AI智慧，這6種生物識(shí)別技術(shù)正在改變我們的生活！
在當(dāng)前人工智能技術(shù)的快速發(fā)展下，作為其領(lǐng)域分支下的生物識(shí)別技術(shù)加速布局，各行業(yè)的有效化應(yīng)用正在潛移默化的改變我們的生活。

生物識(shí)別技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性和行為特征來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定的智能化技術(shù)。

當(dāng)前，生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用日益廣泛。無(wú)論是智能手機(jī)，還是金融支付、機(jī)場(chǎng)通關(guān)，生物識(shí)別都在以驚人的速度普及，升級(jí)著各種“解鎖”姿勢(shì)，正給我們的生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大改變。

生活中的生物識(shí)別技術(shù)

當(dāng)前，在我們生活中常見(jiàn)的生物識(shí)別技術(shù)主要有6種，即指紋識(shí)別、聲紋識(shí)別、視網(wǎng)膜識(shí)別、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別等。以下對(duì)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用原理及相關(guān)優(yōu)點(diǎn)作簡(jiǎn)要分析。

指紋識(shí)別

指紋識(shí)別技術(shù)涉及圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、小波分析等眾多學(xué)科。由于每個(gè)人的指紋不同，就是同一人的十指之間，指紋也有明顯區(qū)別，因此指紋常用于身份鑒定。

指紋識(shí)別技術(shù)通常使用指紋的總體特征如紋形、三角點(diǎn)等來(lái)進(jìn)行分類，再用局部特征如位置和方向等來(lái)進(jìn)行用戶身份識(shí)別。

通常，首先從獲取的指紋圖像上找到“特征點(diǎn)”（minuTIae），然后根據(jù)特征點(diǎn)的特性建立用戶活體指紋的數(shù)字表示——指紋特征數(shù)據(jù)（一種單向的轉(zhuǎn)換，可以從指紋圖像轉(zhuǎn)換成特征數(shù)據(jù)但不能從特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為指紋圖像）。

由于兩枚不同的指紋不會(huì)產(chǎn)生相同的特征數(shù)據(jù)，所以通過(guò)對(duì)所采集到的指紋圖像的特征數(shù)據(jù)和存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋特征數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，計(jì)算出它們的相似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果，根據(jù)匹配結(jié)果來(lái)鑒別用戶身份。

指紋識(shí)別技術(shù)是目前最方便、可靠、非侵害和價(jià)格便宜的生物識(shí)別技術(shù)解決方案，市場(chǎng)應(yīng)用有著很大的潛力。同時(shí)，指紋識(shí)別技術(shù)具備以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

指紋是人體獨(dú)一無(wú)二的特征，并且它們的復(fù)雜度足以提供用于鑒別的足夠特征；掃描指紋的速度很快，使用非常方便；指紋采集頭可以更加小型化，并且價(jià)格會(huì)更加低廉。

聲紋識(shí)別

聲紋識(shí)別，也稱為說(shuō)話人識(shí)別，即說(shuō)話人辨認(rèn)和說(shuō)話人確認(rèn)。不同的任務(wù)和應(yīng)用會(huì)使用不同的聲紋識(shí)別技術(shù)，如縮小刑偵范圍時(shí)可能需要辨認(rèn)技術(shù)，而銀行交易時(shí)則需要確認(rèn)技術(shù)。聲紋識(shí)別就是把聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再用計(jì)算機(jī)進(jìn)行識(shí)別。

每個(gè)人的語(yǔ)音聲學(xué)特征既有相對(duì)穩(wěn)定性，又有變異性，不是絕對(duì)的、一成不變的。

這種變異可來(lái)自生理、病理、心理、模擬、偽裝，也與環(huán)境干擾有關(guān)。盡管如此，由于每個(gè)人的發(fā)音器官都不盡相同，因此在一般情況下，人們?nèi)阅軈^(qū)別不同的人的聲音或判斷是否是同一人的聲音。

與其他生物特征相比，聲紋識(shí)別的應(yīng)用有一些特殊的優(yōu)勢(shì)：

蘊(yùn)含聲紋特征的語(yǔ)音獲取方便、自然，聲紋提取可在不知不覺(jué)中完成，因此使用者的接受程度也高；獲取語(yǔ)音的識(shí)別成本低廉，使用簡(jiǎn)單，一個(gè)麥克風(fēng)即可，在使用通訊設(shè)備時(shí)更無(wú)需額外的錄音設(shè)備；適合遠(yuǎn)程身份確認(rèn)，只需要一個(gè)麥克風(fēng)或電話、手機(jī)就可以通過(guò)網(wǎng)路（通訊網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄；聲紋辨認(rèn)和確認(rèn)的算法復(fù)雜度低等。

這些優(yōu)勢(shì)使得聲紋識(shí)別的應(yīng)用越來(lái)越收到系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者和用戶青睞，聲紋識(shí)別的世界市場(chǎng)占有率15.8%，僅次于指紋和掌紋的生物特征識(shí)別，并有不斷上升的趨勢(shì)。

