單一生物識(shí)別技術(shù)或面臨重新洗牌

近日，國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制就指導(dǎo)落實(shí)新冠肺炎疫情防控各項(xiàng)工作要求，推動(dòng)企事業(yè)單位穩(wěn)步有序復(fù)工復(fù)產(chǎn)，印發(fā)《企事業(yè)單位復(fù)工復(fù)產(chǎn)疫情防控措施指南》。

這份指南中提到了企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)要注意的各種疫情防控措施，內(nèi)容涉及方方面面，但不知道你有沒有注意到這份指南中有一個(gè)要求，可能會(huì)很容易被忽略掉。那就是下面圖中的這個(gè)：

“使用指紋考勤機(jī)的單位應(yīng)暫時(shí)停用，改用其他方式對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行登記?！币簿褪钦f，之前很多企業(yè)使用指紋識(shí)別來考勤的，受這次疫情影響，要換一種更安全更便捷的考勤方式了。

據(jù)了解，在目前所有的生物識(shí)別技術(shù)中，指紋識(shí)別是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種。主要應(yīng)用于商業(yè)上的授權(quán)控制如門禁、企業(yè)考勤管理系統(tǒng)安全認(rèn)證等領(lǐng)域。

隨著企業(yè)復(fù)工熱潮的來臨，門禁和通行管理成為安全復(fù)工的重要環(huán)節(jié)。疫情之下的門禁場(chǎng)景新增了戴口罩快速識(shí)別身份、非接觸式體溫測(cè)量、工作考勤等新的需求。

但實(shí)際情況是，如今不僅是指紋識(shí)別不再便利，還有人臉識(shí)別也因?yàn)楸豢谡终趽?，?dǎo)致臉部信息缺失，識(shí)別效果差強(qiáng)人意。

于是，大家都察覺到在此次疫情中，指紋識(shí)別這類接觸式識(shí)別和人臉識(shí)別這類當(dāng)前主流的非接觸式識(shí)別，都存在一些不盡如人意的地方，大家開始思考：

第一，受這次疫情影響，單一的生物識(shí)別技術(shù)是否會(huì)面臨洗牌呢？

從目前來看，不論是指紋識(shí)別、人臉識(shí)別這類應(yīng)用廣泛的技術(shù)，還是聲紋、虹膜、步態(tài)等非接觸式識(shí)別技術(shù)，都沒有發(fā)揮出市場(chǎng)預(yù)想的作用。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這次疫情間接成了技術(shù)升級(jí)的強(qiáng)勢(shì)推動(dòng)劑，單一的生物識(shí)別技術(shù)市場(chǎng)會(huì)發(fā)生巨變，催生新的技術(shù)：多模態(tài)生物識(shí)別技術(shù)，又叫混合生物識(shí)別技術(shù)。

第二，多模態(tài)生物識(shí)別技術(shù)，是否會(huì)迎來一次爆發(fā)？落地應(yīng)用將會(huì)面臨哪些挑戰(zhàn)？

這是生物識(shí)別技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)內(nèi)人士推測(cè)，多模態(tài)生物識(shí)別技術(shù)，融合多種識(shí)別技術(shù)，這不是一件簡單的事，需要投入和研發(fā)。

但隨著技術(shù)的升級(jí)，市場(chǎng)需求會(huì)呈現(xiàn)多元化，在疫情結(jié)束后，可能會(huì)迎來一波需求增長，不過，在技術(shù)落地應(yīng)用、成本上如何占據(jù)優(yōu)勢(shì)，可能是企業(yè)將會(huì)面臨的較大挑戰(zhàn)。

第三，有哪些企業(yè)已經(jīng)開始行動(dòng)了呢？

在多模態(tài)生物識(shí)別技術(shù)還沒升級(jí)到位之時(shí)，一些企業(yè)會(huì)在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行靈活應(yīng)對(duì)，比如漢王、曠視、商湯、澎思、宇泛智能等，當(dāng)然，還有更多的企業(yè)已經(jīng)調(diào)整公司戰(zhàn)略和發(fā)展方向。在文章末尾可以獲得生物識(shí)別技術(shù)企業(yè)的相關(guān)信息。

