由于傳統(tǒng)身份識別的缺陷,全球每年涉及的詐騙案至少為信用卡5億美元、移動(dòng)電話10億美元和取款機(jī)30億美元。采用生物識別技術(shù)進(jìn)行個(gè)人身份鑒定,取代傳統(tǒng)的使用鑰匙、身份證、密碼等方法,可廣泛應(yīng)用于銀行、機(jī)場、公安等領(lǐng)域的出入管理。
據(jù)各種組織和機(jī)構(gòu)的報(bào)告,2005年全球生物識別市場總規(guī)模大約為56億美金,同時(shí)國內(nèi)生物識別市場的總?cè)萘看蠹s在3.5個(gè)億的市場規(guī)模。保守地估計(jì)到2007年全球生物識別將形成年銷售136—170億美元的市場,而其中人臉識別市場將達(dá)到47.6—59.5億美元的市場規(guī)模。中國作為發(fā)展中國家,人臉識別技術(shù)潛在市場同樣巨大。在國家安全、軍事安全、金融、公安、司法、民政、海關(guān)、邊境、口岸、民航、保險(xiǎn)以及社會(huì)安防、民用安防等領(lǐng)域,急需人臉識別的相關(guān)產(chǎn)品來填補(bǔ)市場空白。
人臉識別技術(shù)優(yōu)勢
人臉識別作為一種新興的生物特征識別技術(shù)(Biometrics),與虹膜識別、指紋掃描、掌形掃描等技術(shù)相比,人臉識別技術(shù)在應(yīng)用方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢:
1.使用方便,用戶接受度高。人臉識別技術(shù)使用通用的攝像機(jī)作為識別信息獲取裝置,以非接觸的方式在識別對象未察覺的情況下完成識別過程。
2.直觀性突出。人臉識別技術(shù)所使用的依據(jù)是人的面部圖像,而人臉無疑是肉眼能夠判別的最直觀的信息源,方便人工確認(rèn)、審計(jì),“以貌取人”符合人的認(rèn)知規(guī)律。
3.識別精確度高,速度快。與其它生物識別技術(shù)相比,人臉識別技術(shù)的識別精度處于較高的水平,誤識率、拒認(rèn)率較低。
4.不易仿冒。在安全性要求高的應(yīng)用場合,人臉識別技術(shù)要求識別對象必須親臨識別現(xiàn)場,他人難以仿冒。人臉識別技術(shù)所獨(dú)具的活性判別能力保證了他人無法以非活性的照片、木偶、蠟像來欺騙識別系統(tǒng)。這是指紋等生物特征識別技術(shù)所很難做到的。舉例來說,用合法用戶的斷指即可仿冒合法用戶的身份而使識別系統(tǒng)無從覺察。
5.使用通用性設(shè)備。人臉識別技術(shù)所使用的設(shè)備為一般的PC、攝像機(jī)等常規(guī)設(shè)備,由于目前計(jì)算機(jī)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)等已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,因此對于多數(shù)用戶而言使用人臉識別技術(shù)無需添置大量專用設(shè)備,從而既保護(hù)了用戶的原有投資又?jǐn)U展了用戶已有設(shè)備的功能,滿足了用戶安全防范的需求。
6.基礎(chǔ)資料易于獲得。人臉識別技術(shù)所采用的依據(jù)是人臉照片或?qū)崟r(shí)攝取的人臉圖像,因而無疑是最容易獲得的。
7.成本較低,易于推廣使用。由于人臉識別技術(shù)所使用的是常規(guī)通用設(shè)備,價(jià)格均在一般用戶可接受的范圍之內(nèi),與其它生物識別技術(shù)相比,人臉識別產(chǎn)品具有很高的性能價(jià)格比。
概括地說,人臉識別技術(shù)是一種高精度、易于使用、穩(wěn)定性高、難仿冒、性價(jià)比高的生物特征識別技術(shù),具有極其廣闊的市場應(yīng)用前景。
人臉識別技術(shù)的研究范圍
人臉識別的研究范圍大致可以分為如下幾個(gè)方面:
1.人臉檢測(Face Detection):即從各種不同的場景中檢測出人臉的存在并確定其位置。在大多數(shù)的場合中由于場景較復(fù)雜,人臉的位置是預(yù)先不知道的,因而首先必須確定場景中是否存在人臉,如果存在人臉,再確定圖像中人臉的位置。臉部毛發(fā)、化妝品、光照、噪聲、面部傾斜和人臉大小變化以及各種各樣遮擋等因素都會(huì)使人臉檢測問題變得更為復(fù)雜。人臉檢測的主要目的是在輸入的整幅圖像上尋找人臉區(qū)域,把圖像分割成兩個(gè)部分-人臉區(qū)域和非人臉區(qū)域,從而為后續(xù)的應(yīng)用作準(zhǔn)備。 [nextpage]
