原理及相關(guān)優(yōu)點(diǎn)作簡要分析。
指紋識別
指紋識別技術(shù)涉及圖像處理、模式識別、計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、小波分析等眾多學(xué)科。由于每個人的指紋不同,就是同一人的十指之間,指紋也有明顯區(qū)別,因此指紋常用于身份鑒定。
指紋識別技術(shù)通常使用指紋的總體特征如紋形、三角點(diǎn)等來進(jìn)行分類,再用局部特征如位置和方向等來進(jìn)行用戶身份識別。
通常,首先從獲取的指紋圖像上找到“特征點(diǎn)”(minuTIae),然后根據(jù)特征點(diǎn)的特性建立用戶活體指紋的數(shù)字表示——指紋特征數(shù)據(jù)(一種單向的轉(zhuǎn)換,可以從指紋圖像轉(zhuǎn)換成特征數(shù)據(jù)但不能從特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為指紋圖像)。
由于兩枚不同的指紋不會產(chǎn)生相同的特征數(shù)據(jù),所以通過對所采集到的指紋圖像的特征數(shù)據(jù)和存放在數(shù)據(jù)庫中的指紋特征數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配,計(jì)算出它們的相似程度,最終得到兩個指紋的匹配結(jié)果,根據(jù)匹配結(jié)果來鑒別用戶身份。
指紋識別技術(shù)是目前最方便、可靠、非侵害和價(jià)格便宜的生物識別技術(shù)解決方案,市場應(yīng)用有著很大的潛力。同時(shí),指紋識別技術(shù)具備以下技術(shù)優(yōu)勢:
指紋是人體獨(dú)一無二的特征,并且它們的復(fù)雜度足以提供用于鑒別的足夠特征;掃描指紋的速度很快,使用非常方便;指紋采集頭可以更加小型化,并且價(jià)格會更加低廉。
聲紋識別
聲紋識別,也稱為說話人識別,即說話人辨認(rèn)和說話人確認(rèn)。不同的任務(wù)和應(yīng)用會使用不同的聲紋識別技術(shù),如縮小刑偵范圍時(shí)可能需要辨認(rèn)技術(shù),而銀行交易時(shí)則需要確認(rèn)技術(shù)。聲紋識別就是把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號,再用計(jì)算機(jī)進(jìn)行識別。
每個人的語音聲學(xué)特征既有相對穩(wěn)定性,又有變異性,不是絕對的、一成不變的。
這種變異可來自生理、病理、心理、模擬、偽裝,也與環(huán)境干擾有關(guān)。盡管如此,由于每個人的發(fā)音器官都不盡相同,因此在一般情況下,人們?nèi)阅軈^(qū)別不同的人的聲音或判斷是否是同一人的聲音。
與其他生物特征相比,聲紋識別的應(yīng)用有一些特殊的優(yōu)勢:
蘊(yùn)含聲紋特征的語音獲取方便、自然,聲紋提取可在不知不覺中完成,因此使用者的接受程度也高;獲取語音的識別成本低廉,使用簡單,一個麥克風(fēng)即可,在使用通訊設(shè)備時(shí)更無需額外的錄音設(shè)備;適合遠(yuǎn)程身份確認(rèn),只需要一個麥克風(fēng)或電話、手機(jī)就可以通過網(wǎng)路(通訊網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò))實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄;聲紋辨認(rèn)和確認(rèn)的算法復(fù)雜度低等。
這些優(yōu)勢使得聲紋識別的應(yīng)用越來越收到系統(tǒng)開發(fā)者和用戶青睞,聲紋識別的世界市場占有率15.8%,僅次于指紋和掌紋的生物特征識別,并有不斷上升的趨勢。
視網(wǎng)膜識別
視網(wǎng)膜是眼睛底部的血液細(xì)胞層。視網(wǎng)膜掃描是采用低密度的紅外線去捕捉視網(wǎng)膜的獨(dú)特特征,血液細(xì)胞的唯一模式就因此被捕捉下來。
視網(wǎng)膜是一些位于眼球后部十分細(xì)小的神經(jīng)(一英寸的 1/50),它是人眼感受光線并將信息通過視神經(jīng)傳給大腦的重要器官,它同膠片的功能有些類似,用于生物識別的血管分布在神經(jīng)視網(wǎng)膜周圍,即視網(wǎng)膜四層細(xì)胞的最遠(yuǎn)處。