接下來，我們將對(duì)以上這些問題進(jìn)行更詳細(xì)地剖析，呈現(xiàn)一張全面的生物識(shí)別技術(shù)地圖。

01

主流的生物識(shí)別技術(shù)對(duì)比

所謂的生物識(shí)別技術(shù)就是，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，（如指紋、指靜脈、人臉、虹膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）來進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。

中國的生物特征識(shí)別行業(yè)，最早發(fā)展和應(yīng)用的是指紋識(shí)別技術(shù)，相關(guān)企業(yè)從80年代初就開始研究，并掌握了核心技術(shù)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)比較成熟。

而對(duì)于靜脈識(shí)別、人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別等生物認(rèn)證技術(shù)的研究，則在1996年之后，后續(xù)還出現(xiàn)聲音識(shí)別、步態(tài)識(shí)別等技術(shù)。

那么，目前主流的生物識(shí)別技術(shù)有哪些？它們彼此有何特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)呢？應(yīng)用在哪些場(chǎng)景呢？先用一張圖來呈現(xiàn)。

▎人臉識(shí)別：

人臉識(shí)別是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)，用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)，通常也叫做人像識(shí)別、面部識(shí)別。

運(yùn)用的技術(shù)包括標(biāo)準(zhǔn)視頻識(shí)別和熱成像技術(shù)兩種。

標(biāo)準(zhǔn)視頻識(shí)別是透過普通攝像頭記錄下被拍攝者眼睛，鼻子，嘴的形狀及相對(duì)位置等面部特征，然后將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行身份識(shí)別。

熱成像技術(shù)通過分析由面部的毛細(xì)血管的血液產(chǎn)生的熱線來產(chǎn)生面部圖像，與視頻攝像頭不同，熱成像技術(shù)并不需要在較好的光源條件下，因此即使在黑暗情況下也可以使用。

在疫情未發(fā)生之前，人臉識(shí)別技術(shù)在手機(jī)、支付、門禁等日常生活場(chǎng)景中都獲得廣泛應(yīng)用，但受疫情影響，每個(gè)人都要戴口罩，由于面部信息缺失，導(dǎo)致識(shí)別失效或出錯(cuò)。

▎指紋識(shí)別：

每個(gè)指紋都有幾個(gè)獨(dú)一無二可測(cè)量的特征點(diǎn)，每個(gè)特征點(diǎn)都有大約七個(gè)特征，人們的十個(gè)手指產(chǎn)生最少4900個(gè)獨(dú)立可測(cè)量的特征。

指紋識(shí)別技術(shù)通過分析指紋可測(cè)量的特征點(diǎn)，從中抽取特征值，然后進(jìn)行認(rèn)證。

由于指紋識(shí)別儀器操作簡單快捷，在生物認(rèn)證領(lǐng)域被廣泛使用，主要用于公司考勤、安防、身份識(shí)別認(rèn)證、銀行金庫系統(tǒng)等，以及消費(fèi)電子如手機(jī)、電腦等都有大范圍地使用。

但由于這次疫情的傳播性，指紋識(shí)別這種接觸式識(shí)別，存在很大的傳染風(fēng)險(xiǎn)，所以，國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制才會(huì)要求企業(yè)暫停指紋考勤的識(shí)別方式。

▎虹膜識(shí)別：

人的眼睛結(jié)構(gòu)由鞏膜、虹膜、瞳孔晶狀體、視網(wǎng)膜等部分組成。

虹膜是位于黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，其包含有很多相互交錯(cuò)的斑點(diǎn)、細(xì)絲、冠狀、條紋、隱窩等的細(xì)節(jié)特征。

而且虹膜在胎兒發(fā)育階段形成后，在整個(gè)生命歷程中將是保持不變的。這些特征決定了虹膜特征的唯一性，同時(shí)也決定了身份識(shí)別的唯一性。因此，可以將眼睛的虹膜特征作為每個(gè)人的身份識(shí)別對(duì)象。

有數(shù)據(jù)透露，虹膜識(shí)別的準(zhǔn)確率高達(dá)當(dāng)前指紋方案的三十倍。

而虹膜識(shí)別又屬于非接觸式的識(shí)別，識(shí)別非常方便高效。

▎靜脈識(shí)別：

靜脈識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)用兩種方式：

一種方式是通過靜脈識(shí)別儀取得個(gè)人靜脈分布圖，依據(jù)專用比對(duì)算法從靜脈分布圖提取特征值；

另一種方式是通過紅外線 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。

聲音識(shí)別/聲紋識(shí)別

人在說話時(shí)，使用的發(fā)聲器官：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，所以任何兩個(gè)人的聲紋圖譜都有差異。

