探讨:生物识别前沿技术以及多模态发展趋势
- 来源:瞭望东方周刊
- 2017/12/23 9:19:4443676
【中国安防展览网 企业关注】生物特征识别(BIOMETRICS) 技术,是指通过计算机利用人体所固有的生理特征(指纹、虹膜、面相、DNA等)或行为特征(步态、击键习惯等)来进行个人身份鉴定的技术。
1997年至今,中科院计算技术研究所研究员山世光已经对人脸识别等相关技术研究了20年。但在即将过去的2017年,他才真正感受到包括人脸识别在内的生物识别技术,迎来了应用的春天。
2017年9月初,支付宝在杭州肯德基KPRO餐厅上线刷脸支付,成为刷脸“黑科技”试水商用。用户只要在支付宝手机App上开通此功能,即可实现“支付宝刷脸付”,整个支付过程不超过10秒。
同月,苹果公司发布iPhone X手机,推出Face ID功能,通过摄像头实现用户3D 脸部模型的复原,刷脸解锁开机。
与此同时,银行开通ATM机刷脸取款,无人超市刷脸取货,语音识别实现即时翻译,大学也利用虹膜识别技术建立了学生的点名系统、上课签到和晚归系统,而各种修图软件、直播App也上架了动态趣味摄影功能。
“过去的两三年里,通过深度学习等技术变革,包括人脸识别在内的生物识别技术在精度上已有大幅提升,进入到了一个迅速产品化的阶段。”山世光说道。
在当今信息化时代,如何准确鉴定一个人的身份、保护信息安全,已成为一个必须解决的关键社会问题。传统的身份认证由于极易伪造和丢失,越来越难以满足社会的需求,目前为便捷与安全的解决方案无疑就是生物识别技术。它不但简洁快速,而且利用它进行身份的认定,安全、可靠、准确。同时更易于配合电脑和安全、监控、管理系统整合,实现自动化管理。由于其广阔的应用前景、巨大的社会效益和经济效益,已引起各国的广泛关注和高度重视。因此,本论文将尝试探讨整理生物特征识别技术这项前沿技术,和新兴的多模态发展趋势,并且关注其新的科研方向及在实际中的推广利用现状!
6年没带过钥匙
早在2003年,以山世光为核心技术人员的团队研发出的人脸识别系统就应用于全国“两会”安检中,并获得肯定。
而从安防角度切入生物识别,似乎是技术发展的必然。
在20世纪60年代,随着计算机技术和指纹识别技术的发展,美国联邦调查局(FBI)开始推动指纹自动认证流程,实施自动指纹比对。同一时期,为解决身份识别问题,人脸识别、笔记识别、语音识别等一大批新的生物特征识别技术涌现了出来。
“指纹作为早出现的识别技术,在特征比对以及算法上已经非常成熟,但在应用场景上,指纹、人脸、虹膜各有利弊。”生物识别产业技术创新战略联盟秘书长孙哲南告诉《瞭望东方周刊》。
2006年,当时还未创立北京释码大华科技有限公司(以下简称释码大华)的王晓鹏就在伦敦希斯罗机场,目睹了人来人往“刷眼”登机的新鲜场景。而在中国,他发现还要排队等候人工安检。
“不过,过去6年里,我已经没带过钥匙了。”王晓鹏对《瞭望东方周刊》说,借助释码大华核心的虹膜识别技术,他从家到办公室穿过的每一扇门都可虹膜解锁,甚至进入电脑的“门”,也只需抬头看一眼夹在屏幕上那个只有3cm的小摄像头。
山世光告诉本刊记者,在如今这波席卷的人工智能风潮中,中国在生物识别技术的应用领域抓住了很多机会,其中的一些应用场景甚至走在了世界前列。
比如成立于2012年的北京旷视科技有限公司(以下简称旷视科技),就将人脸识别技术应用到了抓捕**上,其为公安部门搭建的天眼系统,利用大数据和人脸识别技术,已成功抓捕了3000余名嫌疑犯。
