近期于雜志媒體上看到業(yè)內(nèi)人士在探討生物識別產(chǎn)業(yè)時提到：生物識別未來可能陷入困境，筆者頗有感慨，于是有感而發(fā)撰寫此文。文章主要從國內(nèi)生物識別技術(shù)目前的技術(shù)進(jìn)展、應(yīng)用現(xiàn)狀、研發(fā)上面臨的種種挑戰(zhàn)、未來應(yīng)用前景等方面進(jìn)行展望。希望通過本文的拋磚引玉，激發(fā)業(yè)內(nèi)外技術(shù)開發(fā)人員的創(chuàng)造激情，同時歡迎各位發(fā)表不同的觀點(diǎn)。

    計(jì)算機(jī)視覺是當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的一個非?；钴S的領(lǐng)域，該學(xué)科旨在為計(jì)算機(jī)和機(jī)器人開發(fā)出具有與人類相當(dāng)?shù)囊曈X能力。各國學(xué)者對于計(jì)算機(jī)視覺的研究始于20世紀(jì)60年代初，但相關(guān)基礎(chǔ)研究的重要進(jìn)展則是在80年代以后取得的。眾所周知，計(jì)算機(jī)視覺和模式識別作為機(jī)器智能的核心，一旦和交叉領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合就能展示出亮點(diǎn)和特色。

    近年來，國內(nèi)外關(guān)于生物識別技術(shù)的討論與開發(fā)風(fēng)起云涌，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的不斷提高，處理速度的加快，過去想象中的夢幻都相繼成為事實(shí)。中國讓外國人瞠目的“北斗星”、無人駕駛汽車、機(jī)器人就是例子。

    美國“911”和英國“倫敦大爆炸”說明，現(xiàn)代社會是一個人口密集、高度復(fù)雜的社會，面臨的突發(fā)事件和異常事件越來越多，其監(jiān)控的難度與重要性也越來越突出。為此，世界各國政府和學(xué)者已開始密切關(guān)注新一代的監(jiān)控技術(shù)，智能視覺監(jiān)控的研究也被提到議事日程上。

生物識別的需求領(lǐng)域在拓寬
    我國目前正處于建國成立以來最突出的社會轉(zhuǎn)型期，在國際大形勢下，社會穩(wěn)定、公共安全面臨著前所未有的新挑戰(zhàn)。

    隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，以城市交通管理為例，機(jī)動車輛和駕駛員保有量的迅猛增長，交通出行帶來的交通流量急劇增加，使得交通堵塞、交通事故、肇事逃逸、機(jī)動車盜搶、以機(jī)動車為工具流竄作案等案件的頻發(fā)，給人民的生命財產(chǎn)造成了極大的危害，成為我國城市道路交通管理中頗受困擾的突出難題。以2002年全國的77萬起交通事故為例，共死亡11萬人，相當(dāng)于一個北京工人體育場的可容納觀眾人數(shù)，造成直接經(jīng)濟(jì)損失超過33億，相當(dāng)于10座立交橋的建設(shè)投資；2003年8月5日零時，北京西四環(huán)主路上，一輛高速行駛的銀灰色捷達(dá)車，將豐臺交通支隊(duì)民警嚴(yán)重撞傷，肇事車當(dāng)場逃逸，根據(jù)目擊者的舉報，公安干警對全市同類車輛逐一排查，通過長時間努力仍無結(jié)果，4個月后，肇事者出于心理重大壓力而自首。

    面對新時期交通管理的特點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)對案件的快速偵破查處，有效打擊犯罪，減少人民群眾的損失，成為提高公安交通管理部門管理水平、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求面臨的一大課題。對于交通肇事逃逸案件的頻繁發(fā)生，除了加強(qiáng)社會道德教育、加大懲罰力度以外，技術(shù)手段的實(shí)施以及所產(chǎn)生的威懾力量便成為當(dāng)務(wù)之急。

