掌紋識(shí)別與人臉識(shí)別有啥關(guān)聯(lián)

掌紋識(shí)別與人臉識(shí)別的關(guān)系可以用移動(dòng)操作系統(tǒng)領(lǐng)域iOS系統(tǒng)和安卓系統(tǒng)的關(guān)系來(lái)類比。掌紋識(shí)別技術(shù)因其封閉性，會(huì)獲得更好的安全性和使用體驗(yàn)；人臉識(shí)別得益于框架開(kāi)源，將擁有更多創(chuàng)新應(yīng)用和更大的應(yīng)用規(guī)模。

近期美國(guó)專利與商標(biāo)局公布了亞馬遜最新專利申請(qǐng)，一種非接觸式掃描系統(tǒng)，可通過(guò)掃描手掌特征(包括掌紋和靜脈)來(lái)識(shí)用戶身份。

目前，亞馬遜公司已獲得了“非接觸式掃描系統(tǒng)”的專利，并將其手掌識(shí)別技術(shù)代號(hào)確定為Orville。

同時(shí)，該系統(tǒng)已經(jīng)在美國(guó)whole foods商超、Amazon Go便利店進(jìn)行測(cè)試，在進(jìn)入商店時(shí)顧客需要掃描手掌，結(jié)束購(gòu)物時(shí)在配備掃描儀的收銀機(jī)上再次掃描手掌來(lái)結(jié)賬。亞馬遜在其試運(yùn)行的便利店打出了“No Line, Just Walk Out”(無(wú)需排隊(duì)結(jié)賬)標(biāo)語(yǔ)。

手掌識(shí)別實(shí)現(xiàn)無(wú)感支付

Amazon Go是由Amazon經(jīng)營(yíng)的美國(guó)便利店連鎖店。在試運(yùn)營(yíng)該系統(tǒng)的Amazon Go便利店中，開(kāi)始購(gòu)物時(shí)顧客需要掃描手部以登記信息。隨后在購(gòu)物的過(guò)程中店內(nèi)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分辨顧客選擇的貨品類型和數(shù)量。

當(dāng)需要結(jié)束購(gòu)物時(shí)，顧客只需將想要購(gòu)買的物品攜帶至掌紋掃描設(shè)備，并且在掃描儀附近揮手即可完成支付。在揮手掃描的同時(shí)，交易數(shù)據(jù)將被鏈接到顧客的銀行信息，整個(gè)支付過(guò)程可以在一秒之內(nèi)完成。

其中，亞馬遜手掌特征掃描系統(tǒng)包括了紅外光源、控制器和攝像機(jī)三部分。

掃描儀首先獲取一組經(jīng)過(guò)紅外偏振的原始圖像，專注于手掌外部特征，如線條、褶皺;再次獲取第二組偏振圖像時(shí)，則專注于手掌結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特征，如靜脈、骨骼、軟組織等。

原始圖像經(jīng)過(guò)初始處理，會(huì)提供包含手部的一組圖像。這些圖像均照度充足、正確合焦，并會(huì)以特定朝向、特定姿勢(shì)顯示手掌，并標(biāo)示出是左手還是右手。

這組經(jīng)過(guò)篩選和校正的圖像集合中的圖像將被劃分為更小的子圖像。例如，描繪外部特征的圖像可以被分成15*15像素的子圖像或“補(bǔ)丁”。之后便可以使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定特征向量，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別子圖像中的特征。

經(jīng)過(guò)足夠的訓(xùn)練，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)便可以接受子圖像作為輸入，產(chǎn)生特征向量——對(duì)應(yīng)原圖像中的一個(gè)或多個(gè)手掌特征。

優(yōu)勢(shì)

在亞馬遜的報(bào)告中，使用掌紋識(shí)別的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在其識(shí)別速度。目前，人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等技術(shù)加持下的移動(dòng)支付耗時(shí)處在秒級(jí)水平，而亞馬遜的掌紋識(shí)別技術(shù)則可以在僅僅300毫秒的時(shí)間內(nèi)驗(yàn)證個(gè)人身份并完成支付。

同時(shí)，相比于傳統(tǒng)手部生物識(shí)別技術(shù)——指紋識(shí)別，掌紋識(shí)別不需要使用者將手放在掃描設(shè)備上，只需揮手掃描，無(wú)需接觸。

對(duì)于識(shí)別正確率而言，掌紋識(shí)別對(duì)比現(xiàn)在流行的人臉識(shí)別也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)報(bào)道，這項(xiàng)技術(shù)的故障率在0.0001%左右，亞馬遜正在努力將這一故障率提高至0.000001%。

另外，現(xiàn)在流行的指紋識(shí)別、人臉識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)，都出現(xiàn)過(guò)安全性問(wèn)題。例如指紋識(shí)別可以被指紋膜成功欺騙，未輔以強(qiáng)大活體檢測(cè)功能的人臉識(shí)別系統(tǒng)也可以被3D打印面具欺騙的情況。

因此，生物識(shí)別技術(shù)在應(yīng)用時(shí)都需要配合活體檢測(cè)或者疊加使用。而掌紋識(shí)別在初始階段即是雙重驗(yàn)證——第一次獲取外部特征，第二次獲取內(nèi)部組織特征，在安全性上相對(duì)于其他生物識(shí)別技術(shù)有所提高。

暫時(shí)無(wú)法替代卡證系統(tǒng)

