用身體密碼辨別你

健康中國health.china.com.cn　時間： 2013-12-11 　 來源： 光明網

　　你是誰？在一般人眼中，身份證、戶口簿、銀行卡……這些包含著身份、住址、財産的證件是識別你的標簽。而在生物識別專家看來，這些資訊乃“身”外之物，存在被複製、偽造的可能，有時候並不那麼靠譜。真正獨一無二的專屬密碼，存在於每個人的身體上，例如指紋、虹膜、人臉、聲音……通過對它們的採集和識別，就能識別這個世界上唯一的你。

　　最近《科學》雜誌在目錄頁的首要位置，以圖片導讀的方式刊載了一篇題為《中國聚焦生物特徵識別》的文章。文章報道了中國科技工作者在生物識別領域取得領先進展，以及在實際應用中取得的顯著效果。

　　虹膜識別、人臉識別，這些上世紀80年代只存在於007電影和科幻小説裏的場景，如今正在中國人的日常生活中大顯身手。

　　１

　　“瞅”一眼就能認出你

　　虹膜識別技術，已在礦山安全生産、監獄犯人管理、銀行金庫門禁等眾多領域實現應用

　　在中科院自動化研究所裏，站在一個如真人般高的虹膜識別器前，記者親身體驗了一把虹膜“打卡”：摘下眼鏡，將雙眼對準螢幕，機器就記下了虹膜特徵密碼，就完成了註冊環節；在此後的識別環節，無需再摘下眼鏡，只要對準螢幕一瞅，不到一秒，機器就完成了比對識別，記者的身份資訊與“上班”時間立即顯示在螢幕上。

　　這一虹膜識別技術，目前已經在我國煤礦工人考勤、監獄犯人管理、銀行金庫門禁、邊境安檢通關、軍隊安保系統、考生身份驗證等領域實現應用。而中科院自主研發的虹膜識別産品則已被20多個省市的近百萬用戶註冊使用，每天完成幾十億次虹膜比對，佔據了國內虹膜識別市場70%的份額。

　　打破國外早期的技術封鎖和産品壟斷，創建具有完全自主智慧財産權的虹膜識別産品——為實現這個目標，中科院自動化所的模式識別國家重點實驗室譚鐵牛研究員帶領他的課題組，潛心研究了10多年。

　　據課題組孫哲南副研究員介紹，他們一開始就看到了虹膜識別廣闊的應用前景。“這些位於瞳孔和虹膜之間的虹膜紋理受胚胎發育環境的隨機因素影響而形成獨一無二‘身份密碼’，虹膜在近紅外光照射時展現出斑駁起伏、明暗變化的細節特徵，並且虹膜特徵總體上終生不變。因此，虹膜識別具有精度高、安全可靠的獨特優勢。”

　　“1998年之前，我國虹膜識別領域是一片空白。1999年我們研製出了第一台接觸式樣機，這是從無到有。2004年我們用自己獨特的虹膜特徵表達方法，實現了更高精度的圖像採集提取與識別，這是從有到精的過程。” 馬力説。他是譚鐵牛培養的我國第一個虹膜識別方向的博士，如今已成為虹膜識別領軍企業——中科虹霸的總經理。

　　這個過程中，遇到的最大困難就是如何對虹膜特徵進行表達，這後來也成為課題組最引以為傲的創新。“我們將‘世界上萬事萬物都是相對的’這一哲學思想用在了研究中。”孫哲南説，課題組採用基於定序測量的虹膜圖像特徵表達方式。簡單來説，就是用0和1來標記虹膜上斑紋灰度的起與伏，通過不同區域的相對明暗關係來進行編碼、計算、比對、識別。“這種虹膜特徵表達理論比國際上傳統的方式更為高效靈活，更能反映虹膜圖像的本質特徵。”

　　目前，實驗室設計建立了目前國際上規模最大的共用虹膜圖像庫，已在100多個國家和地區的5000多個科研團隊推廣應用。“當我們跨過了採集和表達虹膜圖像資訊的門檻後，也願意為國際上其他學者提供數據資源，讓他們直接站在我們研究的基礎上，跨入虹膜識別研究的大門。”孫哲南説。

