本刊編輯 李月成 龍思羽 苗雪

當(dāng)我們還不熟知人臉識(shí)別、虹膜掃描、指紋識(shí)別等生物技術(shù)時(shí)，好萊塢已將這些新興技術(shù)毫不吝嗇地搬上熒屏，讓觀(guān)眾一飽高科技奇觀(guān)的眼福。毫無(wú)疑問(wèn)，這也成為好萊塢八大影業(yè)公司確保票房的噱頭和賣(mài)點(diǎn)，由此奧斯卡從第68屆起增設(shè)“科技獎(jiǎng)”，以鼓勵(lì)電影制作人對(duì)創(chuàng)新科技的探索。暫不說(shuō)電影制作后期所運(yùn)用的數(shù)字特效是如何為影迷精心打造一幕幕異乎尋常、驚嘆不已的“魔幻世界”和“英雄傳說(shuō)”，單是炫酷的高科技產(chǎn)品就已經(jīng)讓人們眼花繚亂，如在電影中無(wú)孔不入的虹膜掃描儀，通過(guò)地鐵、街道的視頻監(jiān)控?cái)z像設(shè)備，隨時(shí)掌握主線(xiàn)人物的行蹤；《碟中諜4》中，具有人臉技術(shù)識(shí)別的隱形眼鏡、觸屏操作的汽車(chē)擋風(fēng)玻璃；《驚天危機(jī)》中臨危受命的查寧·塔圖姆，用虹膜掃描確認(rèn)匹配進(jìn)入地庫(kù)等，這些鏡頭讓每個(gè)電影技術(shù)控過(guò)足了“眼癮”，同時(shí)一次次掀起人們對(duì)“未來(lái)世界”的探討與向往。

在科技發(fā)展迅速的今天，雖然科幻影像中的技術(shù)不可完全復(fù)制、粘貼到現(xiàn)實(shí)生活中，但人們已通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)原理著手研發(fā)出可適用于一些領(lǐng)域的生物特征識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品，逐步拉近鏡頭中抽象、虛擬的高新技術(shù)與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用技術(shù)的距離。對(duì)此，本期專(zhuān)題策劃將聚焦指紋識(shí)別技術(shù)、聲紋識(shí)別技術(shù)、虹膜識(shí)別技術(shù)、面部識(shí)別技術(shù)、靜脈設(shè)別技術(shù)等生物特征識(shí)別技術(shù)，通過(guò)好萊塢影片中的精彩鏡頭，詮釋生物特征識(shí)別技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展。

我國(guó)生物特征識(shí)別技術(shù)的發(fā)展歷程

中國(guó)的生物特征識(shí)別技術(shù)起步于20世紀(jì)90年代初期，至今已有近20年的發(fā)展史，指紋識(shí)別、面部識(shí)別、虹膜識(shí)別、靜脈識(shí)別、聲紋識(shí)別等技術(shù)已逐步形成相關(guān)應(yīng)用體系。生物特征識(shí)別技術(shù)的發(fā)展歷史可劃分為三個(gè)階段。

第一階段：

1990年- 1997年。整個(gè)市場(chǎng)只有歐美澳不超過(guò)十家產(chǎn)品和系統(tǒng)供應(yīng)商，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商只充當(dāng)分銷(xiāo)商和系統(tǒng)集成商的角色——引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品或做一些簡(jiǎn)單的集成應(yīng)用，如門(mén)禁系統(tǒng)等。

第二階段：

1998年- 2002年。通過(guò)學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外技術(shù)和產(chǎn)品，中國(guó)廠(chǎng)商逐漸攻克了核心軟件、硬件處理平臺(tái)、采集器件以及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)始有少量國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)和制造的產(chǎn)品出現(xiàn)。

第三階段：

中國(guó)生物特征識(shí)別技術(shù)和產(chǎn)品在商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)越來(lái)越多的市場(chǎng)份額。國(guó)外廠(chǎng)商開(kāi)始轉(zhuǎn)向復(fù)雜大系統(tǒng)、多技術(shù)融合等中高端產(chǎn)品及應(yīng)用口。

全方位技術(shù)詮釋指紋識(shí)別技術(shù)

