近期美國專利與商標局公布了亞馬遜最新專利申請，一種非接觸式掃描系統(tǒng)，可通過掃描手掌特征（包括掌紋和靜脈）來識用戶身份。

目前，亞馬遜公司已獲得了“非接觸式掃描系統(tǒng)”的專利，并將其手掌識別技術(shù)代號確定為Orville。

同時，該系統(tǒng)已經(jīng)在美國whole foods商超、Amazon Go便利店進行測試，在進入商店時顧客需要掃描手掌，結(jié)束購物時在配備掃描儀的收銀機上再次掃描手掌來結(jié)賬。亞馬遜在其試運行的便利店打出了“No Line， Just Walk Out”（無需排隊結(jié)賬）標語。

手掌識別實現(xiàn)無感支付

“ Amazon Go”是由Amazon經(jīng)營的美國便利店連鎖店。在試運營該系統(tǒng)的Amazon Go便利店中，開始購物時顧客需要掃描手部以登記信息。隨后在購物的過程中店內(nèi)機器視覺系統(tǒng)會自動分辨顧客選擇的貨品類型和數(shù)量。

當需要結(jié)束購物時，顧客只需將想要購買的物品攜帶至掌紋掃描設(shè)備，并且在掃描儀附近揮手即可完成支付。在揮手掃描的同時，交易數(shù)據(jù)將被鏈接到顧客的銀行信息，整個支付過程可以在一秒之內(nèi)完成。

其中，亞馬遜手掌特征掃描系統(tǒng)包括了紅外光源、控制器和攝像機三部分。

掃描儀首先獲取一組經(jīng)過紅外偏振的原始圖像，專注于手掌外部特征，如線條、褶皺;再次獲取第二組偏振圖像時，則專注于手掌結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特征，如靜脈、骨骼、軟組織等。

原始圖像經(jīng)過初始處理，會提供包含手部的一組圖像。這些圖像均照度充足、正確合焦，并會以特定朝向、特定姿勢顯示手掌，并標示出是左手還是右手。

這組經(jīng)過篩選和校正的圖像集合中的圖像將被劃分為更小的子圖像。例如，描繪外部特征的圖像可以被分成15*15像素的子圖像或“補丁”。之后便可以使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定特征向量，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別子圖像中的特征。

經(jīng)過足夠的訓練，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)便可以接受子圖像作為輸入，產(chǎn)生特征向量——對應(yīng)原圖像中的一個或多個手掌特征。

優(yōu)勢

在亞馬遜的報告中，使用掌紋識別的獨特優(yōu)勢體現(xiàn)在其識別速度。目前，人臉識別、指紋識別等技術(shù)加持下的移動支付耗時處在秒級水平，而亞馬遜的掌紋識別技術(shù)則可以在僅僅300毫秒的時間內(nèi)驗證個人身份并完成支付。

同時，相比于傳統(tǒng)手部生物識別技術(shù)——指紋識別，掌紋識別不需要使用者將手放在掃描設(shè)備上，只需揮手掃描，無需接觸。

對于識別正確率而言，掌紋識別對比現(xiàn)在流行的人臉識別也具有相當大的優(yōu)勢。根據(jù)報道，這項技術(shù)的故障率在0.0001%左右，亞馬遜正在努力將這一故障率提高至0.000001%。

另外，現(xiàn)在流行的指紋識別、人臉識別等生物識別技術(shù)，都出現(xiàn)過安全性問題。例如指紋識別可以被指紋膜成功欺騙，未輔以強大活體檢測功能的人臉識別系統(tǒng)也可以被3D打印面具欺騙的情況。

因此，生物識別技術(shù)在應(yīng)用時都需要配合活體檢測或者疊加使用。而掌紋識別在初始階段即是雙重驗證——第一次獲取外部特征，第二次獲取內(nèi)部組織特征，在安全性上相對于其他生物識別技術(shù)有所提高。

暫時無法替代卡證系統(tǒng)

亞馬遜的專利申請指出，該系統(tǒng)準確，快速地識別用戶將提供的有效的信息，可以通過多種方式加以使用。例如，可以基于用戶身份來控制對材料處理設(shè)施（設(shè)施），辦公室（辦公），運輸設(shè)備、醫(yī)院、學校、酒店或其他場景的訪問權(quán)，而這些場景下目前多使用證卡系統(tǒng)。