視網(wǎng)膜識(shí)別

視網(wǎng)膜是眼睛底部的血液細(xì)胞層。視網(wǎng)膜掃描是采用低密度的紅外線去捕捉視網(wǎng)膜的獨(dú)特特征，血液細(xì)胞的唯一模式就因此被捕捉下來(lái)。

視網(wǎng)膜是一些位于眼球后部十分細(xì)小的神經(jīng)（一英寸的 1/50），它是人眼感受光線并將信息通過(guò)視神經(jīng)傳給大腦的重要器官，它同膠片的功能有些類似，用于生物識(shí)別的血管分布在神經(jīng)視網(wǎng)膜周圍，即視網(wǎng)膜四層細(xì)胞的最遠(yuǎn)處。

視網(wǎng)膜是一種極其固定的生物特征，因?yàn)樗?ldquo;隱藏“的，故而不可能磨損，老化或是為疾病影響。使用者不需要和設(shè)備進(jìn)行直接的接觸，是一個(gè)最難欺騙的系統(tǒng)因?yàn)橐暰W(wǎng)膜是不可見(jiàn)的，故而不會(huì)被偽造。

虹膜識(shí)別

在當(dāng)今世界，虹膜識(shí)別仍被公認(rèn)為是識(shí)別精度最高的生物識(shí)別系統(tǒng)。虹膜識(shí)別技術(shù)通過(guò)人體獨(dú)一無(wú)二眼睛虹膜的特征來(lái)識(shí)別身份，虹膜特征匹配的準(zhǔn)確性甚至超過(guò)了DNA匹配。

這種技術(shù)在生物測(cè)定行業(yè)已經(jīng)被廣泛認(rèn)為是目前精確度、穩(wěn)定性、可升級(jí)性最高的身份識(shí)別系統(tǒng)。

基于虹膜識(shí)別技術(shù)，使用人和管理者可根據(jù)自身喜好、需要或場(chǎng)合的不同，設(shè)定不同的安裝及運(yùn)行方式。比如在大堂等公共場(chǎng)所，可以只采用輸入密碼的方式，但在重要場(chǎng)合，則禁止使用密碼，只采用虹膜識(shí)別方式，當(dāng)然也可以兩種方式同時(shí)使用。

當(dāng)前虹膜識(shí)別技術(shù)在煤礦、銀行、監(jiān)獄、門禁、社保、醫(yī)療等多種行業(yè)被廣泛應(yīng)用。

人臉識(shí)別

人臉識(shí)別技術(shù)中被廣泛采用的區(qū)域特征分析算法，它融合了計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)與生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理于一體，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)從視頻中提取人像特征點(diǎn)，利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理進(jìn)行分析建立數(shù)學(xué)模型，即人臉特征模板。

利用已建成的人臉特征模板與被測(cè)者的面像進(jìn)行特征分析，根據(jù)分析的結(jié)果來(lái)給出一個(gè)相似值，通過(guò)這個(gè)值即可確定是否為同一人。

人臉識(shí)別作為一種新興的生物特征識(shí)別技術(shù)（Biometrics），與虹膜識(shí)別、指紋掃描、掌形掃描等技術(shù)相比，人臉識(shí)別技術(shù)在應(yīng)用方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)：

使用方便，用戶接受度高人臉識(shí)別技術(shù)使用通用的攝像機(jī)作為識(shí)別信息獲取裝置，以非接觸的方式在識(shí)別對(duì)象未察覺(jué)的情況下完成識(shí)別過(guò)程。

識(shí)別精確度高，速度快與其它生物識(shí)別技術(shù)相比，人臉識(shí)別技術(shù)的識(shí)別精度處于較高的水平，誤識(shí)率、拒認(rèn)率較低。不易仿冒在安全性要求高的應(yīng)用場(chǎng)合，人臉識(shí)別技術(shù)要求識(shí)別對(duì)象必須親臨識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)，他人難以仿冒。

概括地說(shuō)，人臉識(shí)別技術(shù)是一種高精度、易于使用、穩(wěn)定性高、難仿冒、性價(jià)比高的生物特征識(shí)別技術(shù)，具有極其廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

靜脈識(shí)別

靜脈識(shí)別技術(shù)主要是利用靜脈血管的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別。由于靜脈紋絡(luò)包含大量的特征信息，可以作為驗(yàn)證的對(duì)象。

手掌靜脈識(shí)別的原理也是利用靜脈血管與肌肉、骨骸之間對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光不同的吸收特性來(lái)進(jìn)行靜脈血管造影。與手掌靜脈識(shí)別的原理相同。由于手掌較厚，紅外光通常無(wú)法進(jìn)行透射，因而只能采用反射造影法。

紅外光照射在手背上，有靜脈的部位吸收紅外光反射暗淡，肌肉與骨路部位反射強(qiáng)烈，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)靜脈的造影。