《復(fù)仇者聯(lián)盟》——這是一部以雷神托兒、黑寡婦、鷹眼俠、美國(guó)隊(duì)長(zhǎng)、鋼鐵俠、綠巨人為主要出場(chǎng)嘉賓，以攜手制敵、爭(zhēng)奪阿斯加德人魔方為劇情主線(xiàn)，宣揚(yáng)美國(guó)英雄主義的特效大片。在這場(chǎng)地球保衛(wèi)戰(zhàn)中，英雄與英雄難免會(huì)出現(xiàn)意見(jiàn)分歧，影片第56分鐘，“實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物”Rogers與“老年盔甲戰(zhàn)士”Tony 相互揭短，但在敵軍應(yīng)時(shí)應(yīng)景地炸毀一個(gè)機(jī)翼后，兩人言和，進(jìn)入備戰(zhàn)狀態(tài)，Tony手握透明遙控器，一指按下啟動(dòng)鍵，在識(shí)別身份后，啟動(dòng)了他的專(zhuān)屬“鋼殼”。

概念詮釋

指紋識(shí)別技術(shù)得益于運(yùn)用現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)，是根據(jù)人體指紋的紋路、細(xì)節(jié)特征等信息對(duì)操作或被操作者進(jìn)行身份鑒定的一種識(shí)別技術(shù)。主要涉及讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對(duì)四項(xiàng)功能。

種類(lèi)分析

目前，常見(jiàn)的指紋識(shí)別技術(shù)有光學(xué)識(shí)別技術(shù)、溫差感應(yīng)式識(shí)別技術(shù)、半導(dǎo)體硅感技術(shù)（電容式技術(shù)）、超聲波技術(shù)。四種指紋識(shí)別技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

表1 指紋識(shí)別技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

技術(shù)原理

每個(gè)人的指紋都是獨(dú)一無(wú)二的，不可能遺忘、丟失并難以竊取和偽造，通過(guò)事先采集并錄入指紋圖像，與需要驗(yàn)證和識(shí)別的指紋圖像進(jìn)行認(rèn)證和特征對(duì)比，從而進(jìn)行身份鑒別，這就是指紋識(shí)別技術(shù)的基本原理。

應(yīng)用領(lǐng)域

指紋識(shí)別技術(shù)多用于對(duì)安全性要求比較高的商務(wù)及政府辦公領(lǐng)域；在民用生活中，指紋識(shí)別技術(shù)除運(yùn)用在指紋鎖、考勤、門(mén)禁、指紋保管箱外，現(xiàn)也應(yīng)用于筆記本電腦指紋登陸模塊、手機(jī)指紋開(kāi)機(jī)驗(yàn)證模塊、指紋網(wǎng)上銀行等信息安全更大眾化的領(lǐng)域中。此外，具備指紋識(shí)別功能的iPhone6即將問(wèn)世，便攜式指紋市場(chǎng)及NFC手機(jī)電子支付將成為未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展的巨大增長(zhǎng)點(diǎn)。

制約因素

在具體的應(yīng)用中，指紋識(shí)別技術(shù)也受到客觀(guān)因素的制約。

·HID大中華區(qū)銷(xiāo)售總監(jiān)趙建邦

指紋識(shí)別技術(shù)容易受到穩(wěn)定性、安全系數(shù)、環(huán)境、系統(tǒng)集成等因素制約。該技術(shù)的穩(wěn)定性包括識(shí)別速度、識(shí)別質(zhì)量及準(zhǔn)確性。隨著指紋識(shí)別技術(shù)的廣泛應(yīng)用，應(yīng)該進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，這就需要提高指紋的識(shí)別率和形變指紋以及對(duì)殘缺和污損指紋的識(shí)別質(zhì)量。指紋識(shí)別技術(shù)安全系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同背景情況而采用不同的操作方式，其安全性也會(huì)隨之變化。例如，現(xiàn)時(shí)部分指紋識(shí)別讀卡器可支持多種認(rèn)證方式（密碼+智能卡或密碼+智能卡+指紋），或要求讀取兩位授權(quán)人士的指紋才能開(kāi)啟門(mén)禁，因此，要考慮該應(yīng)用區(qū)域的安全要求。

