首都機場啟用“人麵鑰匙”:利用麵部識別身份

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  一個人臉部的造型幾乎不會改變,這就是用麵容做密碼在安全上的優勢。它不需要人的行為配合,就能方便有效地核查身份,直觀、準確。
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圖:澳大利亞研製虹膜識別係統。

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圖:首都機場新啟動的麵相識別門禁係統。


  機場的一位安檢人員拿出一張存有個人信息的磁卡感應證件,在麵部識別器的感應區前刷了一下;之後,他站在一個長約20厘米、寬約10厘米的小屏幕前,屏幕上出現了這位員工的麵相。識別係統在確認來者與磁卡中的信息吻合後,發出了“吱”的一聲,這位工作人員順利地通過了安檢口,進入工作區。

  這是首都機場新啟動的麵相識別門禁係統。9月20日,為在國慶期間提高機場的安全保衛等級,保障民用航空運輸的安全,首都機場率先采用了這項新安檢舉措。

  機場相關負責人告訴記者,該係統由中科院自動化研究所研發,能在1秒鍾之內完成被檢人員麵部特征的識別,並與後台數據進行對比,從而快速、準確地核實被檢人員的身份。據統計,麵相識別門禁係統的錯誤識別率僅為0.01%。在它的“火眼金睛”下,冒用證件、偽造證件等違規行為將無所遁形。

  人臉識別,又稱為麵紋識別,它是生物識別技術的一種,利用人體麵部的不重複性特征來實現身份識別。

  麵相識別聯合實驗室哈爾濱工業大學劉紹輝博士介紹說,在這項技術中,人臉圖像被劃分成500 個不同區域。其中,眉毛、眼睛、鼻子等部位屬於最為典型的區域。例如,將人眼睛黑色部位的顏色像素統計出來,就可以明顯區別於麵部的其他部位,從而確定眼睛的大小和位置。同理,利用這種方法也可以檢測出人臉的大小、位置,並將五官定位,從而得到整個人臉模板的特征向量,以供係統進行對比分析。

  人類利用生物特征識別的曆史,可以追溯到古埃及。當時,人們通過測量身體各部位的尺寸來鑒別身份。一家生物識別技術提供商負責人邵宇告訴記者,早在 20世紀50年代,人臉識別技術就已經出現;到90年代中期,該技術達到了一定的成熟度,陸續出現一些應用人臉識別技術的商業係統。

  由於麵部識別係統在使用時,被識別對象與識別設備不需接觸,可以連續地或隱蔽地進行,所以在公安、金融、保險、安檢、安防等領域有著廣闊的應用前景。而且人臉識別技術根本不需要帶任何的電子、機械“鑰匙”,從而杜絕了鑰匙和密碼丟失、被盜取的現象。如果配合IC卡、指紋識別等技術,其安全係數就成倍增長。

  如今,很多領域都開始廣泛利用人體固有的手形、指紋、臉形、虹膜、視網膜、脈搏、耳廓等生理特征或聲音、按鍵力度等行為特征來進行身份的鑒別或確認。

  “人臉識別係統比聲音識別、指紋識別等更具優勢。”劉紹輝說,因為聲音可能因為感冒而發生變化,指紋也可能時常出現問題,所以一般係統錄指紋時,都要錄入多個手指。相比之下,一個人臉部的造型幾乎不會改變,這就是用麵相做密碼在安全上的優勢。它不需要人的行為配合,就能方便有效地核查身份,直觀、準確。


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圖:美國掌心識別儀。

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圖:人臉自動識別係統,1秒內可準確識別50萬張人臉的信息。


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圖:英國護照服務部門試驗虹膜與指紋識別。


  在歐美等發達國家,這一技術已被普及到許多場所。尤其是“9·11”恐怖事件之後,冰島國際機場、美國波士頓機場等率先應用這一技術。英國倫敦警察局使用了人臉識別係統後,在三個月內破案率提高了34%。

  在2008年北京奧運會期間,人臉識別技術首次亮相奧運會,就起到了重要的作用。邵宇介紹說,當時使用的篩選捕捉識別技術,可以把恐怖分子的信息輸入信息係統內,當出現可疑人之後,就能夠迅速鎖定此人。

  不過,雖說生物識別技術是目前最為方便、安全的識別技術,但也存在一些弊端。中科院自動化研究所一名姓郭的研究人員說,生物識別技術並不是100%的識別。比如,先天性缺失虹膜者就不能進行虹膜識別,肢體殘缺者不能進行指紋識別。就麵部識別技術而言,它是一種模糊性的識別。

  劉紹輝解釋說,如果是非常像的雙胞胎,就有可能被識別錯。因此,麵部識別對所采集的照片和攝像頭的精度、光照條件要求非常高。另外,這項技術也麵臨著瓶頸,年輕人隨著年齡的成長,臉部特征會發生變化,而且人們在不同姿態時,臉部特征也會有所區別。隨著人臉數據庫規模的增長,人臉識別的性能呈現出了下降。

  例如,在公安係統中,逃犯的數據規模非常大,區別出相應逃犯的速度就會比較慢;另外,也有可能會識別出幾個相像的人,這時,麵部識別技術在更大程度上起的是一個縮小範圍的作用。在大規模的應用環境下,如何維持或提高人臉識別率是一個非常重要的問題。

  自2000年以來,德國、日本、美國、英國等國紛紛宣布成功地發明了新型的材料以及工藝,可以很方便地采集到人們留在任何地方的指紋,並使用偽造的指紋成功地使得原有的係統失效。這使人們不得不擔心,麵部識別等技術也會因為被破解而失效。

  對此,邵宇說,因為目前人臉識別的應用一般都與磁卡合用,這是將識別與驗證兩項功能合二為一的“雙保險”。首都機場采用的就是這種方法。

  目前,人臉識別技術在國內的研究機構很多,但躋身世界先進行列的屈指可數,還處於起步階段。中科院自動化所生物識別與安全技術研究中心主任李子青相信,在不久的將來,中國的人臉識別技術會打入國外市場。

  現在,該研究所已經開始了世界領先的顱骨識別技術的研發。隻要對被檢顱骨做一個CT掃描,將顱骨圖像信息傳送到鑒定中心,運用三維鑒定技術平台和專用軟件,3分鍾內就可以自動完成被檢顱骨的三維信息輸入,以及顱骨三維圖像的生成。短短半小時內,被檢顱骨的顱麵就會被複原成活生生的真人麵孔,相似度可以達到75%以上。