視網(wǎng)膜是一種極其固定的生物特征,因?yàn)樗?ldquo;隱藏“的,故而不可能磨損,老化或是為疾病影響。使用者不需要和設(shè)備進(jìn)行直接的接觸,是一個最難欺騙的系統(tǒng)因?yàn)橐暰W(wǎng)膜是不可見的,故而不會被偽造。
虹膜識別
在當(dāng)今世界,虹膜識別仍被公認(rèn)為是識別精度最高的生物識別系統(tǒng)。虹膜識別技術(shù)通過人體獨(dú)一無二眼睛虹膜的特征來識別身份,虹膜特征匹配的準(zhǔn)確性甚至超過了DNA匹配。
這種技術(shù)在生物測定行業(yè)已經(jīng)被廣泛認(rèn)為是目前精確度、穩(wěn)定性、可升級性最高的身份識別系統(tǒng)。
基于虹膜識別技術(shù),使用人和管理者可根據(jù)自身喜好、需要或場合的不同,設(shè)定不同的安裝及運(yùn)行方式。比如在大堂等公共場所,可以只采用輸入密碼的方式,但在重要場合,則禁止使用密碼,只采用虹膜識別方式,當(dāng)然也可以兩種方式同時(shí)使用。
當(dāng)前虹膜識別技術(shù)在煤礦、銀行、監(jiān)獄、門禁、社保、醫(yī)療等多種行業(yè)被廣泛應(yīng)用。
人臉識別
人臉識別技術(shù)中被廣泛采用的區(qū)域特征分析算法,它融合了計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)與生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理于一體,利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)從視頻中提取人像特征點(diǎn),利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理進(jìn)行分析建立數(shù)學(xué)模型,即人臉特征模板。
利用已建成的人臉特征模板與被測者的面像進(jìn)行特征分析,根據(jù)分析的結(jié)果來給出一個相似值,通過這個值即可確定是否為同一人。
人臉識別作為一種新興的生物特征識別技術(shù)(Biometrics),與虹膜識別、指紋掃描、掌形掃描等技術(shù)相比,人臉識別技術(shù)在應(yīng)用方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢:
使用方便,用戶接受度高人臉識別技術(shù)使用通用的攝像機(jī)作為識別信息獲取裝置,以非接觸的方式在識別對象未察覺的情況下完成識別過程。
識別精確度高,速度快與其它生物識別技術(shù)相比,人臉識別技術(shù)的識別精度處于較高的水平,誤識率、拒認(rèn)率較低。不易仿冒在安全性要求高的應(yīng)用場合,人臉識別技術(shù)要求識別對象必須親臨識別現(xiàn)場,他人難以仿冒。
概括地說,人臉識別技術(shù)是一種高精度、易于使用、穩(wěn)定性高、難仿冒、性價(jià)比高的生物特征識別技術(shù),具有極其廣闊的市場應(yīng)用前景。
靜脈識別
靜脈識別技術(shù)主要是利用靜脈血管的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行身份識別。由于靜脈紋絡(luò)包含大量的特征信息,可以作為驗(yàn)證的對象。
手掌靜脈識別的原理也是利用靜脈血管與肌肉、骨骸之間對特定波長紅外光不同的吸收特性來進(jìn)行靜脈血管造影。與手掌靜脈識別的原理相同。由于手掌較厚,紅外光通常無法進(jìn)行透射,因而只能采用反射造影法。
紅外光照射在手背上,有靜脈的部位吸收紅外光反射暗淡,肌肉與骨路部位反射強(qiáng)烈,從而實(shí)現(xiàn)對靜脈的造影。
靜脈識別技術(shù)作為生物識別技術(shù)領(lǐng)域中的重要組成部分,其應(yīng)用具有很強(qiáng)的優(yōu)勢性:
靜脈識別屬于內(nèi)牛理特征,不會磨損,較難偽造,具有很高安全性;血管特征通常更明顯,容易辨識,抗干擾性好;還可實(shí)現(xiàn)非接觸式測量,衛(wèi)生性好,易于為用戶接受;不易受手表面?zhèn)刍蛴臀鄣挠绊憽?/p>