2.人臉表征(Face Representation):即采取某種表示方式表示檢測出的人臉和數(shù)據(jù)庫中的已知人臉。通常的表示法包括幾何特征(如歐氏距離、曲率、角度)、代數(shù)特征(如矩陣特征矢量)、固定特征模板、特征臉、云紋圖等。
3.人臉識別(Face Identification):即將已檢測到的待識別的人臉與數(shù)據(jù)庫中的已知人臉進(jìn)行比較匹配,得出相關(guān)信息,這一過程的核心是選擇適當(dāng)?shù)娜四樀谋碚鞣绞脚c匹配策略,系統(tǒng)的構(gòu)造與人臉的表征方式密切相關(guān)。通?;蚴沁x擇全局的方法或是選擇基于特征的方法進(jìn)行匹配。顯然,基于側(cè)面像所選擇的特征和基于正面像的特征是有很大的區(qū)別的。
4.表情分析(Expression Analysis):即對待識別人臉的表情信息(快樂、悲傷、恐懼、驚奇等)進(jìn)行分析,并對其加以歸類。
5.生理分類(Physical Classification):即對待識別人臉的生理特征進(jìn)行分析,得出其種族、年齡、性別、職業(yè)等相關(guān)信息。顯然,完成這一操作需要大量的知識并且通常是非常困難和復(fù)雜的。
人臉識別技術(shù)的重要作用
維護(hù)國家和公共的安全
1.如何在機(jī)場、車站、碼頭、賓館、商場等口岸或公共場所的人群中發(fā)現(xiàn)特定的目標(biāo)。安全部門、公安部門以往的做法只能是靠人工布控、蹲守。這種方式除了耗費(fèi)大量的警力以外,還往往因?yàn)橛嘘P(guān)人員的疏忽而造成特定目標(biāo)漏網(wǎng);
2.犯罪嫌疑人在被控制以后,不愿意透露自己的真實(shí)身份,而且身上沒有任何可以證明身份的線索。公安人員往往因?yàn)闊o從確認(rèn)其身份而不得不將其釋放。在受害人身份確認(rèn)方面同樣也存在類似的難題;
3.在出入境管理方面,常常有受控人員使用假的身份證件而成功逃脫有關(guān)部門的監(jiān)控。
而基于視頻的實(shí)時(shí)人臉識別系統(tǒng),使用視頻圖像的比對,已經(jīng)能夠較好地滿足安全、公安部門的需求。人臉識別系統(tǒng)所具備的高速自動(dòng)識別能力很大程度上可以將公安、安全部門從以往的“人海戰(zhàn)術(shù)”中解脫了出來,大大提升了整個(gè)國家、社會(huì)的安全防范水平,從而達(dá)到威懾犯罪、懲治罪犯、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定、保障國家安全的目的。
對傳統(tǒng)數(shù)字監(jiān)控的提升
數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)目前業(yè)內(nèi)廣泛采用主流的MPEG 4、H.264編解碼標(biāo)準(zhǔn)。但是,由于現(xiàn)行系統(tǒng)著眼于監(jiān)控場景的記錄,而缺乏對圖像的進(jìn)一步分析理解,因而存在著先天性不足,從而影響了系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣使用。
概括來說,現(xiàn)有數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)面臨著四大難題:
1.確定監(jiān)控場景中是否有人。
2.對監(jiān)控對象難以跟蹤。
3.確定當(dāng)前監(jiān)控對象的身份。
4.視頻檢索效率極低、難度大,無法基于人臉圖像等AV對象進(jìn)行智能化檢索。
不難看出,上述四個(gè)問題正是人臉識別的研究范疇及應(yīng)用領(lǐng)域,因此,如果能夠?qū)崿F(xiàn)人臉識別技術(shù)與現(xiàn)有數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合,將可以有效地解決目前數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)存在的四大難題。[nextpage]
