當口罩變成日常,人臉還怎麼識別?

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文 | 特約觀察員 侯廣琦

編輯 | 崔硯冬

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特約觀察員侯廣琦

爲有效防禦新冠病毒傳播,一夜之間幾乎所有人都帶上了口罩,這給當前正火的人臉識別身份認證方式帶來了極大挑戰。

戴口罩情況下的人臉識別在衆多場景下面臨着識別精度的下降、拒識率的大幅度上升。爲了配合設備完成身份認證,大家不得不摘下口罩,摘下口罩則會增加感染機率,從而陷入可能的危險境地。

從這次戴口罩到對人臉識別的影響,我們不難看出人臉識別技術已經很難滿足現實的需求,究其原因,單項生物特徵識別技術存在明顯應用瓶頸,容易導致部分功能和體驗感的缺失。

多模態融合識別是生物特徵識別的必然趨勢

人臉作爲表徵身份的主要部位,不僅在戴口罩的情況下容易被大面積遮擋,而且還會因年齡、雙胞胎、環境影響、整容等因素導致精度和穩定性急劇下降,需要其它生物識別方式配合提升精準度。

虹膜作爲人體唯一外露的內在器官,其具有超高的識別精度。虹膜位於人體面部,可以與人臉同步成像,進而將虹膜識別和人臉識別完美結合,打造出兼具良好易用性和高度安全性的身份識別系統,實現複雜場景下大規模人羣的精準身份識別。

多模態生物特徵融合識別將成爲下一階段生物特徵識別的主要發展方向

早在2018年的全國生物特徵識別大會上,我做了遠距離虹膜人臉融合識別的主題報告,較早地從學術角度與產業角度兩個方面,全面闡述了多模態生物特徵融合識別的技術特點和產業前景。自動化研究所工作多年時間內,在譚鐵牛院士的啓發與指導下,逐漸明晰多模態生物特徵融合識別將成爲身份識別的未來主要發展方向。

爲什麼說多模態融合識別是必然趨勢呢?多模態融合生物識別不僅可以提升識別精準度和便利性,還可以在一定程度提升生物識別技術的場景適應性和隱私安全性,能夠突破單模態的侷限性,是發展通用人工智能乃至強人工智能的必經之路。

我所提到的多模態並不是單模態的簡單疊加或組合替代,而是基於數據融合的算法融合,並依託平臺決策和場景業務流程爲指導,最終達到高精度、高可靠性的識別性能,突破了單模態生物識別的應用瓶頸。我也堅信,多模態傳感數據融合技術和人工智能融合身份識別技術將成爲未來生物特徵識別領域發展的兩個關鍵技術。

多模態融合產品場景落地全面開花,市場推廣初見成效

過去的一段時間,我們的虹膜人臉融合識別產品應用在市場側得到了很好的驗證。拿此次疫情來說,虹星科技推出的虹膜識別測溫門禁產品及系統解決方案採用了虹膜+人臉混合認證的模式集合紅外測溫功能,無懼口罩護目鏡,用眼睛解鎖,實現非接觸式、智能化快速識別和測溫,廣泛應用在醫院、公安、教育、社區、園區等場景。

虹膜識別測溫門禁產品是我們衆多多模態融合產品的一種,公司正在研發和部署新的產品形態,以心率檢測爲例,將來我們可以在通關場景下通過心率檢測排查出可疑人員,通過虹膜識別進一步確定人員身份。

遠距離虹膜人臉融合識別:大規模人羣下身份精準識別的最佳選擇

虹膜識別:解決了人羣中你是誰的問題

虹膜作爲人體最獨特結構之一,位於人眼瞳孔和鞏膜間的圓環狀部分,在紅外光下,會呈現出豐富穩定的細節特徵。虹膜自胎兒發育階段形成後直至死亡幾乎終生不變,不因外部干擾而磨損變化,具有極強的唯一性、穩定性、生物活性和防僞性等特點,被認爲是除DNA外“最可靠的生物特徵”。

相比較之下,指紋識別和人臉識別的穩定性就遜色不少。人的指紋易受磨損、出汗、脫皮、傷痕、乾燥、油膩、污漬、浸泡等因素影響,而光線、年齡、膚色、姿態、表情、妝容、遮擋物、多胞胎等都會影響人臉識別的穩定性。因而,根據各項研究、測試與實際應用可以明確,相對於其他生物識別技術,虹膜在精準度等方面佔據更大優勢,其誤識率可至百萬分之一,甚至更高精度,即便是高度相似的雙胞胎也難以逃脫其“法眼”。

在安全性能上,虹膜識別的安全性也遠高於人臉和指紋識別。虹膜在生命個體發育成熟之後,整個生命歷程中都保持不變,同時,世界上不存在完全相同的兩個虹膜,虹膜與人臉和指紋相比更加難以僞造。

人山人海中找人,是虹膜識別的巨大優勢

一般來說,描述一個人特徵點的數量越多,這個人就越容易在龐大規模人羣中被識別出來。人臉穩定的特徵點常用是30個左右,指紋約爲100個,虹膜則有200多個,這意味着,三種識別方式在數據庫中準確找到一個人的精準度存在數量級的差異性。在同等圖像質量情況下,準確找到一個人的方法使用人臉可以做到萬里挑一,10萬人規模需採用指紋識別,百萬量級以上人羣規模的身份精準識別則虹膜識別爲不二選擇。