靜脈識(shí)別技術(shù)作為生物識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域中的重要組成部分，其應(yīng)用具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)性：

靜脈識(shí)別屬于內(nèi)牛理特征，不會(huì)磨損，較難偽造，具有很高安全性；血管特征通常更明顯，容易辨識(shí)，抗干擾性好；還可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，衛(wèi)生性好，易于為用戶接受；不易受手表面?zhèn)刍蛴臀鄣挠绊憽?/p>

當(dāng)前，相對(duì)其他生物識(shí)別技術(shù)來(lái)說(shuō)，靜脈識(shí)別技術(shù)應(yīng)用程度較低，相信在以后的發(fā)展中，將有更加廣闊的發(fā)展空間和前景。

生物識(shí)別不斷突破，仍有障礙

目前，生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，尤其是人臉識(shí)別技術(shù)和虹膜識(shí)別技術(shù)不斷出現(xiàn)新突破。

在人臉識(shí)別方面，國(guó)內(nèi)已有眾多廠商做到了超過(guò)99%的準(zhǔn)確率。在國(guó)際權(quán)威人臉識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)LFW最新的排名上，國(guó)內(nèi)的人臉識(shí)別廠商大華股份達(dá)到99.78%，騰訊和平安科技均達(dá)到了99.8%的準(zhǔn)確率，技術(shù)上的進(jìn)步有望推動(dòng)生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步普及。

在虹膜識(shí)別方面，虹膜的身份識(shí)別解決方案領(lǐng)域相關(guān)公司已經(jīng)推出在60厘米范圍內(nèi)驗(yàn)證身份的新技術(shù)。該技術(shù)可安裝在智能手機(jī)和移動(dòng)設(shè)備以及汽車、醫(yī)療保健和其它網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用中。

但從技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用情況來(lái)看，生物識(shí)別技術(shù)仍存在一些需要克服的技術(shù)難題，能否解決現(xiàn)有技術(shù)瓶頸成為生物識(shí)別行業(yè)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

比如，在目前主流生物識(shí)別技術(shù)中，指紋識(shí)別技術(shù)相對(duì)成熟，應(yīng)用比較廣泛，但卻較容易被復(fù)制;人臉特征并不是一成不變的，而且采集圖像的過(guò)程中易受到光線等因素的影響;虹膜能成像的距離很窄，如果用戶的姿勢(shì)稍有不對(duì)，就有可能采集不到清晰的虹膜，同時(shí)識(shí)別距離遠(yuǎn)近、復(fù)雜光線環(huán)境、睫毛遮擋、異形瞳孔等問(wèn)題也影響虹膜識(shí)別的精準(zhǔn)度。

總體來(lái)看，生物識(shí)別技術(shù)還將從技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景等方向不斷創(chuàng)新突破，方能實(shí)現(xiàn)更廣域的應(yīng)用。

生物識(shí)別技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著各種生物特征識(shí)別技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，在全球信息化、網(wǎng)絡(luò)化的大背景下，生物特征識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用面會(huì)越來(lái)越廣，深度會(huì)不斷深入，并將呈現(xiàn)三個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

首先，生物特征識(shí)別解決了人類社會(huì)日常生活中一個(gè)基本的身份識(shí)別問(wèn)題，今后，這種身份認(rèn)證的結(jié)果會(huì)越來(lái)越多地和各種行業(yè)應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)得以信息共享，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是“身份識(shí)別物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展趨勢(shì)。

其次，各種生物特征識(shí)別技術(shù)有各自的優(yōu)點(diǎn)，也有各自的短處，對(duì)于一些安全性要求較高的特殊行業(yè)應(yīng)用，就需要幾種生物特征識(shí)別技術(shù)的融合應(yīng)用，以進(jìn)一步提高身份識(shí)別的整體安全性。

最后，人臉識(shí)別技術(shù)作為一種最晚走向大規(guī)模商用的生物特征識(shí)別技術(shù)，近年來(lái)發(fā)展速度很快，除了在傳統(tǒng)的應(yīng)用市場(chǎng)不斷擴(kuò)大自己的市場(chǎng)份額外，在一些非傳統(tǒng)的應(yīng)用市場(chǎng)，也將顯示出良好的跨界應(yīng)用的市場(chǎng)前景。

而隨著生物識(shí)別行業(yè)進(jìn)入成熟期，在未來(lái)發(fā)展中，生物識(shí)別技術(shù)將在政府、軍隊(duì)、金融、電信、信息、制造、教育等多個(gè)行業(yè)都開(kāi)始呈現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用生物識(shí)別技術(shù)的前景；以PC和手機(jī)為代表的個(gè)人應(yīng)用也呈現(xiàn)極為美好的前景。同時(shí)生物識(shí)別技術(shù)也將為人們生活帶來(lái)更加便利場(chǎng)景化應(yīng)用。