從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的角度來看,現(xiàn)有數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)所使用的前端設(shè)備與人臉識別系統(tǒng)所使用的成像系統(tǒng)是一致的,數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)所產(chǎn)生的視頻流(未編碼)也正是人臉識別系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)源,換言之,人臉識別技術(shù)與數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)合不存在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面的障礙。在數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用人臉識別技術(shù),主要是為了完成人臉對象提取、圖像理解等智能化處理。應(yīng)用人臉識別技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的智能化升級。
基于人臉識別的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)作為安防行業(yè)的高中端產(chǎn)品,具有十分廣泛的應(yīng)用前景。具體來說,可應(yīng)用于如下領(lǐng)域:
金融電力
智能小區(qū)、寫字樓
黨政機(jī)關(guān)
機(jī)場、車站、碼頭等重要口岸
其它公共場所…
可以預(yù)見,隨著人臉識別技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,在不遠(yuǎn)的將來人臉識別技術(shù)將實(shí)現(xiàn)與數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步融合,并最終成為數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)功能。
對門禁/出入控制系統(tǒng)的完善
門禁及出入控制系統(tǒng)的核心在于人的身份鑒別與核查,從而確保合法用戶能夠順暢地進(jìn)入受控區(qū)域,使非法用戶被拒之門外。
傳統(tǒng)的身份鑒別技術(shù)主要有如下幾種類型:
1.個(gè)人識別碼及密碼,或兩者組合使用
這種方式的關(guān)鍵是用戶要牢記識別碼、密碼,若識別碼被他人獲悉,則可輕易假冒而進(jìn)入受控區(qū)域。
2.IC/ID卡,
這種方式顯然有了明顯進(jìn)步,合法用戶只需持卡即可進(jìn)入受控區(qū),但這一身份鑒別技術(shù)的問題在于:
① 存在被偽造的可能;
② 無法確保持卡人就是合法人,易被他人借用或冒用;
③ 人工查驗(yàn)存在有出錯(cuò)或徇私舞弊的可能,使持卡人有可能進(jìn)入非授權(quán)區(qū)。
④ 卡證遺失會(huì)給合法持卡人帶來極大的不便。
3.指紋、掌形、虹膜等生物特征識別技術(shù)
與前兩種識別技術(shù)相比,基于人體生物特征識別技術(shù)的安全性顯然要高得多。
基于指紋識別技術(shù)的系統(tǒng)從實(shí)際應(yīng)用來看,還存在著如下幾個(gè)方面的問題:
① 要求用戶配合程度高,在指紋采集過程中需要直接接觸指紋采集儀,易產(chǎn)生被侵犯的感覺,導(dǎo)致用戶對指紋識別技術(shù)的接受度降低;
② 部分用戶的指紋難以采集,存在著較高的系統(tǒng)拒絕錄入率問題;
③ 實(shí)驗(yàn)表明,指紋存在著被他人復(fù)制的可能,這無疑降低了系統(tǒng)的安全性。
基于掌形、虹膜識別技術(shù)的識別精度比指紋識別技術(shù)要高,但仍存在著要求用戶配合的問題,要使用專用設(shè)備、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn),難以成為市場主流產(chǎn)品。[nextpage]
4.人臉識別技術(shù)
在典型應(yīng)用環(huán)境下,人臉識別技術(shù)的識別精度可以達(dá)到與指紋識別技術(shù)相當(dāng)?shù)某潭龋溆脩粲押眯悦黠@要高于其它的幾種生物特征識別技術(shù)。其價(jià)格適中和優(yōu)越的性能更能獲得用戶的認(rèn)可。同時(shí),人臉識別技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)與數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的無縫集成,從而為門禁/出入控制系統(tǒng)提供了良好的審計(jì)、核查機(jī)制,大大地提高了系統(tǒng)的安全性和易用性。