使用環(huán)境對(duì)使用者的性別、年齡、工作性質(zhì)有更高的要求，不同的環(huán)境與應(yīng)用對(duì)高精度的生物特征識(shí)別設(shè)備的使用效果影響較大。系統(tǒng)集成應(yīng)充分考慮與其他子系統(tǒng)的集成可行性，要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件穩(wěn)定性、軟件接口、管理流程、系統(tǒng)操作等多方面進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)還要充分考慮最終用戶(hù)的實(shí)際需求。這些都是阻礙指紋識(shí)別技術(shù)普及應(yīng)用的客觀(guān)因素。

·漢王科技副總裁石踐

指紋識(shí)別技術(shù)是一種接觸性的識(shí)別技術(shù)，因此指紋采集頭較容易損壞，尤其是在使用次數(shù)較多的場(chǎng)景下，幾個(gè)月就得更換一次采集頭。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，5%左右的人指紋比較淺，是不能使用指紋識(shí)別，這就大大制約了指紋的應(yīng)用領(lǐng)域。

解決方案

針對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)的阻礙因素，HID大中華區(qū)銷(xiāo)售總監(jiān)趙建邦給出3種解決方式，其一是提高生物識(shí)別技術(shù)來(lái)提升生物識(shí)別的準(zhǔn)確率，降低環(huán)境對(duì)識(shí)別效果的影響，從而實(shí)現(xiàn)生物識(shí)別更好的利用。其二是指紋識(shí)別技術(shù)對(duì)皮膚、皮下層和不同結(jié)構(gòu)具有專(zhuān)一的特性，能識(shí)別到皮下層特征的指紋技術(shù)將減少對(duì)識(shí)別環(huán)境的要求及簡(jiǎn)單皮膚表皮破損時(shí)的影響。其三是支持指紋機(jī)SDK 開(kāi)發(fā)包，為開(kāi)發(fā)者、集成商等提供SDK 開(kāi)發(fā)包，提高指紋識(shí)別技術(shù)在更多領(lǐng)域的集成應(yīng)用。

發(fā)展趨勢(shì)

指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，需滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求，而消費(fèi)者對(duì)于高科技產(chǎn)品的使用一般都是追求簡(jiǎn)單、便捷的使用功能，而指紋識(shí)別技術(shù)最能體現(xiàn)的就是簡(jiǎn)單“識(shí)別”功能。

指紋識(shí)別技術(shù)的多元化反映在產(chǎn)品應(yīng)用的多元化上，不僅是指紋鎖、指紋儲(chǔ)物箱、指紋鑰匙等，還包括消費(fèi)者生活方式等應(yīng)用，同時(shí)還可滿(mǎn)足更多市場(chǎng)消費(fèi)者的需求。指紋識(shí)別的雙認(rèn)證、多認(rèn)證比單認(rèn)證更安全，至少理論上可以這樣理解，但多一次認(rèn)證意味著多一次識(shí)別，識(shí)別過(guò)程更加繁瑣。因此，未來(lái)指紋識(shí)別產(chǎn)品將朝著技術(shù)安全可靠，功能簡(jiǎn)單；多元化功能、生活化；雙認(rèn)證或多認(rèn)證的產(chǎn)品方向發(fā)展。

表2 聲紋識(shí)別技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

聲紋識(shí)別技術(shù)

《美國(guó)隊(duì)長(zhǎng)2》——獨(dú)眼“海盜”尼克與局長(zhǎng)談妥推遲“洞察計(jì)劃”后，在回家的路上遭遇警隊(duì)突襲，尼克與他的全自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別戰(zhàn)車(chē)上演了一場(chǎng)好萊塢經(jīng)典追車(chē)大戰(zhàn)，這輛美國(guó)雪佛蘭箱車(chē)可根據(jù)語(yǔ)音命令，啟動(dòng)垂直起飛、導(dǎo)航攝像頭等功能，但根據(jù)劇情的發(fā)展，雖然尼克逃出警隊(duì)的襲擊，卻被配有金屬手臂和防毒面具的黑衣人三槍斃命。