這也使得聲音識(shí)別/聲紋識(shí)別成為目前非接觸式識(shí)別身份認(rèn)證的一種方式。

與其他生物特征相比，聲紋識(shí)別的優(yōu)勢(shì)在于：聲紋提取方便；識(shí)別成本低廉，使用簡單；適合遠(yuǎn)程身份確認(rèn)；聲紋辨認(rèn)的算法復(fù)雜度低。

步態(tài)識(shí)別

步態(tài)識(shí)別技術(shù)是通過人的體型（身高、腿骨、肌肉、關(guān)節(jié)等生理特征）和走路姿態(tài)進(jìn)行身份識(shí)別。

人們?cè)谧呗返臅r(shí)候，步態(tài)受肌肉力量、肌腱和骨骼長度、骨骼密度、協(xié)調(diào)能力、體重、重心、肌肉或骨骼受損程度、生理?xiàng)l件等影響，所以，每個(gè)人走路的“風(fēng)格”都會(huì)存在一些差異。

為此，業(yè)界人士普遍認(rèn)為，步態(tài)識(shí)別在未來是一項(xiàng)非常重要并且基本穩(wěn)定的生物特征識(shí)別技術(shù)。

步態(tài)識(shí)別的操作原理是，需要對(duì)識(shí)別對(duì)象提前進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)采集，而且步態(tài)是基于一段視頻序列，在走的過程中捕捉持續(xù)的變化，并發(fā)現(xiàn)其獨(dú)特特征。

據(jù)了解，在簡單場(chǎng)景下，步態(tài)識(shí)別技術(shù)通過與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可以識(shí)別個(gè)體身份。但在復(fù)雜場(chǎng)景下的識(shí)別精度，目前效果還不確定。

02

單一生物識(shí)別或?qū)⒚媾R洗牌

有數(shù)據(jù)顯示，指紋識(shí)別的考勤機(jī)在企業(yè)中的普及率達(dá)到75%以上。也就是說，指紋識(shí)別已然成為眼下最普遍的一種考勤模式。

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院公布的數(shù)據(jù)，人臉識(shí)別在考勤或門禁領(lǐng)域的應(yīng)用也已走向成熟，約占行業(yè)市場(chǎng)的42%左右。

受這次疫情影響，指紋識(shí)別、人臉識(shí)別等單一的生物識(shí)別方式，暴露了一些在特殊需求下的問題。

比如，寫字樓、辦公室等集中區(qū)域的指紋識(shí)別門禁及考勤系統(tǒng)，面臨兩個(gè)選擇，一是尋找其他替代的識(shí)別方式；二是不再使用。

這就會(huì)給以指/掌紋、指/掌靜脈為主的考勤設(shè)備廠商帶來沉重打擊。

部分企業(yè)為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，也積極調(diào)整識(shí)別系統(tǒng)，比如，澎思、漢王、曠視、商湯、宇泛智能等，均推出了戴口罩人臉識(shí)別門禁/考勤+同步測(cè)溫的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)非接觸式體溫檢測(cè)、快速篩查、自動(dòng)告警。

澎思科技向CPS中安網(wǎng)記者透露，公司目前擁有的非接觸式識(shí)別技術(shù)，包括人臉識(shí)別技術(shù)和聲紋識(shí)別技術(shù)。

面對(duì)疫情的特殊需求，澎思科技迅速組織算法、軟件和硬件研發(fā)攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)，集成紅外熱成像體溫檢測(cè)方式，搭載澎思自研的人臉識(shí)別和行人ReID算法技術(shù)，充分考慮人臉圖像存在遮擋的情況，采用多尺度特征融合的方式，在全臉、半臉、五官上訓(xùn)練了不同的模型提取并融合特征，加強(qiáng)了局部特征對(duì)整體識(shí)別的影響，目前最新的戴口罩人臉檢測(cè)精度達(dá)到99.4%。

另外，疫情期間，物流緊張、供應(yīng)鏈缺貨，導(dǎo)致非接觸式識(shí)別產(chǎn)品的成本，相比指紋、刷卡等方式存在一定的差價(jià)，成本上升。