“像这种应用场景,识别技术的度不能低于95%,而且还需要实时响应,这对算法和计算能力的要求很高。”旷视科技副总裁谢忆楠告诉《瞭望东方周刊》。
每个个体都有的可以测量或可自动识别和验证的生理特性或行为方式,即生物特征。它可划分为生理特征(如指纹、面像、虹膜、掌纹等)和行为特征(如步态、声音、笔迹等)。生物识别就是依据每个个体之间的生物特征对其进行识别与身份的认证。他的主要内容是生物识别技术和生物识别系统
节省400万个小时的跑腿时间
谢忆楠清晰地记得,生物识别迎来新热潮是从2014年开始的。
2014年前后,工信部、公安部、国家工商总局联合公布《电话“黑卡”治理专项行动工作方案》,要求购买手机卡必须实名制;国家网信办随后也全面推进网络真实身份信息的管理。这给身份认证行业带来了新机遇。
比如银行开户这件事,传统金融机构要求客户必须持法定证件到柜台办理业务,由柜台人员现场核对客户证件身份信息,而互联网金融的发展,则让开户完全实现了线上处理。
“当然,这也有一个过程。初是通过上传*正反面照片,进行比对,现在也开始采用人脸识别技术进行身份认证。线下可以实现刷脸支付,线上解决的是远程身份认证问题。”谢忆楠说。
这其中的关键问题在于,如何通过线上技术确认线下操作的是本人而不是图片或视频。腾讯优图实验室总监黄飞跃说,为解决这一问题,腾讯优图特意为微众银行设计了一个基于唇语识别的活体检测技术。
“用户录视频的时候,还要读出当时手机上提示的一段随机数字,我们会结合他嘴唇的变化以及唇形的变化、语音等相关信息来确认这是一个真实的人。” 他说,其开发的人脸核身技术,还提供给了百余家外部公司。
而从2017年9月开始,支付宝陆续在各地试点推出线下门店刷脸支付,才真正打通线上线下,使生物识别成为热点。
北京中科虹霸科技有限公司CEO马力观察到,银行也开始陆续探索生物识别技术在线上线下的应用,“原来银行总是说自己网点多,如今纷纷成立实验室转型升级,网点反倒成了负担。”
事实上,包括招商银行、农业银行在内的多家银行,都在2017年前后宣布在部分城市和网点上线ATM机“刷脸取款”功能。这一过程也是循序渐进的,比如银行设置的“刷脸取款”额度限制多为3000元。
“我们中国的用户在‘互联网+’的时代已经被‘教育’过了,还是非常愿意去尝试一些新鲜东西的。”山世光告诉我们,通过互联网金融累积起来的庞大用户群,也有利于生物识别技术开发出新的应用场景。
“刷脸政务”就是个例子。蚂蚁金服公共服务事业部总经理刘晓捷说,截至目前,全国范围内已有40余个城市开通“刷脸政务”,875万人体验“刷脸政务”,节约跑腿和等待时间长达400多万小时。“在税务、社保、公积金、交通缴罚等不同领域,‘刷脸’办事正在全国范围内逐步推广。”他说。
智能硬件来袭
生物识别技术被公众大范围认知,还有赖于智能手机对人脸识别技术的应用。
苹果iPhone X摒弃了惯用的指纹识别Home键,而采用了Face ID人脸识别技术,被看作是新一代生物识别技术的枪。
苹果iPhone X摒弃了惯用的指纹识别Home键,而采用了Face ID人脸识别技术,被看作是新一代生物识别技术的枪。
“除了苹果,现在国内很多手机厂商也开始全面铺开人脸识别技术,包括小米、vivo、华为等品牌,都找过我们搭建人脸解锁技术框架。”谢忆楠告诉本刊记者。
而另一家手机厂商三星,选择的是虹膜识别技术,其发布的Note7,让虹膜识别业内人士为之一振。“国美也推出了代虹膜手机,而国内其他手机厂商也都已经和我们有合作了。”马力说。
