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未來五年最有前景的智慧安防生物識別技術——指靜脈識別

  • 當下生物識別發展到哪步?

最近阿里的淘咖啡無人超市可以說是傳的沸沸揚揚,可以預見,更多的無人超市將誕生。但僅從智能身份識別的角度來看,當下的無人超市仍有很大進步空間。讓我們來看看一家淘咖啡用了哪些種識別技術:首先,手機淘寶掃碼驗證身份,通過閘機;餐飲環節,使用語音識別方式來進行下單;最后,通過人臉識別來完成支付環節。這里涉及到的人臉、語音識別,是屬于生物識別技術領域中第一層次的識別技術,也是目前應用最廣泛的生物識別技術,對于構筑一家無人超市來說,也許目前這兩種識別技術恰好合適,但就識別體驗以及安全性角度來看,會不會有更佳的識別解決方案?

有學者對生物特征識別技術領域進行層次劃分:

1.次級生物特征識別技術(Lesser Biometrics),如掌型識別、人臉識別、語音識別、簽名識別、指紋識別等。

2.高級生物特征識別技術(High Biometrics),如視網膜識別、虹膜識別等。

3.深奧生物特征識別技術(Esoteric Biometrics),如靜脈識別、人體氣味識別等。

各層次生物識別技術對比坐標圖

可見當下的身份識別已經去到“深奧”級別,比如指靜脈識別,鑒于其小巧的模塊體積,產品形態多樣,如指靜脈門鎖、指靜脈門禁、指靜脈ATM機以及指靜脈移動終端等等,指靜脈識別具有比指紋、人臉、虹膜、語音識別等更難模仿偽造的體內隱藏靜脈的特征,并且只有活體手指才能通過近紅外光照射成像,其偽造可能性基本不可能,并且不受手指表面狀態所影響,誤識率小于0.0001%,相比當下最普遍的指紋識別有5%的人群無法正常使用的狀況,指靜脈識別很有可能是下一代被廣泛應用的身份認證技術。

比如,淘咖啡無人超市所使用的生物識別技術中有指靜脈識別,會怎樣?首先,我們成為淘咖啡或支付寶的會員后,初次采集指靜脈后每次進入淘咖啡無人超市時,刷手指進場;而餐飲下單環節,可以多種方式選擇,語音識別、手機app、店內終端等下單方式進行操作;在支付環節上,結合人臉識別,自動框定識別對象(鎖定或縮窄識別范圍),然后以指靜脈識別進行最終身份認證,完成支付行為。

指靜脈識別原理圖示

  • 日立引領指靜脈識別行業發展

在指靜脈識別的研究水平上,國外稍領先于國內,在日韓地區已有大規模的商業應用,而國內因為研究起步較晚,加之這一領域的研究大多具有保密性,有待進一步縮短與國際水平的差距。

目前,國外以日立為技術研究領軍企業,占據日本指靜脈識別市場80%的份額。日立是世界上最早掌握相關指靜脈識別技術的廠商,最初開發的產品是將手指伸進認證設備中進行出入管理,并于2003年9月開始銷售。經過多年的研究實踐,目前日立的產品已經大規模應用于銀行窗口、ATM機、門禁等諸多領域。其產品技術比較成熟,品牌知名度很高,但產品自我體系較為封閉,接口開放程度不高,軟件漢化程度不完整,不太符合國內的市場使用習慣,并且價格極其昂貴。

據外媒2016年10月的報導,日立進一步改進指靜脈識別技術,利用智能手機攝像頭拍攝用戶的手掌照片,然后用色彩識別軟件從每一根手指上挑選靜脈圖案信息,不必使用紅外光,雖然只是處于研究階段,但其舉意義重大,無論是對于民用指靜脈識別的擴大,還是沖擊國內指靜脈識別技術的研究。

圖片來自網絡

  • 國內趕超國外指日可待

由于國內指靜脈識別技術起步較晚,且日系產品技術十分封閉,難以模仿學習,目前國內市場還處在產品的生命周期的導入期,尚未出現大規模投入市場的民用指靜脈產品,但理論研究已日趨成熟,加之越來越多企業團隊投身此領域,相信趕超國外(主要指日本)的水平指日可待。

從2005年至今,國內對于手指靜脈技術的研發和實驗已經超過了十年,其中包括清華大學、中國民航大學、哈爾濱工程大學等院校的研究團隊,也有微盾科技、燕南國創科技等企業級的研究團隊,這些團隊均在指靜脈識別技術領域拿到較多專利和研究成果。

在企業研究團隊中,微盾科技是國內最早進行指靜脈識別技術產業化應用推廣的團隊,在此之前國內對于指靜脈識別基本上還停留在院校項目的研究上。基于這種先發優勢,微盾獲得指靜脈識別核心技術的優勢掌握,已達國際領先水平,其雙側光開放式模塊在業內十分突出,目前指靜脈識別技術一般是使用透射光和單測光成像,而微盾科技開發的雙側光成像更加清晰,有利于識別的速度和精度的提升,避免了透射光技術的“黑洞”結構,外觀構造更符合消費者體驗需求,因此微盾目前面向國內眾多行業客戶提供此核心模塊。而燕南科技則以北京的高校資源為技術依托,也是國內最早進入指靜脈識別技術研發的團隊之一,與微盾科技一南一北推動國內指靜脈識別行業的市場培育及發展,該公司目前在國內教育等行業有示范推廣應用。

目前國內部分產品的核心模塊已經能夠落地拓展應用,并且價格普遍處于日立產品的三分之一以內,基本性能和使用體驗也更本土化,在某些方面甚至還有獨立研發的明顯優勢。目前,國內的研發機構和廠商正積極通過應用案例來完善從模塊到一體化門禁考勤、門鎖等全系列產品的應用升級,它讓我們看到了國內指靜脈識別技術有望在國際市場中占有舉足輕重的地位。

在這個正在快速智能化的時代,人們必將越來越重視個人的身份安全。這必須依賴于強大的智能生物識別技術,因此指靜脈識別的發展空間和需求也是極其廣的,尤其是在國家涉密安全和個人私密安全領域(比如智能家居安全)。中國在這方面的研究經過十幾年的沉淀,相關技術研究和開發漸趨成熟,相信在未來幾年將實現大規模的產品化和民用化。


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