關(guān)注生物識(shí)別技術(shù)：從實(shí)驗(yàn)室走向公眾

　　今年春運(yùn)期間，西安北站旅客在工作人員幫助下通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)檢票進(jìn)站。

　　廠商演示帶有虹膜識(shí)別功能的智能手機(jī)。圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

　　他或她的年齡有多大?手機(jī)拍一拍就知道。曾有一款根據(jù)人臉特征來(lái)測(cè)試年齡的小游戲刷爆了朋友圈。這款游戲應(yīng)用之所以能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)年齡、性別等信息，在于嵌入了人臉識(shí)別技術(shù)，而該技術(shù)的功能遠(yuǎn)不止于此。

　　人臉識(shí)別技術(shù)屬于生物特征識(shí)別(以下簡(jiǎn)稱生物識(shí)別)技術(shù)的一種。近年來(lái)，以人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別為代表的生物識(shí)別技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向公眾，升級(jí)人們的“密碼”，將讓我們的生活更便捷、更安全。

　　什么是生物識(shí)別

　　每個(gè)人都有獨(dú)一無(wú)二的虹膜紋理，并且終身保持不變

　　生物識(shí)別，簡(jiǎn)單說(shuō)就是一種利用人的生理(指紋、人臉等)或行為特征(聲音、步態(tài)等)來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份認(rèn)定的方式。通常，人體生物特征具有隨身攜帶和難以偽造的優(yōu)點(diǎn)，在安全保密、便捷識(shí)別上有優(yōu)勢(shì)。

　　常見(jiàn)的生物識(shí)別方式是指紋識(shí)別，但指紋容易留下痕跡被他人復(fù)制，而且對(duì)手指的清潔度、干燥度要求較高。隨著萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的來(lái)臨，數(shù)據(jù)安全和信息隱私越來(lái)越重要，人們需要更安全、有效的身份認(rèn)證“密碼”。

　　人臉識(shí)別是目前應(yīng)用較為成熟的生物識(shí)別技術(shù)。由于每個(gè)人的五官、面部特征具有差異性，這使利用這些特征來(lái)鑒定個(gè)人身份成為可能。全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)生物特征識(shí)別分委會(huì)專家委員、北京曠視科技有限公司市場(chǎng)總監(jiān)張?chǎng)握f(shuō)，人臉的生理特征可以轉(zhuǎn)化為被計(jì)算機(jī)識(shí)別的數(shù)據(jù)信息。人臉識(shí)別技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，首先是在圖像或視頻中檢測(cè)到人臉，再對(duì)目標(biāo)面部特征的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行定位，提取特征并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。有了這些數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)就能分析人臉屬性，讀懂人臉。

　　“人臉識(shí)別技術(shù)的提升受益于人工智能相關(guān)理論的應(yīng)用與發(fā)展。當(dāng)前，主流的人臉識(shí)別技術(shù)主要結(jié)合了深度學(xué)習(xí)算法，機(jī)器 看 人臉越多，訓(xùn)練數(shù)據(jù)越多，理解越深，它對(duì)人臉的判斷就越準(zhǔn)確、越迅速?！睆?chǎng)握f(shuō)。

　　虹膜識(shí)別是另一種被產(chǎn)業(yè)界看好的生物識(shí)別技術(shù)。虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀區(qū)域，其中包含很多相互交錯(cuò)的斑點(diǎn)、細(xì)絲、冠狀、隱窩等細(xì)節(jié)特征。中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所研究員孫哲南說(shuō)，虹膜識(shí)別技術(shù)通過(guò)對(duì)比虹膜圖像特征之間的相似性來(lái)確認(rèn)人員身份，其核心步驟是使用模式識(shí)別、圖像處理等方法對(duì)人的虹膜特征進(jìn)行描述得到數(shù)據(jù)值，同時(shí)，將獲取的虹膜數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)的虹膜信息進(jìn)行匹配和分類，就能達(dá)到確認(rèn)人員身份的目的。