當(dāng)前,相對其他生物識別技術(shù)來說,靜脈識別技術(shù)應(yīng)用程度較低,相信在以后的發(fā)展中,將有更加廣闊的發(fā)展空間和前景。
生物識別不斷突破,仍有障礙
目前,生物識別技術(shù)已經(jīng)相對成熟,尤其是人臉識別技術(shù)和虹膜識別技術(shù)不斷出現(xiàn)新突破。
在人臉識別方面,國內(nèi)已有眾多廠商做到了超過99%的準(zhǔn)確率。在國際權(quán)威人臉識別數(shù)據(jù)庫LFW最新的排名上,國內(nèi)的人臉識別廠商大華股份達(dá)到99.78%,騰訊和平安科技均達(dá)到了99.8%的準(zhǔn)確率,技術(shù)上的進(jìn)步有望推動生物識別技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步普及。
在虹膜識別方面,虹膜的身份識別解決方案領(lǐng)域相關(guān)公司已經(jīng)推出在60厘米范圍內(nèi)驗(yàn)證身份的新技術(shù)。該技術(shù)可安裝在智能手機(jī)和移動設(shè)備以及汽車、醫(yī)療保健和其它網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用中。
但從技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用情況來看,生物識別技術(shù)仍存在一些需要克服的技術(shù)難題,能否解決現(xiàn)有技術(shù)瓶頸成為生物識別行業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵所在。
比如,在目前主流生物識別技術(shù)中,指紋識別技術(shù)相對成熟,應(yīng)用比較廣泛,但卻較容易被復(fù)制;人臉特征并不是一成不變的,而且采集圖像的過程中易受到光線等因素的影響;虹膜能成像的距離很窄,如果用戶的姿勢稍有不對,就有可能采集不到清晰的虹膜,同時(shí)識別距離遠(yuǎn)近、復(fù)雜光線環(huán)境、睫毛遮擋、異形瞳孔等問題也影響虹膜識別的精準(zhǔn)度。
總體來看,生物識別技術(shù)還將從技術(shù)和應(yīng)用場景等方向不斷創(chuàng)新突破,方能實(shí)現(xiàn)更廣域的應(yīng)用。
生物識別技術(shù)發(fā)展趨勢
隨著各種生物特征識別技術(shù)的不斷發(fā)展和提高,在全球信息化、網(wǎng)絡(luò)化的大背景下,生物特征識別技術(shù)的應(yīng)用面會越來越廣,深度會不斷深入,并將呈現(xiàn)三個發(fā)展趨勢。
首先,生物特征識別解決了人類社會日常生活中一個基本的身份識別問題,今后,這種身份認(rèn)證的結(jié)果會越來越多地和各種行業(yè)應(yīng)用結(jié)合起來,并通過網(wǎng)絡(luò)得以信息共享,簡單來說就是“身份識別物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展趨勢。
其次,各種生物特征識別技術(shù)有各自的優(yōu)點(diǎn),也有各自的短處,對于一些安全性要求較高的特殊行業(yè)應(yīng)用,就需要幾種生物特征識別技術(shù)的融合應(yīng)用,以進(jìn)一步提高身份識別的整體安全性。
最后,人臉識別技術(shù)作為一種最晚走向大規(guī)模商用的生物特征識別技術(shù),近年來發(fā)展速度很快,除了在傳統(tǒng)的應(yīng)用市場不斷擴(kuò)大自己的市場份額外,在一些非傳統(tǒng)的應(yīng)用市場,也將顯示出良好的跨界應(yīng)用的市場前景。
而隨著生物識別行業(yè)進(jìn)入成熟期,在未來發(fā)展中,生物識別技術(shù)將在政府、軍隊(duì)、金融、電信、信息、制造、教育等多個行業(yè)都開始呈現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用生物識別技術(shù)的前景;以PC和手機(jī)為代表的個人應(yīng)用也呈現(xiàn)極為美好的前景。同時(shí)生物識別技術(shù)也將為人們生活帶來更加便利場景化應(yīng)用。