亞馬遜的專利申請(qǐng)指出，該系統(tǒng)準(zhǔn)確，快速地識(shí)別用戶將提供的有效的信息，可以通過(guò)多種方式加以使用。例如，可以基于用戶身份來(lái)控制對(duì)材料處理設(shè)施(設(shè)施)，辦公室(辦公)，運(yùn)輸設(shè)備、醫(yī)院、學(xué)校、酒店或其他場(chǎng)景的訪問(wèn)權(quán)，而這些場(chǎng)景下目前多使用證卡系統(tǒng)。

但是，參照目前AmazonGo便利店中的情況而言，可以看出這樣的生物信息采集和比對(duì)方式受其自身特點(diǎn)的限制，系統(tǒng)難以小型化。對(duì)于亞馬遜描述的潛在使用場(chǎng)景：辦公室、運(yùn)輸設(shè)備、醫(yī)院、學(xué)校來(lái)說(shuō)，掌紋掃描設(shè)備依然需要被嵌入閘機(jī)等設(shè)備，因此整體設(shè)備的體積決定了其更適用于類似商超的出入口——出入口統(tǒng)一，并且出入行為不頻繁，而不適用于辦公室、教室、酒店房間、醫(yī)院科室等小型化，需頻繁出入的場(chǎng)景。

同時(shí)，參照生物識(shí)別技術(shù)中的指靜脈技術(shù)而言，掌紋中的靜脈、軟組織等結(jié)構(gòu)也有可能隨著年齡和生理狀態(tài)的改變而發(fā)生變化，作為生物識(shí)別的特征而言其永久性和唯一性也仍需長(zhǎng)期應(yīng)用后的證實(shí)。

掌紋識(shí)別與人臉識(shí)別互不沖突

首先，在掌紋識(shí)別之前，亞馬遜并非沒(méi)有嘗試過(guò)開(kāi)發(fā)生物識(shí)別技術(shù)。2016 年底，這家軟件巨頭發(fā)布了其人臉識(shí)別軟件Rekognition，并依附于亞馬遜最大業(yè)務(wù)——AWS 云服務(wù)業(yè)務(wù)對(duì)外輸出該技術(shù)，且當(dāng)時(shí)公司就表示，俄勒岡州華盛頓縣警方已經(jīng)試點(diǎn)該技術(shù)指認(rèn)嫌疑人。

而目前的掌紋識(shí)別技術(shù)，誕生之初就被用以服務(wù)其零售業(yè)務(wù)，提升顧客體驗(yàn)，其目的更類似于亞馬遜曾經(jīng)大獲成功的“一鍵下單”功能——縮減購(gòu)物流程，提升消費(fèi)體驗(yàn)。因此，兩種技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)并不相同，相互獨(dú)立，不存在替代或革新的意圖。

其次，就人臉識(shí)別技術(shù)而言，其應(yīng)用在國(guó)外頗具爭(zhēng)議，被認(rèn)為具有侵犯性。同時(shí)，其對(duì)于有色人種的人臉識(shí)別正確率會(huì)大幅降低，因此無(wú)法展開(kāi)大規(guī)模應(yīng)用，舊金山的城市監(jiān)管會(huì)就曾禁止這一技術(shù)的使用。

但在國(guó)內(nèi)而言，不存在類似的政策和技術(shù)問(wèn)題，因此人臉識(shí)別得以獲得大規(guī)模的應(yīng)用。在人臉識(shí)別大規(guī)模順利應(yīng)用的情況下，移動(dòng)支付和安全防范領(lǐng)域并沒(méi)有引入新型生物識(shí)別技術(shù)的動(dòng)機(jī)。

最后，亞馬遜目前已經(jīng)獲得了該技術(shù)的專利，而這項(xiàng)掌紋識(shí)別技術(shù)專利的目的是簡(jiǎn)化商超零售購(gòu)物流程，其后續(xù)的發(fā)展有可能類似亞馬遜過(guò)去的同性質(zhì)的過(guò)程專利“一鍵下單”軟件專利的情況——任何想在網(wǎng)上賣東西的人，都被禁止添加“一鍵下單”選項(xiàng)，除非他們?cè)敢庀騺嗰R遜支付專利費(fèi)。

這種局面將直接導(dǎo)致該技術(shù)的私有化。而當(dāng)前人臉識(shí)別獲得大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)重要原因是深度學(xué)習(xí)技術(shù)底層框架的開(kāi)源，因而可以根據(jù)需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，這也使得人臉識(shí)別大規(guī)模應(yīng)用后仍在繼續(xù)發(fā)展，不斷延伸和衍生。

所以，掌紋識(shí)別與人臉識(shí)別的關(guān)系可以用移動(dòng)操作系統(tǒng)領(lǐng)域iOS系統(tǒng)和安卓系統(tǒng)的關(guān)系來(lái)類比。掌紋識(shí)別技術(shù)因其封閉性，會(huì)獲得更好的安全性和使用體驗(yàn);人臉識(shí)別得益于框架開(kāi)源，將擁有更多創(chuàng)新應(yīng)用和更大的應(yīng)用規(guī)模。

雖然兩者發(fā)展模式不盡相同，不存在直接沖突，但兩者同屬生物識(shí)別技術(shù)，因而存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而兩者間的競(jìng)爭(zhēng)，也將促進(jìn)生物識(shí)別技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
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