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生物识别技术这么多, 哪一个最好用?

2017-09-19 11:17    it168网站原创  作者: 厂商投稿 编辑: 罗利君

  要论本周科技届最大的亮点,必属苹果新品发布会无疑。但有意思的是,在最受瞩目的iPhone X手机的演示过程中,苹果公司软件工程资深副总裁克雷格·费代里吉第一次展示其人脸识别功能“FaceID”居然没成功,令其相当意外和尴尬。虽然这可能只是苹果发布会演示过程中的一次微小意外,但折射出了新兴识别技术在应用领域可能出现的差强人意。

  苹果的FaceID会丢“脸”,其他的主流生物识别技术表现又如何呢?我们一起来看看目前主流的指纹、虹膜、人脸、静脉、声纹等技术都有哪些优劣势和特点:

  

  

  指纹识别

  指纹识别是基于手指表面指纹形态差异的一种识别技术。指纹实际是人体手指表面汗腺的分布形成的纹理,目前常用的是光学指纹识别技术和半导体指纹识别技术,二者都是基于汗腺中的汗液特性来取得指纹图像。光学技术是基于汗液对光线的吸收作用,而半导体指纹识别技术是基于汗液作为电解质的电效应来得到指纹图像。

  指纹识别技术的优点在于其技术发展早,技术相对比较成熟,认假率和拒真率都比较低,产品价格低,尤其是半导体指纹识别模块体积小,价格低廉,易于普及推广。

  

  指纹识别的主要缺点如下:

  ?防伪问题:生物识别技术的防伪性能主要由两个方面决定,一是该生物特征被非法获取的难易程度,二是获取特征后仿真伪造的难易程度。

  指纹由于外露于手指表面,因而非常容易被非法获取,而伪造指纹的材料只要有吸光效应或具有导电效应即可,在现在的技术条件下这是十分容易做到的,例如只要使用含碳的硅胶材料做成仿生指纹膜,就可轻易破解光学和半导体指纹识别产品。

  ?人群适应性问题:大量样本的统计表明大约有2.5%的人群难于或无法使用指纹识别产品,尤其是老年人和蓝领工人。由于其手指表面太过干燥或角质化严重,因而难于使用指纹产品,同时有些人群其手指过于干燥或多汗,也会大大影响识别效果。

  ?环境适应性问题:在过于潮湿或过于干燥的环境下,指纹识别的效果也会受到极大的影响,例如冬季的北方或南方的海边城市。当然在室外淋雨环境下指纹是完全无法使用的,同时气温极低时指纹识别技术也会无法正常工作,一般而言-25℃是其最低极限。

  ?使用寿命问题:光学指纹技术的寿命非常好,但体积大,价格偏高,而半导体由于硅片非常脆弱,因而易在外力作用下损坏,同时人体静电也很容易导致半导体指纹识别产品永久损坏。

  

  

  虹膜识别技术

  虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分,其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征。虹膜在胎儿发育阶段形成后,在整个生命历程中将保持不变。这些特征决定了虹膜特征的唯一性,同时也决定了身份识别的唯一性。因此,可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。通过使用摄像机采集虹膜图像,即可实现虹膜识别。

  

  虹膜识别技术的优点在于其人群适应性非常好,除盲人外,几乎人人好用,同时其认假率和拒真率几乎是所有生物识别技术中最好的。

  同时,其环境适应性非常好,除阳光直射和室外雨天不能使用外,高低温环境下基本都能很好的使用。

  从防伪角度来讲,虹膜虽然比较容易被非法获取,但因为虹膜的细节丰富,图像非常精细,因而伪造虹膜的难度比较大,但随着显示技术的发展,通过高精度显示屏再现虹膜细节已变得越来越容易,成本也越来越低,因而未来虹膜的防伪性能也面临巨大挑战。

  

  虹膜识别的主要缺点在于其算法运算量大,因而耗电很大,在使用电池供电的产品中不很适用,同时其识别速度慢,因而做1:N识别时比较困难。

  

