从虹膜到静脉:五花八门的生物识别技术
生物识别的概念并不新,实际上我们的祖先在大约七千年前就懂得用指纹来识别身份了。1885年,法国人贝提纳就通过在监狱里测量犯人的生物特征,包括眼睛的虹膜图像来识别犯人。但是生物识别真正形成热潮还是上世纪90年代,特别是互联网的一些新应用催生了生物识别技术的发展。
人脸识别:自从几年前美国研究人员提出Adboost机器学习算法后,人脸识别技术已经达到了相当高的水平。在室内光照环境下,各种各样的人脸图像都可以自动检测出来。如果用多个模板表达不同状态下的人脸变化,其识别率甚至可以达到99.99%。目前,美国的人脸识别系统主要用于通关、过境,欧盟在研究手机的人脸识别,我国也在研究红外照明的人脸识别。但人脸识别技术仍存在不少问题,比如无法辨别双胞胎和外貌相像的父子,以及光照、姿态变化等一系列因素影响,所以还没有得到大规模应用。
虹膜识别:从生理结构上看,虹膜和视网膜是两个完全不同的概念。随着光线的变化,人会通过虹膜伸缩来控制瞳孔的大小,虹膜识别实际上就是利用人眼虹膜结构的细微差别进行自动识别。虹膜识别首先要把虹膜图像清晰地拍下来,现在正在研制的新一代虹膜设备就可以在几米之外拍下人的虹膜图像。借助自主研发的设备和方法,我国已经建立了一个1000多人的虹膜数据库,其中包含几万张图像,有1600多家单位在使用。
但是,如何获取高质量、清晰的虹膜图像,仍然是目前最大的技术瓶颈。首先,虹膜是非常小的一个器官,采集图像的时候我们不能总让人盯着看,只需瞄一眼就可以了,而且虹膜图像也不能太小;其次,对于戴眼镜、患白内障、患老花眼的人怎么使用更方便,也是一个难点。
指纹识别:指纹识别的历史最长,应用也最多,尤其在国内生物识别市场主要用的就是指纹识别技术。指纹尽管看起来很细,但是有一些凹凸,用成像设备把指纹拍下来后,将两个图像叠加在一起,一致的话相关度就会很高。但是指纹识别也存在很多问题:比如有的人手脱皮、有的人出汗、有的人干体力活,所以大概有5%的人没有指纹;而外力大小、指压方位不一样,指纹也会产生形变。因此现在人们开始研究三维的非接触式指纹,“非典”期间这种非接触式指纹识别技术就很受欢迎。
静脉识别:这是近几年兴起的生物识别技术,原理是人手上的静脉血红蛋白对近红外光有较强的吸收特性。人的手掌、手背上都有静脉,通过透射对纹路成像,就能够进行提取和比对。目前日本和韩国各有一家公司在推这样的产品,但同样只是开始一些小的应用,还远远没有形成规模。