反之,如採用人臉識別在100萬個人中識別一個人,識別準確率會急劇下降,拒識率會快速增加,誤識情況會更高頻次發生。從規模化的角度來說,人臉可能很難應對一個城市人口的使用需求,虹膜識別則可以滿足。

爲什麼是遠距離虹膜融合識別呢?主要在於近距離虹膜識別應用難度高、場景受限,完成身份識別需要把臉靠近至設備二十至三十釐米左右的範圍,配合度高,交互時間長,體驗感較差,更遠距離的虹膜識別則能夠較大改善交互體驗。更重要的是,一米距離下同時能夠拍攝到人臉和虹膜信息,將使虹膜藉助人臉特徵,可以與公民身份信息庫對應起來,兩者的互補性非常強。

我認爲,人臉融合遠距離虹膜識別是給現有的人臉識別做升級,是它的升級版,而不是替代版,這也是中科虹星一直以來的市場理念。目前行業內主要產品識別距離大多在40cm上下,我們自主研發的遠距離虹膜人臉融合識別產品工作距離可達到1.2m,並且在2s內精準完成人員身份無感識別。

國外市場驗證及國內虹膜的發展情況

中東國家的阿聯酋、沙特阿拉伯最早使用了虹膜識別技術,由於女士戴面紗、男士留大鬍鬚的文化特徵,人臉識別在這些國家不太實用。印度作爲全球規模最大的虹膜採集建庫國家,有超過12億人錄入虹膜,僅採用虹膜既可區別高達99.5%的公民,虹膜識別作爲印度的“生物數字身份證”發揮着關鍵作用,與社保、金融等全部綁定在一起。

在我國,虹膜識別的研究起步相對比較晚。1999年,在中科院自動化所譚鐵牛院士的帶領下,研發出具有完全自主知識產權的國內第一套虹膜圖像採集系統。國內最先使用虹膜識別的規模化人權爲煤礦工人。出於安全考慮,煤礦工作人員上下井需要打卡,由於煤礦的特殊工作條件,導致指紋識別和人臉識別均不適用,虹膜識別技術完全滿足場景應用。

爲什麼虹膜識別一直當口罩變成日常,人臉還怎麼識別?不溫不火?

雖然我國虹膜識別技術研究與國際上相比僅晚五年,經過多年迭代發展,國內科研成果和產品也日益增多,虹膜識別已逐步在多個行業得到應用,但這項技術卻未被大衆所熟知。

在我看來有兩個原因:一是新型生物識別技術的應用規模依託於新型的產業生態,而不是過往平臺,譬如手機對於指紋,移動互聯網對於人臉。二是,虹膜識別雖然在遠距離識別和虹膜人臉融合識別等兩個方面取得了重大進展突破,但如何讓人們更方便地用起來,仍需有“行進中虹膜識別”這樣的全新具有革命性的技術出現。

新基建浪潮下,實時場景下大規模人羣身份精準識別發展獲良機

突如其來的新冠疫情,給世界經濟帶來巨大影響的同時,也爲創造人類新技術創新帶來極大機遇。面對複雜的經濟形勢,我國加快佈局5G網絡、人工智能、工業互聯網、數據中心等新型基礎設施建設,將對包含中科虹星在內的具有原創技術的人工智能高科技企業無疑是重大利好,5G網絡的高帶寬低時延與人工智能的因人而異差異化數據處理相結合,必會衍生出巨大應用市場。

5G時代將堅定“以人爲本”的科技創新方式,將因人而異的定製化智能技術發展到極致。“以人爲本”的核心技術是大規模人羣下的身份精準識別——遠距離虹膜人臉融合技術,該技術與場景實時傳感、實時交互等技術共同打通線上線下場景,跨越時空,真正將數字世界連接到人類社會的一部分。

通過以人爲本的實時場景交互技術,個體將成爲場景數據的發起方,通過實時快捷多模態生物特徵識別技術,配以數字加密技術,使數字世界中更高維度數據具有身份標識,同時個體亦是場景數據的接收方,可以自己生物特徵數據作爲鑰匙,獲得數據訪問入口,並對數據進行篡改檢測,從而保證數據的端到端內容安全性。實時時空數據的傳感、傳輸、安全、分析和顯示等特點,將成爲5G時代在數據方面區別於4G時代的主要標誌。

虹膜識別的商業價值

虹膜識別技術已進入行業發展快車道,市場增長速度正在指數性上升,市場規模將持續突破。

此次疫情已讓人們意識到當下正火的人臉識別的技術缺陷,虹膜識別將會越來越被重視。伴隨着公安虹膜應用的開展以及智慧城市、智慧安防、智慧教育、智慧金融等相關行業智能化的進一步實施,未來虹膜虹膜識別將距離人們日常生活越來越近。

從行業發展趨勢來看,現今虹膜識別的安防應用能滿足身份認證需求,這僅僅是虹膜識別最基礎的功能。虹膜識別下一步發展將與金融支付、智慧出行、生活服務等各種場景緊密相連,市場發展空間具大。

虹膜識別技術作爲新基建的關鍵黑科技,將作爲生物特徵識別技術中更具變革性的核心驅動力,借5G、工業互聯網、數據中心等新基建東風,展現出更多用武之地,有望成爲下一個改變社會生活工作方式的重要科技拐點。

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原文發佈時間:2020-07-22
本文作者:超級觀點
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