對信息安全領(lǐng)域的重要意義
現(xiàn)有電子銀行的安全機(jī)制完全依賴于用戶帳號/密碼/CA數(shù)字證書。反病毒專家認(rèn)為,盡管網(wǎng)上銀行應(yīng)用了多種安全防范機(jī)制,如CA數(shù)字證書、防火墻、入侵檢測等,從理論上講是安全的,但是這種安全機(jī)制主要應(yīng)用在服務(wù)器上,對客戶端的安全卻疏于防范。因此,許多類似于網(wǎng)銀大盜的木馬病毒都是通過客戶端盜取用戶賬號和密碼,從而盜取網(wǎng)上銀行資金的。帳號/密碼作為一種私密信息,理應(yīng)僅為合法用戶一人掌握但實(shí)際上卻可以被復(fù)制/傳播,不管這種傳播是有意還是無意泄露,是合法還是非法盜取。CA數(shù)字證書的竊取難度雖然較大,但仍然無力阻止物理上可接觸該證書的非法攻擊或某類黑客攻擊。一旦非法人員竊取合法的帳號/密碼/CA數(shù)字證書后,網(wǎng)上銀行交易系統(tǒng)的安全機(jī)制便形同虛設(shè),事后審計(jì)結(jié)果也無從知曉交易人員的真實(shí)身份。因此,帳號/密碼/CA數(shù)字證書機(jī)制實(shí)際上無法防止他人非法盜取或非法授權(quán)。隨著網(wǎng)絡(luò)病毒和黑客工具的泛濫,網(wǎng)上銀行的安全形勢將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前,網(wǎng)上銀行最需要考慮的是如何保證客戶端的安全。中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(CNNIC)近日公布的相關(guān)調(diào)查報(bào)告顯示,不愿選擇網(wǎng)上銀行的客戶中有76%是出于安全考慮。安全因素已經(jīng)成為阻礙網(wǎng)上銀行業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸,解決這一問題迫在眉睫。
從上述分析不難得出如下結(jié)論:提升網(wǎng)上銀行的安全水平的關(guān)鍵是強(qiáng)化身份認(rèn)證機(jī)制。
人臉識別技術(shù)作為一種更為安全可靠的身份認(rèn)證手段,可以考慮將其與網(wǎng)上銀行現(xiàn)有安全機(jī)制進(jìn)行融合以解決目前網(wǎng)上銀行安全機(jī)制存在的諸多問題。在電子商務(wù)高速發(fā)展的行業(yè)背景下,解決這一問題無疑具有十分重大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)意義。在涉及到信息安全的其它領(lǐng)域,人臉識別技術(shù)同樣大有用武之地。
人臉識別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
不難看出人臉識別技術(shù)的廣擴(kuò)應(yīng)用前景。據(jù)粗略估計(jì),僅在中國大陸,在未來三年內(nèi)有望形成年銷售額過百億,并在未來十年內(nèi)(2015年)則有望形成年銷售額過千億的市場規(guī)模。
結(jié)語
綜上所述,人臉識別技術(shù)對于維護(hù)國家安全和社會(huì)穩(wěn)定、打擊各類犯罪活動(dòng)具有十分重大的意義。在新興的信息安全應(yīng)用領(lǐng)域,人臉識別技術(shù)提供了一種更為安全可靠易用的身份鑒別手段,從而提升了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的安全性能,有效地遏止各類網(wǎng)絡(luò)違法犯罪活動(dòng)。同時(shí),人臉識別技術(shù)在傳統(tǒng)的安防領(lǐng)域可以便捷的與原有技術(shù)實(shí)現(xiàn)緊密的結(jié)合,大大提升原有系統(tǒng)的智能化程度、安全性及易用性,拓展了原有系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,從而促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。