盘点应用最广泛的4类生物识别技术

2018-07-09编辑:鲁迪 关键字:生物识别  虹膜识别

根据美国咨询机构Transparency Market Research的预计,全球生物识别技术市场规模将从2015年的112.4亿美元,增长至2020年的233亿美元,复合年均增速为15.7%。生物识别市场正处在快速增长当中。

随着技术不断进步,各种密码认证方式推陈出新,从“用户名+密码”到“生物特征+活体检测”。生物识别技术是目前最为方便与安全的识别技术,根据美国咨询机构 Transparency Market Research的预计,全球生物识别技术市场规模将从2015年的112.4亿美元,增长至2020年的233亿美元,复合年均增速为15.7%。生物识别市场正处在快速增长当中。

  生物识别技术

  所谓生物识别技术就是,通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性,(如指纹、脸象、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。生物识别技术比传统的身份鉴定方法更具安全、保密和方便性。

  就生物识别本身来说,可以分为指纹识别、人脸识别、虹膜识别、掌静脉识别等。下面将其中应用最广泛的4种识别技术进行比较介绍。

  指纹识别

  顾名思义,指纹识别就是通过识别手指纹路确认身份。目前,指纹识别是使用最为广泛的安全认证方式,在公共场所,工作或者通关入境都可以选择指纹认证。

  智能硬件兴起之后,包括智能手机在内的很多个人验证方式也都选择了指纹识别。从技术角度来说,指纹识别主要分为三种:电容式、光学式和超声波式。因为超声波式识别技术不成熟,手机所搭载的指纹识别芯片大多数是电容式指纹传感器。通过表层镜面采集到指纹之后,对采集的指纹进行质量评估,与指纹库中的样本进行比对,最终确定信息。

  指纹识别虽然应用广泛但是也存在一定的弊端,因为触摸式的验证方式对于环境要求非常高,对手指的湿度和清洁度都有要求,指纹磨损也会造成不能识别的后果;另外某些人可能天生没有指纹,或者指纹特征少,无法成像;最重要的是,指纹痕迹容易留存,存在被复制的可能性,安全性降低。

  虹膜识别

  对于很多人来说,虹膜识别还是一个新鲜名词。而让虹膜识别快速普及走走入人们生活的神助攻非智能手机莫属。富士通设计制造的ARROWS NX F-04G号称是全球首款量产的具备虹膜识别技术的智能手机,而三星则在Note7及之后的高端旗舰机中采用了虹膜识别。目前,多款国产手机也具备了该功能。

  事实上,虹膜识别是“陈酒装新瓶”。相较于指纹识别,虹膜识别概念的诞生只晚了五年,距今已有133年。虹膜识别技术通过人体独一无二眼睛虹膜的特征来识别身份,虹膜特征匹配的准确性甚至超过了DNA匹配。这种技术在生物测定行业已经被广泛认为是目前精确度、稳定性、可升级性最高的身份识别系统。

  虹膜识别特征在出生之前就以随机组合的方式确定了下来,一旦形成终生不变。虽然虹膜识别的准确性是各种生物识别中较高的,但是相较于其它生物识别硬件,虹膜识别硬件造价高,大范围推广困难;镜头可能产生图像畸变而使可靠性降低;一个自动虹膜识别系统包含硬件和软件两大模块,虹膜图像获取装置和虹膜识别算法。分别对应于图像获取和模式匹配这两个基本问题,达到大面积商用还有很多技术难关需要攻克。

  面部识别

  人脸识别融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体,利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点,利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型,即人脸特征模板。利用已建成的人脸特征模板与被测者的面像进行特征分析,根据分析的结果来给出一个相似值。通过这个值即可确定是否为同一人。

  与指纹识别相较来看,人脸识别所使用的数据量更多,从而更加精确。而且与指纹需要接触不同,人脸隔空识别,除了特定事项的认证,不要求验证者的注意力。这也是为什么在明星演唱会上可以发现犯罪嫌疑人的原因,在图像识别上,可以自动抓取验证,这是接触式识别所不具备的能力。但据外媒报道,奥兰多市与奥兰多警察局于当地时间6月25日发布声明称,已于上周停止使用亚马逊深度学习人脸识别技术——Rekognition,双方从去年12月份开始为期6个月的合同已经到期,目前不再续约。

  面部识别中,相似性不同个体之间的区别不大,所有的面部的结构都相似,甚至面部器官的结构外形都很相似。这样的特点对于利用面部进行定位是有利的,但是对于利用面部区分人类个体是不利的;易变性面部的外形很不稳定,人可以通过脸部的变化产生很多表情,而在不同观察角度,面部的视觉图像也相差很大,另外,面部识别还受光照条件(例如白天和夜晚,室内和室外等)、面部的很多遮盖物(例如口罩、墨镜、头发、胡须等)、年龄等多方面因素的影响。

  静脉识别

  主要是利用静脉血管的结构来进行身份识别。由于静脉纹络包含大量的特征信息,可以作为验证的对象。掌静脉识别的原理是利用静脉血管与肌肉、骨骸之间对特定波长红外光不同的吸收特性来进行造影,形成独一无二的脉络图像。

  目前以掌静脉识别技术(手脉识别)技术为载体,可以对旅游,民生,商业,社区,交通等各大领域需求做出智能响应。参考消息网6月23日报道在中国,使用人脸和静脉识别等尖端IT技术的“智能自动售货机”已经呈现普及的趋势。客户将手掌掌心靠近机器上的对应标识,柜门就自动打开了。这就是使用静脉识别技术的智能自动售货机。报道称,这种智能自动售货机与智能手机结算系统支付宝建立了合作。在确认静脉信息是本人后,设备上安装的多个摄像头将检测到顾客取走的是哪些商品,然后在关上柜门的同时通过支付宝完成结算。顾客甚至不需要从包中取出手机。

  参考消息报道中提及的掌静脉识别技术正是由上海一家人工智能企业深兰科技研发提供。掌静脉识别技术(手脉识别)作为目前最为方便与安全的识别技术,通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术,根据血液中的血红素有吸收红外线光的特质,将获取到的手脉图像进行数字处理,并使用复杂的算法从数据库中进行匹配,从而对个人进行身份鉴定,确认身份。掌静脉识别拥有生物识别技术的所有优点,唯一性,安全性和便利性。相比于外生物识别(指纹,面部等)安全和可靠级别高百倍。

  除在智慧零售领域的应用外,深兰科技成熟的掌静脉生物识别技术在汽车、门禁等多个领域也已达到商用程度。开车不需要带钥匙,扫手开门;进入办公区域,扫手开门;它已取代繁琐的密码,复杂的证件,让人本身成为安全无缝的世界的核心。不过与虹膜识别技术一样,手脉识别硬件造价较高,但是随着技术的发展和产业的不断升级,硬件造价有望进一步降低,并达到大规模普及。

  总结

  随着物联网时代的到来,生物识别将拥有更为广阔的市场前景。目前应用最广泛的4种生物识别技术在实际应用上难免还存在一些问题。相比较而言,掌静脉识别技术(手脉识别)使用方便,具有唯一性,误识率低,不易获取,不易丢失,在普通场景到安全等级要求较高的应用场景的使用上均有明显优势。笔者相信,在不远的未来,手脉识别技术将会给我们的生活带来更多可能性;涉及生活方方面面,各个领域,我们拭目以待。


关键字:生物识别  虹膜识别

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