　　國(guó)際生物特征識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)委員、中科虹霸副總經(jīng)理何召鋒說(shuō)，虹膜作為身份識(shí)別有許多優(yōu)勢(shì)。首先，虹膜識(shí)別安全性高。每個(gè)人都有獨(dú)一無(wú)二的虹膜紋理，即便是同一人的左右眼或者同卵雙胞胎，其虹膜紋理也有顯著差異。其次，虹膜紋理在胚胎發(fā)育的第三個(gè)月到第八月就形成，并且終身保持不變，穩(wěn)定性好。此外，采集虹膜圖像不用接觸，方便易用。

　　和人臉識(shí)別技術(shù)一樣，虹膜識(shí)別技術(shù)突破也得益于人工智能的發(fā)展。孫哲南說(shuō)，近幾年來(lái)生物識(shí)別技術(shù)的爆發(fā)，并非單單是識(shí)別技術(shù)本身所推動(dòng)的，它是社會(huì)信息化發(fā)展到一定程度的必然結(jié)果。比如，智能終端的發(fā)展讓虹膜數(shù)據(jù)采集更方便，而大數(shù)據(jù)分析方法又提升了數(shù)據(jù)比對(duì)的精準(zhǔn)度，萬(wàn)物互聯(lián)以及隨之而來(lái)的對(duì)安全性的更高要求，讓生物識(shí)別技術(shù)有了用武之地。

　　中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所副研究員雷震說(shuō)，近年來(lái)，包括人臉識(shí)別在內(nèi)的識(shí)別技術(shù)提升，一是得益于新的芯片和新的算法帶來(lái)的計(jì)算能力的提升;二是手機(jī)等智能終端設(shè)備的普及讓大規(guī)模低成本的數(shù)據(jù)收集成為可能。

　　生物識(shí)別能干啥

　　商場(chǎng)購(gòu)物、銀行取錢……這些日常業(yè)務(wù)“刷臉”“刷眼”都可完成

　　當(dāng)前，人臉識(shí)別技術(shù)已走進(jìn)大眾視野。

　　清晨趕到辦公室，手捧滾燙咖啡，你是否會(huì)為無(wú)法騰出手去掏證件刷卡而發(fā)愁;晚上加班回到家門口，掏掏口袋，你是否會(huì)因?yàn)橥鼛Х块T鑰匙而郁悶。有了人臉識(shí)別系統(tǒng)，這一切擔(dān)心就不存在了，你只需要“刷臉”，門禁就能自動(dòng)解鎖，甚至還能根據(jù)你的心情送上合適的問(wèn)候語(yǔ)。

　　智能安防是生物識(shí)別技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。由于生物特征人各有異、終身不變等特點(diǎn)，讓其在安防監(jiān)測(cè)上能大展身手。比如，利用人臉識(shí)別技術(shù)，通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)控、以圖搜圖、人像比對(duì)等方式，不僅能了解誰(shuí)進(jìn)入了你的社區(qū)，還能幫助公安機(jī)關(guān)等完善安防體系。

　　張?chǎng)握f(shuō)，有很多在逃人員通過(guò)冒充他人的身份已經(jīng)把自己“漂白”了，人臉識(shí)別卻能夠“看出”這類人的真實(shí)身份，從而在海量人口中抽絲剝繭，精準(zhǔn)識(shí)別并報(bào)警。

　　在智能商業(yè)領(lǐng)域，生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用也逐漸在拓展?！暗姐y行開(kāi)戶必須拿著身份證來(lái)驗(yàn)證身份，不僅耽誤時(shí)間，也給一些行動(dòng)不便者帶來(lái)很多麻煩。有了人臉識(shí)別系統(tǒng)，在線上就能完成實(shí)名驗(yàn)證?！睆?chǎng)握f(shuō)。未來(lái)，當(dāng)金融、電信、政務(wù)服務(wù)、教育等傳統(tǒng)行業(yè)搬到線上時(shí)，實(shí)名制驗(yàn)證就越發(fā)重要。在這些領(lǐng)域，未來(lái)生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用有很大的想象空間。