澎思科技認(rèn)為，接下來隨著供應(yīng)鏈和物流的恢復(fù)以及大規(guī)模地落地應(yīng)用，這類產(chǎn)品的成本會(huì)相應(yīng)下調(diào)。

而宇泛智能則是在保障人臉識(shí)別產(chǎn)品性能的前提下，通過增強(qiáng)ISP圖像技術(shù)能力、研究推理加速框架，降低產(chǎn)品對(duì)攝像頭、主芯片的性能需求，從而達(dá)到降低非接觸式識(shí)別產(chǎn)品的成本。

疫情讓人們對(duì)安全、衛(wèi)生的需求放在了首位，澎思科技和宇泛智能等企業(yè)，都認(rèn)為這是一個(gè)機(jī)遇，在未來，非接觸式的生物特征識(shí)別由于具備安全性和衛(wèi)生性，可能很快會(huì)全面替代指紋識(shí)別類型的接觸式識(shí)別產(chǎn)品。

但實(shí)際上，聲紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、步態(tài)識(shí)別等非接觸式識(shí)別技術(shù)在這次疫情防控中并沒有發(fā)揮太大的作用。

有業(yè)內(nèi)人士分析，這可能是跟這幾類識(shí)別技術(shù)目前的技術(shù)手段、應(yīng)用場(chǎng)景、人性化服務(wù)等不夠充分有關(guān)，所以在減少病毒傳播和保護(hù)公眾健康等方面沒有發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值。

從這個(gè)層面來看，無論是哪一種的生物識(shí)別技術(shù)，如果只是單一的技術(shù)手段，在應(yīng)急、預(yù)防、管控等方面的應(yīng)用上，都會(huì)有很大的局限，技術(shù)價(jià)值并不明顯。

從以上的情況來看，未來市場(chǎng)呼吁的不再是單一的生物識(shí)別方式，而是更加智能化的多模態(tài)生物識(shí)別技術(shù)。

之前以接觸式識(shí)別為主要技術(shù)的企業(yè)，可能要及時(shí)調(diào)整戰(zhàn)略和規(guī)劃，升級(jí)技術(shù)和產(chǎn)品，才有新的發(fā)展空間。

03

多模態(tài)生物識(shí)別市場(chǎng)趨勢(shì)

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)估2020年，全球生物特征識(shí)別的市場(chǎng)可以突破250億美元。

在國內(nèi)市場(chǎng)方面，2010至2014年，國內(nèi)生物特征識(shí)別市場(chǎng)的平均增速保持在60%以上，2014年生物特征識(shí)別市場(chǎng)規(guī)模為80億元，2015年突破100億元，預(yù)計(jì)2020年可突破300億元。

從單個(gè)生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用來看，指紋識(shí)別雖然占生物識(shí)別技術(shù)的份額最高，但整體呈下降趨勢(shì)，從2007年的66.9%下降至2013年的60.1%，受這次疫情影響，預(yù)計(jì)在2020年的下降幅度將會(huì)超過50%左右；

而聲紋識(shí)別、人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別等所占份額則不斷增長，到2020年比重預(yù)計(jì)分別達(dá)到22.4%、9.6%、6.4%。

雖然這些生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但依舊存在一些技術(shù)障礙，比如：

指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，但無法滿足眼下對(duì)安全和衛(wèi)生的需求；

人的臉部特征也不是一成不變的，而且采集圖像的過程中易受到光線等因素的影響，導(dǎo)致人臉識(shí)別精確度受到影響；

虹膜能成像的距離很窄，如果用戶的姿勢(shì)稍有不對(duì)，就有可能采集不到清晰的虹膜，同時(shí)識(shí)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(shí)別的精準(zhǔn)度；

聲紋和步態(tài)識(shí)別，則因?yàn)椴杉y度較大、受拍攝角度和環(huán)境影響大等，而難以推廣。

從這次疫情防控的需求來看，單個(gè)生物識(shí)別技術(shù)的問題已經(jīng)凸顯，生物技術(shù)行業(yè)應(yīng)該意識(shí)到在原有單一識(shí)別技術(shù)基礎(chǔ)上，需增加一種或多種識(shí)別技術(shù)來提升生物識(shí)別的安全性，即第二代生物識(shí)別技術(shù)——多模態(tài)生物識(shí)別。

