盤點(diǎn)生物識別技術(shù)的應(yīng)用方向

2018年互聯(lián)網(wǎng)界迎來了一個(gè)又一個(gè)“寒冬”，但科技依然擁有重新復(fù)燃的魔力。1月2日，阿里巴巴達(dá)摩院發(fā)布“2019十大科技趨勢”，涵蓋了智能城市、數(shù)字身份、自動駕駛、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、AI芯片、區(qū)塊鏈、5G等領(lǐng)域。可以預(yù)測到，AI依然是2019年科技界最熱的方向。

AI技術(shù)雖然發(fā)展最熱，但比它更快進(jìn)入成熟階段的是生物識別技術(shù)。達(dá)摩院認(rèn)為，2019年，生物識別技術(shù)將進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段。過去幾年，絕大多數(shù)人都開始習(xí)慣出門不帶現(xiàn)金，而未來，不帶身份證走遍天下的時(shí)代也將到來。

生物識別主要是通過人類生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)，人類的生物特征通常具有唯一性，可以測量或可自動識別和驗(yàn)證、遺傳性或終身不變等特點(diǎn)，因此生物識別認(rèn)證技術(shù)較傳統(tǒng)認(rèn)證技術(shù)存在較大的優(yōu)勢。生物識別系統(tǒng)對生物特征進(jìn)行取樣，提取其唯一的特征并且轉(zhuǎn)化成數(shù)字代碼，并進(jìn)一步將這些代碼組成特征模版。由于微處理器及各種電子元器件成本不斷下降，精度逐漸提高，生物識別系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于商業(yè)上的授權(quán)控制。由于人體特征具有人體所固有的不可復(fù)制的唯一性，這一生物密鑰無法復(fù)制，失竊或被遺忘，利用生物識別技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)定、安全、可靠、準(zhǔn)確。

根據(jù)美國咨詢機(jī)構(gòu)Transparency Market Research的統(tǒng)計(jì)，全球生物識別市場規(guī)模將于2020年增長至233億美元，復(fù)合年均增速為15.7%，生物識別市場正處在快速增長中。

根據(jù)美國智庫Acuity Market Intelligence發(fā)表的《生物識別的未來The Future of Biometrics》報(bào)告顯示，2015年全球生物識別市場結(jié)構(gòu)中，指紋識別份額達(dá)到58%，人臉識別的份額為18%，緊隨其后的是新興的虹膜識別，份額為7%，此外還有與指紋識別類似的掌紋識別，以及聲紋識別和靜脈識別等。

人臉識別

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

如今，人臉識別技術(shù)已經(jīng)非常成熟，國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈也趨于完善，比如國內(nèi)做人臉識別、圖片識別的曠視科技Face++、商湯科技、做視頻識別的極鏈科技Video++等?，F(xiàn)在，人臉識別的應(yīng)用也已經(jīng)不僅僅局限于商務(wù)場所中，它已經(jīng)以各種形式逐步滲透到日常生活中。

指紋識別

每個(gè)指紋都有幾個(gè)獨(dú)一無二可測量的特征點(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)立可測量的特征。指紋識別技術(shù)通過分析指紋可測量的特征點(diǎn)，從中抽取特征值，然后進(jìn)行認(rèn)證。

當(dāng)前，我國第二代身份證便實(shí)現(xiàn)了指紋采集，且各大智能手機(jī)都紛紛實(shí)現(xiàn)了指紋解鎖功能。與其他生物識別技術(shù)相比，指紋識別早已經(jīng)在消費(fèi)電子、安防等產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用，通過時(shí)間和實(shí)踐的檢驗(yàn)，技術(shù)方面也在不斷的革新。

掌紋識別

掌紋是指手腕與手指之間的手掌表面上的各種紋線特征，如主線、皺紋、細(xì)小的紋理、脊末梢、分叉點(diǎn)等。掌紋的形態(tài)由遺傳基因控制，即使由于某種原因表皮剝落，新生的掌紋紋線仍保持著原來的結(jié)構(gòu)。每個(gè)人的掌紋紋線都不一樣，即使是孿生同胞，他們的掌紋也只是比較相似，而不會完全一樣。并且在低分辨率和低質(zhì)量的圖像中仍能夠清晰的辨認(rèn)。

虹膜識別

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)人的身份識別對象。

虹膜測定技術(shù)可以讀取 266 個(gè)特征點(diǎn)，而其他生物測定技術(shù)只能讀取 13-60 個(gè)特征點(diǎn)。根據(jù)富士通方面的數(shù)據(jù)，虹膜識別的錯(cuò)誤識別可能為 1/1500000，而蘋果 TouchID 的錯(cuò)誤識別可能為 1/50000，虹膜識別的準(zhǔn)確率高達(dá)當(dāng)前指紋方案的三十倍。而虹膜識別又屬于非接觸式的識別，識別非常方便高效。

聲紋識別

人類語言的產(chǎn)生是人體語言中樞與發(fā)音器官之間一個(gè)復(fù)雜的生理物理過程，人在講話時(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。這也使得聲紋識別也可以稱為身份認(rèn)證的一種方式。

與其他生物特征相比，聲紋識別的優(yōu)勢在于：(1)聲紋提取方便，可在不知不覺中完成，因此使用者的接受程度也高;(2)獲取語音的識別成本低廉，使用簡單，一個(gè)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;(3)適合遠(yuǎn)程身份確認(rèn)，只需要一個(gè)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;(4)聲紋辨認(rèn)和確認(rèn)的算法復(fù)雜度低;(5)配合一些其他措施，如通過語音識別進(jìn)行內(nèi)容鑒別等，可以提高準(zhǔn)確率。這些優(yōu)勢使得聲紋識別的應(yīng)用越來越受到系統(tǒng)開發(fā)者和用戶青睞。

靜脈識別

靜脈識別系統(tǒng)一種方式是通過靜脈識別儀取得個(gè)人靜脈分布圖，依據(jù)專用比對算法從靜脈分布圖提取特征值，另一種方式通過紅外線 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。靜脈比對時(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)化手段對數(shù)字圖像提取特征，采用復(fù)雜的匹配算法同存儲在主機(jī)中靜脈特征值比對匹配，從而對個(gè)人進(jìn)行身份鑒定，確認(rèn)身份。

結(jié)語

具體來看，在AI技術(shù)方面，如果說2018年AI從實(shí)驗(yàn)室走入了現(xiàn)實(shí)，那么，2019年將開啟人類和AI全面合作的新起點(diǎn)。阿里巴巴達(dá)摩院認(rèn)為，移動設(shè)備上的實(shí)時(shí)語音生成與真人語音可能將無法區(qū)分，甚至語音AI在一些特定對話中將會通過圖靈測試。在城市里，會說話的公共設(shè)施將會越來越多。其中，生物識別技術(shù)將在2019年進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段。隨著3D傳感器的快速普及、多種生物特征的融合，每個(gè)設(shè)備都能更聰明地“看”和“聽”。生物識別和活體技術(shù)將重塑身份識別和認(rèn)證，未來，數(shù)字身份將成為人的第二張身份證。