概念詮釋

聲紋識(shí)別是通過(guò)分析使用者聲音的物理特性來(lái)進(jìn)行識(shí)別身份的技術(shù)。這是一項(xiàng)根據(jù)語(yǔ)音提取反映說(shuō)話(huà)人生理和行為特征的語(yǔ)音參數(shù)，并自動(dòng)識(shí)別說(shuō)話(huà)人身份的技術(shù)。主要涉及語(yǔ)音信號(hào)處理、聲紋特征提取、聲紋建模、聲紋比對(duì)、判別決策功能。

種類(lèi)分析

聲紋識(shí)別主要分為說(shuō)話(huà)人辨認(rèn)及說(shuō)話(huà)人確認(rèn)兩種，前者解決“多選一”問(wèn)題，后者解決“一對(duì)一判別”問(wèn)題。不同的任務(wù)和應(yīng)用會(huì)使用不同的聲紋識(shí)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)。不管是辨認(rèn)還是確認(rèn)，都需要先對(duì)說(shuō)話(huà)人的聲紋進(jìn)行建模。其技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。

技術(shù)原理

聲紋識(shí)別是用電聲學(xué)儀器顯示的攜帶言語(yǔ)信息的聲波頻譜。人類(lèi)語(yǔ)言的產(chǎn)生是人體語(yǔ)言中樞與發(fā)音器官之間一個(gè)復(fù)雜的生理物理過(guò)程，人在講話(huà)時(shí)使用的發(fā)聲器官包括舌、牙齒、喉頭、肺、鼻腔，在尺寸和形態(tài)方面，每個(gè)人的差異很大，所以任何人的聲紋圖譜都有差異。語(yǔ)音聲學(xué)特征既有相對(duì)穩(wěn)定性，又有變異性，不是絕對(duì)、一成不變的。這種變異可能來(lái)自生理、病理、心理、模擬、偽裝，也與環(huán)境干擾有關(guān)。在一般情況下，人們?nèi)阅軈^(qū)別不同人或判斷是否是同一人的聲音。

應(yīng)用領(lǐng)域

目前，聲紋識(shí)別技術(shù)主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域。

1）在電話(huà)交易方面的應(yīng)用。采用聲紋識(shí)別技術(shù)一方面提高了交易的安全性，使交易過(guò)程更加簡(jiǎn)單和人性化，降低交易系統(tǒng)使用成本；另一方面降低欺詐可能性，提高電話(huà)訂購(gòu)商品效率，推動(dòng)“電話(huà)商務(wù)”的發(fā)展。

2）在PC以及手持式設(shè)備上的應(yīng)用。無(wú)須記憶密碼，保護(hù)個(gè)人信息安全，大大提高系統(tǒng)的安全性，方便用戶(hù)使用。

3）在保安系統(tǒng)以及證件防偽中的應(yīng)用。可用于信用卡、銀行卡、門(mén)、車(chē)的鑰匙卡、授權(quán)使用的電腦、聲紋鎖以及特殊信道口的身份卡，在卡上事先存儲(chǔ)持卡者的聲音特征碼，即可使用。

4）與二維條碼技術(shù)相結(jié)合的防偽應(yīng)用。通過(guò)二維條碼識(shí)別出用戶(hù)的聲紋特征并輸入到聲紋確認(rèn)儀器中，同時(shí)與持證人的聲音進(jìn)行對(duì)比，從而完成證件和身份確認(rèn)。聲紋二維條碼技術(shù)也可以應(yīng)用于物流配送。

5）在刑事偵查和軍隊(duì)國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用。對(duì)于破獲各種電話(huà)勒索、綁架、電話(huà)人身攻擊等案件起積極作用。

發(fā)展趨勢(shì)

聲紋識(shí)別技術(shù)與其他生物特征識(shí)別技術(shù)相比，由于它具有簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)及可擴(kuò)展性良好等眾多優(yōu)勢(shì)，目前在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。當(dāng)然，聲紋識(shí)別也還存在一些技術(shù)上的難點(diǎn)，如用很短的語(yǔ)音進(jìn)行模擬訓(xùn)練和識(shí)別、有效地區(qū)分模仿聲音和真正聲音、消除或減弱聲音變化帶來(lái)的影響等，不過(guò)總體來(lái)說(shuō)，聲紋識(shí)別技術(shù)作為生物特征識(shí)別技術(shù)的代表之一，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

虹膜識(shí)別技術(shù)