多模態(tài)生物識(shí)別，是指整合或融合兩種及兩種以上生物識(shí)別技術(shù)，利用其多重生物識(shí)別技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合數(shù)據(jù)融合技術(shù)，使得認(rèn)證和識(shí)別過程更加精準(zhǔn)、安全。

它與單一生物識(shí)別方式的主要區(qū)別在于，多模態(tài)生物識(shí)別技術(shù)可通過獨(dú)立的或多種采集方式合而為一的采集器，采集不同的生物特征（如指紋、指靜脈、人臉、虹膜圖像等），并通過分析、判斷多種生物識(shí)別方式的特征值進(jìn)行識(shí)別和認(rèn)證。

如今生物識(shí)別正從單一走向多模態(tài)化，單一生物技術(shù)識(shí)別無法支撐越來越復(fù)雜化、多樣化的身份驗(yàn)證場(chǎng)景，而多模態(tài)生物識(shí)別可以實(shí)現(xiàn)人臉、指紋、指靜脈、虹膜、聲紋等多種生物識(shí)別的相結(jié)合，從而進(jìn)行更精確的身份認(rèn)證以及集中、統(tǒng)一的系統(tǒng)管理。

在后疫情時(shí)代，多種生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用的多模態(tài)生物識(shí)別，變得更加靈活，能根據(jù)不同的應(yīng)用需求和場(chǎng)景變化，來選擇合適的融合方式和權(quán)重決策。這必將成為新一代身份識(shí)別與認(rèn)證領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

按照技術(shù)應(yīng)用的場(chǎng)景劃分，目前多模態(tài)生物識(shí)別主要的賦能方向，聚焦在幾個(gè)方面，包括：

公共服務(wù)領(lǐng)域如公安、出入境、社保等機(jī)構(gòu)等，應(yīng)用“指紋+人臉+OCR”的識(shí)別方式；

信息安全領(lǐng)域如軍隊(duì)、軍工企業(yè)等，應(yīng)用“指紋+虹膜+掌紋”的識(shí)別方式；

個(gè)性化AIoT應(yīng)用領(lǐng)域如部分政務(wù)機(jī)構(gòu)、酒店、零售等行業(yè)，應(yīng)用“人臉+指紋+虹膜”的識(shí)別方式。

04

多模態(tài)生物識(shí)別技術(shù)落地應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

有業(yè)內(nèi)人士指出，未來多模態(tài)生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇已顯而易見，但是要把技術(shù)真正落地，覆蓋更多的應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用人群，除了需要構(gòu)建起從算法、產(chǎn)品、硬件到后端平臺(tái)端到端的解決方案能力之外，還要面對(duì)現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)：

第一，技術(shù)研發(fā)不是一蹴而就，生物識(shí)別融合技術(shù)更加復(fù)雜，企業(yè)需沉下心來夯實(shí)技術(shù)，才能發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，帶來商業(yè)化，而且這個(gè)時(shí)間沒有定數(shù)；

第二，算法、產(chǎn)品或解決方案，將會(huì)越來越趨“同質(zhì)化”，除了強(qiáng)化技術(shù)實(shí)力以外，還要爭(zhēng)取行業(yè)市場(chǎng)的話語權(quán)，提升自身綜合的企業(yè)實(shí)力；

第三，技術(shù)鏈、供應(yīng)鏈容易出現(xiàn)斷點(diǎn)，底層技術(shù)容易被忽略，成為企業(yè)發(fā)展的短板；需要不斷優(yōu)化生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用缺陷，才能推進(jìn)商業(yè)化落地。

目前有不少企業(yè)已經(jīng)在多模態(tài)生物識(shí)別技術(shù)上發(fā)力，并積極將產(chǎn)品投入到應(yīng)用場(chǎng)景中，比如漢王科技、亞略特、中控智慧、中科虹霸、智慧眼科技、佳都科技等等。

CPS中安網(wǎng)在2019年和深圳市安全防范行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合編寫制作了《中國安防行業(yè)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，由采編團(tuán)隊(duì)歷時(shí)三個(gè)多月，走訪十個(gè)省市共百家企業(yè)，獨(dú)家原創(chuàng)的一本“行業(yè)秘籍”。

在這本指南里，涵蓋有生物識(shí)別技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)目錄以及介紹，大家如果需要一些企業(yè)信息，不妨掃描下圖二維碼購買電子版或紙質(zhì)版了解一下。