  人脸识别技术

  最近火爆的iPhone X可谓使人脸大出风头,也小小地丢了一点脸。

  人脸识别是基于人的脸部的物理特征通过对脸部图像采集分析后实现的。

  

  人脸识别技术的最大优点在于其可以实现非配合远距离采集识别,因而在公共安全领域具有巨大的应用前景。同时其采集为非接触式且识别速度很快,因而十分适合于对安全要求不高的公共场合的出入安全管理。

  同时人脸识别的人群适应性较好,除盲人和黑人有色人种使用上存在一定的困难外,其他人一般使用上均无问题。

  人脸识别的主要缺点是其认假率较高,对光线环境适应性较差,同时脸部有遮挡物如眼镜,压低到额头的帽子以及化浓妆或彩妆的情况其识别困难。

  在防伪性能上,由于脸部特征的非法获取非常容易,而伪造成本也很低,因而导致人脸识别的安全性很低。

  

  为了防止采用照片欺骗,可以采用采集多幅图像后比对眼球位置的方法,但此方法很容易用视频图像破解,此外3D成像技术可以有效防止视频和照片攻击,但其成本高体积大,功耗也高,应用受到较大限制,而且该技术也无法防止用3D打印仿真人脸的攻击。为了防止上述攻击,可以采用多光谱识别技术,通过皮肤对不同光谱的反射和吸收特性来区别仿生体和真实人体皮肤。然而,该技术成本很高,不便于推广普及,且虽然其防伪性能加强较多,但识别率会有所下降,应用上受到很多限制。

  总之,目前人脸识别技术还处于高速发展期,技术有待成熟。

  

  声纹识别技术

  声纹识别技术是一门很古老的技术,它是基于每个人声音中特定频率特征来实现的,但该技术一直没有很好的发展应用起来,随着亚马逊Alexa的出现,声纹识别开始被热炒起来。

  

  声纹识别的优点在于其可以远距离识别,但其识别率受环境噪声影响较大,同时当人感冒,咽喉发炎等情况声带特性会发生变化而导致识别障碍。

  此外,声音特征非常容易被盗取和仿冒,因而不适用于对安全有较高要求的场合。

  

  静脉识别技术

  静脉识别技术是近十年来新兴起的生物识别技术,其主要是利用了人体血液中的脱氧红血球细胞对850纳米左右的近红外光有特殊的吸收作用,而人体的骨骼,肌肉及其它体液对该波长的红外线吸收较少的原理,实现探测人体内部的静脉血管分布图像,一般主要采集指静脉或掌静脉图像实现生物特征识别。

  

  静脉识别技术的主要缺点就是采集图像的设备体积较大,除此之外其几乎没有明显的短板,是未来生物识别的一个主流方向。

  其主要优点:

  防伪性能极佳,是目前所有主流生物识别技术中最好的,由于静脉位于人体内部,因而其被非法盗取的可能性极低,同时静脉具有非常特殊的物理特性,仿生伪造技术也很难实现,目前尚未见到有该类技术的报道。

  几乎所有人,不管男女老幼,白人黑人,只要有手就可以使用。

  其认假率和拒真率极低,大大优于指纹和人脸技术,与虹膜技术相当。

  其环境适应性好,干燥,潮湿,高温,极低温(例如-40℃)均无任何问题。同时静脉采集也属于非接触采集,因而对冲击和静电防护性能极佳,是半导体指纹识别技术完全无法相比的。

  

  (本文技术分析内容由东屋电气创始人 闵浩先生撰写)

  

  

  东屋·世安静脉识别门锁,采用850NM红外线进行扫描,取得静脉血管图像,具备超强防伪、不可复制、安全无忧的特点,并且不受手指表面状况影响,人人好用。

  一切不以人为本的科技都无法真正改变生活。真正智能生物识别,是让人彻底避开这些“偶然”“意外”为我们提供坚不可摧的安全感。东屋世安,用26年高安全行业经验,为民用智能锁提供了一个完美解决方案——东屋·世安静脉识别门锁。

  注:本文观点仅代表作者本人观点,与本网站无关,本网站亦不对其真实性负责。

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