《生化危機(jī)5—懲罰》——愛(ài)麗絲及其好友在俄羅斯組建一支大戰(zhàn)僵尸的“敢死隊(duì)”，在展示完亂槍掃射及飆車(chē)甩尾索命僵尸后，終于在地下通道與穿越時(shí)間維度的女兒貝姬小聚，為探尋一條生路，愛(ài)麗絲從靴子里掏出一樣“神器”，雖然其外部結(jié)構(gòu)與普通眼鏡沒(méi)有什么區(qū)別，但卻可通過(guò)視覺(jué)與鏡片的接觸，辨認(rèn)出口方向。雖說(shuō)現(xiàn)代科技水平尚未達(dá)到鏡頭里花哨炫酷的高端功能，但虹膜識(shí)別技術(shù)肯定是該項(xiàng)技術(shù)的鼻祖。

概念詮釋

虹膜是一種在眼睛瞳孔內(nèi)的織物狀的各色環(huán)狀物，每一個(gè)虹膜都包含一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的基于像冠、水晶體、細(xì)絲、斑點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、凹點(diǎn)、射線(xiàn)、皺紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)，虹膜識(shí)別技術(shù)是以人的虹膜紋理為依據(jù)的人體生物終身身份標(biāo)識(shí)技術(shù)之一。技術(shù)過(guò)程分為虹膜圖像獲取、圖像預(yù)處理、特征提取和特征匹配4個(gè)步驟。

種類(lèi)分析

主流虹膜特征提取和識(shí)別方法分：基于圖像、相位、奇異點(diǎn)、多通道紋理濾波統(tǒng)計(jì)特征、頻域分解系數(shù)、虹膜信號(hào)形狀特征、方向特征及子空間的方法。

技術(shù)特點(diǎn)

虹膜的定位可在1s內(nèi)完成，產(chǎn)生虹膜代碼的時(shí)間也僅需1s，數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索時(shí)間較短。處理器速度是大規(guī)模檢索的一個(gè)瓶頸，另外網(wǎng)絡(luò)和硬件設(shè)備的性能也制約著檢索速度的進(jìn)步。由于虹膜識(shí)別技術(shù)采用的是單色成像技術(shù)，因此，一些圖像很難把它從瞳孔的圖像中分離出來(lái)。但是虹膜識(shí)別技術(shù)所采用的算法允許圖像質(zhì)量在某種程度上有所變化。相同的虹膜所產(chǎn)生的虹膜代碼也有25%的變化，但在識(shí)別過(guò)程中，虹膜代碼的變化只占整個(gè)虹膜代碼的10%，所占代碼比例較少。

應(yīng)用領(lǐng)域

目前，國(guó)內(nèi)外虹膜技術(shù)并不成熟，1998年我國(guó)中科院自動(dòng)化所開(kāi)始對(duì)虹膜方面進(jìn)行研究，2000年成功開(kāi)發(fā)出我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的虹膜識(shí)別技術(shù)。目前，虹膜識(shí)別技術(shù)已慢慢滲入到電子商務(wù)、電子金融、機(jī)場(chǎng)、監(jiān)獄等領(lǐng)域，具體應(yīng)用案例如下。

1）2002年2月8日，英國(guó)倫敦希思羅機(jī)場(chǎng)開(kāi)始對(duì)一種先進(jìn)的保安系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，新系統(tǒng)可掃描乘客的眼睛，以代替檢查乘客的護(hù)照。

2）2003年3月18日，阿布扎比(阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)之一)宣布世界上第一套國(guó)家級(jí)的基于虹膜識(shí)別技術(shù)的針對(duì)被驅(qū)逐的外國(guó)人虹膜追蹤與國(guó)界控制系統(tǒng)開(kāi)始啟用。

3）2012年8月29日，美國(guó)某機(jī)場(chǎng)采用虹膜掃描技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)掃描乘客的眼球2s即可快速識(shí)別出6英尺（約為1.83m）之外的人的身份。