与手机一样火热的,还有智能音箱。2014年,亚马逊推出了搭载智能语音交互技术的音箱Echo,截至目前销量已达近千万台。而在国内,京东联合科大讯飞推出了叮咚音箱,联想研制出联想智能音箱,阿里巴巴开发出天猫精灵,小米也有小米“小爱同学”音箱,喜马拉雅FM推出了小雅AI音箱。
“物联网和智能设备一直没有很好的应用,一台洗衣机加个摄像头变成所谓的智能洗衣机,这当然没人买。但是Echo能有这么大的销量说明这的确是用户的真实需求,也给了行业很多信心。有问题的不是市场需求,而是应用产品。”猎豹移动旗下公司猎户星空科学家闵可锐说。
根据艾媒咨询《2017上半年中国智能音箱市场专题研究报告》,2016年中国智能音箱销售规模为1.36亿元,预计2017年将达到2.01亿元,增长率为47.8%,而到2020年,智能音箱销售规模将超过10亿元。
猎户星空也想从技术角度切入分一杯羹。闵可锐说,围绕语音交互,猎户星空打造了一整套的技术,包括从前端信号处理到唤醒、语音识别到自然语言处理再到语音合成。
“我们的主要业务分别围绕语音、视觉和硬件展开,喜马拉雅的小雅AI音箱使用的就是这一整套技术,小米AI音箱、小米电视等都使用了猎户星空的语音合成以及远场语音识别技术。”闵可锐告诉我们。他认为,随着深度学习技术的发展,如今人脸识别和语音识别技术,都能相互打通。
目前,生物识别技术在生活方面主要有三大应用方向:1、作为刑侦鉴定的重要手段;2、满足企业安全、管理上的需求(例如物理门禁、逻辑门禁、考勤、巡更等系统,已经全面引入生物识别技术);3、自助式政府服务、出入境管理,金融服务、电子商务,信息安全(个人隐私保护)方面。
生物识别应用之发展潜力和背景,在现阶段的中国,主要体现在以下几个方面:首先,巨大的人口基数,以及越来越频繁的流动性。这其中不论静态管理还是动态控制,身份识别当然是首要因素。其次,经济化背景下,中国产生的数量庞大、规模超凡的世界工厂的安全和管理,亦是生物识别的用武之地。另外,经济化带来更直接的影响,是频繁的个人身份认证的需求。再次,电子商务和电子政务的演变和普及中生物识别,是现阶段及可预见的将来佳的解决方案
在所有的技术中,现阶段更受瞩目的并迅速发展是人脸识别。它目前主要有三种应用模式:1、是人脸识别监控,即将需要重点关注的人员照片存放在系统中,当此类人员出现在监控设备覆盖的范围中时系统将报警提示。此种模式主要应用在奥运通道安检、地铁等需要实时预警的地点。2、人脸识别比对检索,即利用特定对象的照片与已知人员照片库进行比对,进而确定其身份信息。能够解决传统人工方式工作量巨大、速度慢、效率低等问题,可应用在网络照片检索、身份识别等环境。适合于机场等人员流动大的公众场所,但需要大型数据库的支持。3、身份确认,即确认监控设备和照片中的人是否是同一人。可广泛应用于需要身份认证的场所,如自助通关、银行金库、门禁以及需要实行实名制管理的业务,如银行业务等。
据悉2008年北京奥运会将全面运用人脸识别系统人群中快速辨认和甄别*和其他可能引发*的人员,以防止其进入相关的敏感区域。
在生物特征识别领域近些年的发展中,上虽然制定了一些标准,但远不够完善。鉴于我国目的技术在上也属于水平,因此在现阶段我们有必要抓紧制定国内标准,掌握主动权。在可预见的将来,我们有理由对自己有信心,对我们所在的生物特征识别领域有信心!中国在这一方面必将取得喜人的成就!(原标题:生物识别:从理想走入现实666)