　　２

　　“刷臉”成為通行證

　　近紅外與可見光兩項技術結合，能同時抵禦普通照片和近紅外照片的攻擊，為人臉識別上了“雙保險”

　　網友們應該都還記得，2011年春節期間，一場“隨手拍解救被拐兒童”的微網志“打拐”行動引起了社會力量的廣泛參與。中科院自動化所李子青研究員帶領的生物識別與安全技術研究團隊，成為打拐中不可小覷的一股力量。

　　在打拐行動中，課題組研發的用手機等手持式終端的三網融合的人臉識別系統被應用，機動性強、隱蔽性較好。打拐志願者如果發現可疑的人，就可以隨手拍攝，並通過人臉識別軟體上傳照片到數據庫中；不出10秒，即可收到數據庫的反饋，從而決定是否需要報警處理。

　　其實，早在2005年，深圳—香港邊關就已經在通行關口安裝了人臉識別自助通關係統，用的就是這項人臉識別技術。此後，2008年北京奧運會又採用人臉識別電子票證系統。通過這一大型賽事，課題組改善了在可見光條件下的人臉識別，降低了光照強度對識別的影響。到了2010年，上海世博會採用課題組成功研發的嵌入式近紅外人臉識別系統，進行出入口控制。該系統通過機器主動提供近紅外光源，不僅有效解決了外界光照干擾，還能夠自然抵禦人臉照片和視頻的攻擊。

　　這項自主研發的近紅外光人臉識別技術，即是被《科學》雜誌在《中國聚焦生物特徵識別》一文詳細描述的突破之一，“解決了世界範圍內研究人員的棘手問題”。“目前，我們通過近紅外光和可見光結合的方式，能同時抵禦普通照片和近紅外照片的攻擊，等於為人臉識別上了雙保險。”李子青課題組的助理研究員雷震告訴記者。

　　此外，《科學》雜誌聚焦的還有李子青課題組開發的“海量視頻分析研判系統（Vsearch）。”“如果使用這個系統，抓捕周克華這類狡猾的疑犯就不會耗費這麼多功夫了。”雷震説。如今街角路邊密布的攝像頭每天産生海量視頻，僅依靠人工監視和排查，有的任務幾乎不可能完成。如果使用Vsearch，輸入目標人、車的顏色、外觀等關鍵資訊，系統就能進行快速篩查，讓安防監控工作效率産生質的飛躍。現在，這一技術已經作為反恐的有效武器出口到國外。

　　３

　　從“人配合機器”到“機器配合人”

　　生物識別技術的廣泛應用，有望提高人們生活的安全系數，提升人與人的互信

　　“瞄準了就堅定走下去”，中科院自動化所為生物識別努力的團隊成員都憋著這麼一股勁兒，使他們走得更遠。

　　從近距離識別到遠距離識別，從對靜止的人識別到對運動的人進行識別，然後發展到針對大量人群的識別，虹膜識別的課題組已經清晰描繪了研究路線圖。

　　“我們目前正在進一步研究非約束性人臉識別，比如人臉不配合的情況下，識別遠距離和不同姿態下的人臉。未來，還要挑戰人臉衰老給識別帶來的難題。生物識別方向應該是讓機器配合人，而不是人配合機器。”孫哲南説。

　　那麼，就讓我們暢想一下未來生物識別技術無孔不入的生活：鑰匙已無必要存在，只要你給一個眼神，家門就能為你打開；去銀行取款，無需帶卡，刷臉即可，也不必擔心賬號被盜；家中來了陌生人，視頻監控會立即發出報警聲；網上購物，只要看一下攝像頭，就能實現資金的支付和流動；登陸社交網路，可以瞬間找出同一張臉出現在網路好友圈中的所有照片；超市老闆根據人臉分析結果，就能統計當天光顧的客戶數量和年齡分佈，用以分析銷售情況，廣告商也能據此提供更為精準的定向廣告；想要進行盜竊等犯罪活動的人也得好好掂量掂量，不存在偽造身份的可能，還有無處不在的攝像頭能快速“揪出”壞分子……

　　“生物識別技術在社會中的廣泛應用，能夠全面提高人們生活的安全系數，實質上也能提升人與人互信的基礎。”孫哲南認為，這些獨一無二的身體密碼的實際應用，最終會改變人們生活與交往的原貌。