制約因素

長(zhǎng)期以來(lái)，因居高不下的產(chǎn)品價(jià)格和識(shí)別精度的技術(shù)缺陷阻礙了虹膜識(shí)別技術(shù)的普及，使得虹膜識(shí)別技術(shù)總給人高成本、高端應(yīng)用、易用性差、性能可靠性及穩(wěn)定性尚有待觀(guān)望的負(fù)面印象，用戶(hù)對(duì)于虹膜產(chǎn)品的認(rèn)可還需要一定的時(shí)間。另外，虹膜識(shí)別的市場(chǎng)還沒(méi)有形成規(guī)范化，致使市場(chǎng)難以推進(jìn)。這些因素是阻礙虹膜識(shí)別技術(shù)普及的客觀(guān)因素。隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)的集聚增長(zhǎng)、核心技術(shù)的逐步掌握、產(chǎn)品價(jià)格的逐步下落、標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善、市場(chǎng)應(yīng)用的逐步認(rèn)可，作為生物識(shí)別技術(shù)中最精確、最難偽造、處理速度最快的虹膜識(shí)別技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)虹膜識(shí)別產(chǎn)業(yè)步入迅速發(fā)展的成長(zhǎng)期，產(chǎn)品體系已建立，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善，各領(lǐng)域應(yīng)用逐步普及，行業(yè)體系已成型。目前已經(jīng)在企業(yè)考勤、銀行保險(xiǎn)柜、金庫(kù)門(mén)禁等控制領(lǐng)域嶄露頭角。另一方面，從市場(chǎng)來(lái)看，虹膜市場(chǎng)在不斷細(xì)化，虹膜研發(fā)企業(yè)數(shù)量不斷增加，相關(guān)技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的日常生活當(dāng)中。但從整體情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)虹膜識(shí)別產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然處于“消化吸收”的階段，與其他生物特征識(shí)別技術(shù)相比，虹膜產(chǎn)業(yè)還未形成規(guī)模化、普遍化的應(yīng)用，有待更進(jìn)一步的發(fā)展。

虹膜識(shí)別是當(dāng)前應(yīng)用最為方便和精確的一種技術(shù)，并被看做21世紀(jì)最具發(fā)展前途的生物特征認(rèn)證技術(shù)，未來(lái)的安防、國(guó)防、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域的應(yīng)用，也必然會(huì)以虹膜識(shí)別技術(shù)為重點(diǎn)。這種趨勢(shì)已經(jīng)在全球各地的各種應(yīng)用中逐漸開(kāi)始顯現(xiàn)出來(lái)，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

面部識(shí)別技術(shù)

《鋼鐵俠3》——在“特洛伊木馬”這一橋段中，鋼鐵愛(ài)國(guó)者羅德上校被滿(mǎn)大人的精兵將領(lǐng)假包替換，拉開(kāi)一場(chǎng)激烈追殺美國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人并挾持總統(tǒng)的情節(jié)，那個(gè)類(lèi)似中國(guó)經(jīng)典動(dòng)畫(huà)片里會(huì)噴火的葫蘆娃兄弟，穿著金剛不破的戰(zhàn)袍，運(yùn)用多種特異功能將BOSS打得火光四濺、翻滾自如，該兄弟帶動(dòng)頸部運(yùn)動(dòng)神經(jīng)，180°旋轉(zhuǎn)鐵頭盔，運(yùn)用“人臉識(shí)別”技術(shù)，將核心領(lǐng)導(dǎo)人準(zhǔn)確定位。

概念詮釋

面部識(shí)別又稱(chēng)人臉識(shí)別、面像識(shí)別、面容識(shí)別等。面部識(shí)別使用通用的攝像機(jī)作為識(shí)別信息獲取裝置。以非接觸的方式獲取識(shí)別對(duì)象的面部圖像，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在獲取圖像后與數(shù)據(jù)庫(kù)圖像進(jìn)行比對(duì)，完成識(shí)別過(guò)程。

種類(lèi)分析

面部識(shí)別主要包括基于主動(dòng)光源的人臉識(shí)別、可見(jiàn)光人臉識(shí)別等。面部識(shí)別功能和優(yōu)缺點(diǎn)如表3所示。

表3 面部識(shí)別技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

技術(shù)原理

1）完成一對(duì)一驗(yàn)證匹配或多對(duì)一鑒別匹配；

2）面向檢測(cè)：可在靜止圖像與視頻流甚至在復(fù)雜的情景中發(fā)現(xiàn)面部圖像；

3）面向編碼生成：生成84bit大小的且可用計(jì)算機(jī)處理數(shù)字編碼，可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行面像識(shí)別；