　　智能手機(jī)普及是生物識(shí)別技術(shù)的重要推動(dòng)力?！八⒛槨薄八⒀邸贝孑斎朊艽a，可用于購(gòu)物、支付。中科虹霸總經(jīng)理助理支良說(shuō)，包括虹膜識(shí)別在內(nèi)的一些生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)成為智能手機(jī)一個(gè)重要的集成部分，提升了手機(jī)的安全性，實(shí)現(xiàn)解鎖、文件加密、支付安全等功能。

　　“商場(chǎng)購(gòu)物、去銀行取錢、乘高鐵坐飛機(jī)……各種日常業(yè)務(wù)， 刷臉 刷眼 都可能完成。甚至可能產(chǎn)生一個(gè)大規(guī)模的生物識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)，使用生物特征，你就能在全球范圍內(nèi)證明你的身份?！敝Я颊f(shuō)。

　　專家也表示，生物識(shí)別不會(huì)完全替代傳統(tǒng)身份鑒定技術(shù)，有些應(yīng)用將是密碼等傳統(tǒng)方式的輔助和補(bǔ)充。生物識(shí)別技術(shù)和傳統(tǒng)模式將取長(zhǎng)補(bǔ)短，人們可以針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景運(yùn)用最便于用戶使用、最有效率和安全的識(shí)別方式。

　　生物識(shí)別已經(jīng)來(lái)了

　　我國(guó)在算法上達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，在一些應(yīng)用上走在世界前列

　　雷震表示，單就生物識(shí)別技術(shù)理論來(lái)說(shuō)，我國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家是同步的，一些算法和模型也得到了國(guó)際認(rèn)可。不過(guò)，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在人工智能新概念、新方法上處于引領(lǐng)地位，我國(guó)更多的是跟隨式研究。我國(guó)指紋識(shí)別技術(shù)發(fā)展最早，人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別等熱門生物認(rèn)證則始于上世紀(jì)90年代中后期。

　　以人臉識(shí)別為例。曠視科技領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)曾多次在數(shù)個(gè)世界公開(kāi)算法競(jìng)賽中排名第一。中科虹霸團(tuán)隊(duì)也在連續(xù)兩屆國(guó)際虹膜識(shí)別算法大賽中贏得冠軍。

　　不過(guò)，張?chǎng)握J(rèn)為，生物識(shí)別技術(shù)看重的是實(shí)際應(yīng)用的性能?！艾F(xiàn)實(shí)中，遇到的人臉識(shí)別問(wèn)題遠(yuǎn)比競(jìng)賽復(fù)雜。我們?cè)谔幚韥喼奕巳四樀淖R(shí)別準(zhǔn)確率上更高，主要是因?yàn)槲覀冊(cè)谶@方面收集、訓(xùn)練的數(shù)據(jù)更多?！?/p>

　　何召鋒說(shuō)，亞洲人的虹膜是黑褐色的，虹膜花紋較少，相比歐美人花紋豐富的藍(lán)色虹膜識(shí)別難度更大。同時(shí)，中國(guó)人眼睛普遍受眼皮遮擋影響導(dǎo)致虹膜沒(méi)有完全露出來(lái)，且睫毛多向下彎曲進(jìn)一步加重了遮擋，這些都給算法提出了更高要求。他認(rèn)為，僅就算法而言，我國(guó)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

　　為應(yīng)對(duì)生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及巨大的應(yīng)用潛力，主要的互聯(lián)網(wǎng)公司近年來(lái)都加大了在這方面的布局。谷歌公司先后收購(gòu)了多家人臉識(shí)別公司，臉譜網(wǎng)收購(gòu)了以色列人臉識(shí)別技術(shù)公司，微軟、三星發(fā)力手機(jī)虹膜識(shí)別技術(shù)。在國(guó)內(nèi)，百度、騰訊、阿里巴巴也開(kāi)始了在生物識(shí)別領(lǐng)域的布局。業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì)，未來(lái)將有更多企業(yè)加入生物識(shí)別研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣中來(lái)。