但是，參照目前AmazonGo便利店中的情況而言，可以看出這樣的生物信息采集和比對方式受其自身特點的限制，系統(tǒng)難以小型化。對于亞馬遜描述的潛在使用場景：辦公室、運輸設(shè)備、醫(yī)院、學校來說，掌紋掃描設(shè)備依然需要被嵌入閘機等設(shè)備，因此整體設(shè)備的體積決定了其更適用于類似商超的出入口——出入口統(tǒng)一，并且出入行為不頻繁，而不適用于辦公室、教室、酒店房間、醫(yī)院科室等小型化，需頻繁出入的場景。

同時，參照生物識別技術(shù)中的指靜脈技術(shù)而言，掌紋中的靜脈、軟組織等結(jié)構(gòu)也有可能隨著年齡和生理狀態(tài)的改變而發(fā)生變化，作為生物識別的特征而言其永久性和唯一性也仍需長期應(yīng)用后的證實。

掌紋識別與人臉識別互不沖突

首先，在掌紋識別之前，亞馬遜并非沒有嘗試過開發(fā)生物識別技術(shù)。2016 年底，這家軟件巨頭發(fā)布了其人臉識別軟件Rekognition，并依附于亞馬遜最大業(yè)務(wù)——AWS 云服務(wù)業(yè)務(wù)對外輸出該技術(shù)，且當時公司就表示，俄勒岡州華盛頓縣警方已經(jīng)試點該技術(shù)指認嫌疑人。

而目前的掌紋識別技術(shù)，誕生之初就被用以服務(wù)其零售業(yè)務(wù)，提升顧客體驗，其目的更類似于亞馬遜曾經(jīng)大獲成功的“一鍵下單”功能——縮減購物流程，提升消費體驗。因此，兩種技術(shù)的出發(fā)點并不相同，相互獨立，不存在替代或革新的意圖。

其次，就人臉識別技術(shù)而言，其應(yīng)用在國外頗具爭議，被認為具有侵犯性。同時，其對于有色人種的人臉識別正確率會大幅降低，因此無法展開大規(guī)模應(yīng)用，舊金山的城市監(jiān)管會就曾禁止這一技術(shù)的使用。

但在國內(nèi)而言，不存在類似的政策和技術(shù)問題，因此人臉識別得以獲得大規(guī)模的應(yīng)用。在人臉識別大規(guī)模順利應(yīng)用的情況下，移動支付和安全防范領(lǐng)域并沒有引入新型生物識別技術(shù)的動機。

最后，亞馬遜目前已經(jīng)獲得了該技術(shù)的專利，而這項掌紋識別技術(shù)專利的目的是簡化商超零售購物流程，其后續(xù)的發(fā)展有可能類似亞馬遜過去的同性質(zhì)的過程專利“一鍵下單”軟件專利的情況——任何想在網(wǎng)上賣東西的人，都被禁止添加“一鍵下單”選項，除非他們愿意向亞馬遜支付專利費。

這種局面將直接導致該技術(shù)的私有化。而當前人臉識別獲得大規(guī)模應(yīng)用的一個重要原因是深度學習技術(shù)底層框架的開源，因而可以根據(jù)需求進行二次開發(fā)，這也使得人臉識別大規(guī)模應(yīng)用后仍在繼續(xù)發(fā)展，不斷延伸和衍生。

所以，掌紋識別與人臉識別的關(guān)系可以用移動操作系統(tǒng)領(lǐng)域iOS系統(tǒng)和安卓系統(tǒng)的關(guān)系來類比。掌紋識別技術(shù)因其封閉性，會獲得更好的安全性和使用體驗;人臉識別得益于框架開源，將擁有更多創(chuàng)新應(yīng)用和更大的應(yīng)用規(guī)模。

雖然兩者發(fā)展模式不盡相同，不存在直接沖突，但兩者同屬生物識別技術(shù)，因而存在競爭關(guān)系，而兩者間的競爭，也將促進生物識別技術(shù)的進一步發(fā)展。