4）面向壓縮：生成人可讀圖像，大小為100到1000bit；

5）圖像質(zhì)量：為面像識(shí)別獲取高質(zhì)量的面像。

制約因素漢王科技副總裁石踐

人臉識(shí)別最核心的技術(shù)是識(shí)別算法。目前主要的識(shí)別算法有可見(jiàn)光人臉識(shí)別算法、紅外人臉識(shí)別算法及立體人臉識(shí)別算法3類(lèi)。但這3類(lèi)識(shí)別算法或受年齡、姿態(tài)、表情、光線(xiàn)的影響，或受運(yùn)算復(fù)雜、成本高等因素的阻礙，都難以大規(guī)模商用。

解決方案

面對(duì)全球人臉識(shí)別的難題和困境，漢王科技潛心研究推出全球獨(dú)創(chuàng)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的識(shí)別算法——“雙目立體人臉識(shí)別技術(shù)”。該算法把可見(jiàn)光和紅外技術(shù)融合起來(lái)，采用專(zhuān)用雙攝像頭，就好像一個(gè)人的一雙眼睛，識(shí)別速度快，正確識(shí)別率達(dá)到99%以上，而目前全球其他人臉識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率在70%～90%，雙目立體人臉識(shí)別技術(shù)遙遙領(lǐng)先。同時(shí)石踐還指出，除了核心算法外，功耗也是人臉識(shí)別技術(shù)的一大難點(diǎn)。由于人臉識(shí)別運(yùn)算比指紋識(shí)別復(fù)雜20～30倍，因此，耗電量也是指紋識(shí)別的20～30倍，電池難以滿(mǎn)足供電需求。為了降低功耗，漢王將人臉識(shí)別從計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)移到了自身的芯片上，降低了功耗，從而拋開(kāi)外加電源，實(shí)現(xiàn)電池供電。

應(yīng)用領(lǐng)域

面部識(shí)別的應(yīng)用范圍很廣，主要分為接入控制、監(jiān)控、智能卡、執(zhí)法、人臉數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體管理、人機(jī)交互等，應(yīng)用在設(shè)備存取、車(chē)輛訪(fǎng)問(wèn)、智能ATM、電腦接入、程序接入、網(wǎng)絡(luò)接入；反恐報(bào)警、登記、體育場(chǎng)觀(guān)眾掃描、計(jì)算機(jī)安全、網(wǎng)絡(luò)安全；公園監(jiān)控、街道監(jiān)控、電網(wǎng)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)安全；嫌疑犯識(shí)別、欺騙識(shí)別；人臉重建、低比特率圖片和視頻傳輸?shù)阮I(lǐng)域。

發(fā)展趨勢(shì)

面部識(shí)別技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，在國(guó)內(nèi)，金融、公安等是面部識(shí)別市場(chǎng)應(yīng)用的主要場(chǎng)所，而在這兩個(gè)行業(yè)的應(yīng)用也推動(dòng)了面部識(shí)別市場(chǎng)的快速發(fā)展。除了金融行業(yè)、公安監(jiān)獄、政府行業(yè)、邊境管制等對(duì)安保系統(tǒng)有較高要求外，更是安全、可靠、易用的身份鑒別手段，從而提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全性能，有效遏止各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)違法犯罪活動(dòng)。目前，面部識(shí)別技術(shù)在傳統(tǒng)的安防領(lǐng)域可以便捷地與原有技術(shù)實(shí)現(xiàn)緊密的結(jié)合，大大提升原有系統(tǒng)的智能化程度，拓展了原有系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。從市場(chǎng)發(fā)展前景來(lái)看，面部識(shí)別技術(shù)的發(fā)展空間不可小覷。

靜脈識(shí)別技術(shù)

《變形金剛4》——KSI集團(tuán)的CEO“光頭強(qiáng)”約書(shū)亞無(wú)時(shí)無(wú)刻地不在演繹他“無(wú)邊無(wú)際、超凡脫俗”的節(jié)奏，電影中，當(dāng)他啟動(dòng)公司機(jī)密科技——“變形元素”，即一種結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定但可編程的稀有金屬時(shí)，炫酷的熒屏魔術(shù)再次上演，它成了“光頭強(qiáng)”手中隨時(shí)可幻化的神奇玩物，說(shuō)實(shí)話(huà)有點(diǎn)兒像孫大圣從耳后根拔下的那根猴毛。不知道，在電影院里觀(guān)影的你是否注意到該技術(shù)是約書(shū)亞用手掌所激活的。