　　張?chǎng)握f(shuō)，從人臉識(shí)別產(chǎn)業(yè)應(yīng)用來(lái)看，美國(guó)和以色列在動(dòng)態(tài)識(shí)別方面走在前列，而我國(guó)在很多方面應(yīng)用處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　大規(guī)模有效的數(shù)據(jù)是開(kāi)展應(yīng)用的基礎(chǔ)，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)則是行業(yè)發(fā)展的重要條件。張?chǎng)握f(shuō)，發(fā)達(dá)國(guó)家在標(biāo)準(zhǔn)化編制方面起步較早，而我國(guó)目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系還不夠完善、覆蓋面還有限，應(yīng)加緊組織力量做好標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

　　生物識(shí)別技術(shù)仍存在一些需要克服的難題

　　生物識(shí)別，路還很長(zhǎng)(延伸閱讀)

　　《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2017年02月27日 20 版)

　　生物識(shí)別技術(shù)未來(lái)有望成為智能化生活的“必需品”，但也要認(rèn)識(shí)到，這一技術(shù)目前仍存在一些需要克服的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題。在推進(jìn)生物識(shí)別技術(shù)的同時(shí)還應(yīng)注重保護(hù)隱私，不能讓本意是保護(hù)人們安全的技術(shù)反而讓人們沒(méi)有安全感。

　　人臉識(shí)別技術(shù)在很多領(lǐng)域的應(yīng)用很誘人，但專家指出其中也可能蘊(yùn)藏一定的風(fēng)險(xiǎn)。比如，當(dāng)前的人臉識(shí)別技術(shù)多數(shù)主要通過(guò)平面二維采集人臉并與五官相對(duì)位置進(jìn)行識(shí)別。實(shí)踐中可能出現(xiàn)以照片形式蒙騙識(shí)別機(jī)器的情況。人臉識(shí)別推廣應(yīng)用以來(lái)，不時(shí)有黑客借助照片，通過(guò)車站、機(jī)場(chǎng)等人臉識(shí)別系統(tǒng)的事件。這雖然和管理不善等人為因素有關(guān)系，但也說(shuō)明，某些場(chǎng)景下單純的技術(shù)應(yīng)用是不夠的，還需要結(jié)合與其相適應(yīng)的管理措施。

　　此外，不論是人臉識(shí)別還是虹膜識(shí)別，都受制于光線亮度和“觀看”對(duì)象的狀態(tài)。比如，如果光線不夠，或?qū)ο筇幱谶\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，識(shí)別能力就將大打折扣。中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所副研究員雷震認(rèn)為，生物識(shí)別技術(shù)遇到的此類問(wèn)題，會(huì)通過(guò)算法不斷改進(jìn)和機(jī)器學(xué)習(xí)能力增強(qiáng)而逐漸改善。

　　又如，虹膜有效成像的距離較窄，多數(shù)時(shí)候適合近距離對(duì)焦，限制了它的應(yīng)用場(chǎng)景。在實(shí)際運(yùn)用中，用戶的姿勢(shì)不對(duì)，就有可能采集不到清晰的虹膜。同時(shí)，當(dāng)前相比密碼、手勢(shì)等傳統(tǒng)識(shí)別方式，虹膜識(shí)別的成本高，因而只能在一些對(duì)安全性要求很高且價(jià)格不敏感的領(lǐng)域推廣。不過(guò)，虹膜識(shí)別相關(guān)公司正積極推動(dòng)該技術(shù)在智能手機(jī)上的應(yīng)用，希望搭建起從算法服務(wù)提供商到安全方案鏈條再到智能終端和應(yīng)用廠商的生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)生態(tài)鏈條的發(fā)展共同努力，降低成本。

　　人工智能離不開(kāi)數(shù)據(jù)，要提高識(shí)別性能，需要有足夠大規(guī)模的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)和支撐。大規(guī)模生物特征數(shù)據(jù)采集困難也影響了生物識(shí)別技術(shù)發(fā)展推廣的應(yīng)用。業(yè)界人士建議，希望政府部門在條件允許的情況下開(kāi)放、共享一部分?jǐn)?shù)據(jù)。