概念詮釋

靜脈識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)行方式，一種是通過(guò)靜脈識(shí)別儀取得個(gè)人靜脈分布圖，依據(jù)專(zhuān)用比對(duì)算法從靜脈分布圖提取特征值，另一種是通過(guò)紅外線(xiàn) CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像，將靜脈的數(shù)字圖像存貯在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)特征值存儲(chǔ)。靜脈比對(duì)時(shí)，實(shí)時(shí)采取靜脈圖，運(yùn)用先進(jìn)的濾波、圖像二值化、細(xì)化手段對(duì)數(shù)字圖像提取特征，采用復(fù)雜的匹配算法同存儲(chǔ)在主機(jī)中靜脈特征值比對(duì)匹配，從而對(duì)個(gè)人進(jìn)行身份鑒定，確認(rèn)身份。

種類(lèi)分析

靜脈識(shí)別分為指靜脈識(shí)別和掌靜脈識(shí)別，掌靜脈由于保存及對(duì)比的靜脈圖像較多，識(shí)別速度較慢。指靜脈識(shí)別由于其容量大，識(shí)別速度快，但是兩者都具備精確度高，活體識(shí)別等優(yōu)勢(shì)，在門(mén)禁安防方面各有千秋。總之，指靜脈識(shí)別反應(yīng)速度快，掌靜脈安全系數(shù)更高。兩種技術(shù)特點(diǎn)如表5所示。

表5 靜脈識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)

應(yīng)用領(lǐng)域

靜脈識(shí)別在2006年被納入生特征物識(shí)別技術(shù)行列，一般運(yùn)用在金融及信息網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域。其中掌靜脈識(shí)別是日本各家銀行ATM系統(tǒng)的基本配置還可運(yùn)用在門(mén)禁系統(tǒng)、監(jiān)控等領(lǐng)域；手指靜脈技術(shù)在監(jiān)獄安防、教育考試、社保管理、金融銀行門(mén)禁等系統(tǒng)也有應(yīng)用。

發(fā)展趨勢(shì)

靜脈識(shí)別在我國(guó)的應(yīng)用還處于起步階段，由于這些產(chǎn)品的應(yīng)用范圍不是很廣，已生產(chǎn)產(chǎn)品的種類(lèi)數(shù)量較少，目前主要集中在門(mén)禁領(lǐng)域或?qū)Π踩婪兑髨?chǎng)所。在這種情況下，由于人們的知曉度與了解度不高，概念普及與產(chǎn)品的推廣需要一定的時(shí)間，市場(chǎng)還在開(kāi)發(fā)階段，產(chǎn)品初期的成本價(jià)格較高，但隨著研發(fā)的深入，這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用到更多不同的領(lǐng)域。

后記

縱然好萊塢大片炫酷的科技鏡頭讓觀(guān)眾嘖嘖稱(chēng)贊，但隨著現(xiàn)代科技飛速發(fā)展，我們有理由相信科幻電影中鏡頭中“高大上”的生物特征識(shí)別技術(shù)會(huì)跳出熒屏，真正走進(jìn)現(xiàn)實(shí)生活。有人說(shuō)：“生物識(shí)別技術(shù)將向多模態(tài)和多種生物特征融合技術(shù)方向發(fā)展，更易于集成分析、監(jiān)控、管理為一體的設(shè)備”，與此同時(shí)，指紋識(shí)別、面部識(shí)別、虹膜識(shí)別、掌紋識(shí)別、步態(tài)識(shí)別以及靜脈識(shí)別、心電圖識(shí)別等技術(shù)將會(huì)運(yùn)用到更多的領(lǐng)域，為更多人所受用。正如清華大學(xué)蘇光大教授在接受本刊采訪(fǎng)時(shí)所說(shuō)：“生物特征識(shí)別技術(shù)在許多行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，當(dāng)前已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)代。”