    眾所周知，美國“911”和英國連環(huán)大爆炸事件以后，基于國際反恐的需要，智能視覺監(jiān)控、生物特征識別等公共安全技術(shù)備受關(guān)注，世界各國紛紛將其列入重要的研究計(jì)劃。曾有報導(dǎo)：美國正在發(fā)展實(shí)施一項(xiàng)代號為“戰(zhàn)區(qū)觀察”的計(jì)劃，旨在通過這項(xiàng)計(jì)劃發(fā)展城市監(jiān)控系統(tǒng)，幫助美國保護(hù)軍隊(duì)、并保證其在境外展開戰(zhàn)斗。這項(xiàng)計(jì)劃利用高科技計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以自動識別被監(jiān)督車輛的型號、顏色、形狀和牌照，甚至可以通過被拍下的駕駛員及乘客面貌識別其身份，從而實(shí)現(xiàn)對參與恐怖活動車輛的辨別和控制。[nextpage]

    至于目前部分業(yè)內(nèi)專家及學(xué)者提到的生物識別引發(fā)的隱私問題，筆者認(rèn)為，在維護(hù)國家安全、保障社會穩(wěn)定與代表商業(yè)利益的隱私、人權(quán)之間的選擇只能是唯一的。

    美國在使用生物識別技術(shù)上侵犯的不僅僅是個人的隱私，為了國家安全，不惜侵犯的還有人身的健康（如骨骼識別技術(shù)）。這恰恰是某些大國打著“人權(quán)”的旗號，壓制發(fā)展中國家的伎倆。在大談“自由、人權(quán)”的虛假偽裝下，西方世界其實(shí)沒有一刻停止過侵犯人權(quán)的技術(shù)研究和開發(fā)。

為生物學(xué)開辟新路，與交叉領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合
    大家公認(rèn)的英文Biometrics，通常被譯為生物識別。這個單詞是由希臘文的bios（生命、生物體）加上metrics（計(jì)量、測度）而成，也被翻譯為生物測定學(xué)，解釋為：測度生物體上特征的學(xué)問。

    在通常的理解中，生物識別常常被解釋為是通過計(jì)算機(jī)對人體所固有的生理特征或行為特征來進(jìn)行個人身份鑒定。常用的生物特征包括指紋、掌紋、虹膜、面部、聲音、筆跡等。由于身份識別是人們?nèi)粘Ｉ钪袔缀趺繒r每刻都需要相互證明的基本現(xiàn)象，因此被人們廣泛重視。

    到目前為止，出于安全、方便的原因，世界上的學(xué)者往往把生物識別技術(shù)的應(yīng)用集中在身份認(rèn)證上。各種學(xué)術(shù)論著，總是把生物識別給人類的工作與生活帶來的成就歸結(jié)在準(zhǔn)確地區(qū)分出每一個人上。但是，傳統(tǒng)的身份識別方法正越來越受到局限和限制。2002年美國一位聯(lián)邦法官作出“指紋鑒定不科學(xué)”的裁決，推翻了英國科學(xué)家高爾頓“在640億人中才能找到一對特征完全相同的指紋”的定論就是一例。

    不容置疑的事實(shí)是，當(dāng)幾乎所有的生物識別研究者在熱衷于利用全部精力和技術(shù)證明人體識別特征的時候，計(jì)算機(jī)視覺和模式識別的領(lǐng)域已經(jīng)向更新更高的層面發(fā)展了。近年來，世界眾多學(xué)者提出“生物學(xué)開辟新路（Biology Outside the Box）”的概念，努力以計(jì)算機(jī)視覺和模式識別作為機(jī)器智能的核心，嘗試與交叉領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合，將本世紀(jì)生物和信息這兩大熱門技術(shù)交匯融合為一體，在新領(lǐng)域展示出亮點(diǎn)和特色。本人參與開發(fā)的“車輛外形自動識別技術(shù)”的突破恰恰證明了這一點(diǎn)。

    我國的科技人員在生物識別技術(shù)上奮斗了若干年，目標(biāo)很明確，彎路沒少走。

    筆者注意到，作為國內(nèi)生物特征認(rèn)證技術(shù)研究龍頭單位的中科院自動化所，其組織的IEEE視覺監(jiān)控專題討論會已經(jīng)舉辦了四屆，收錄了大量智能視覺監(jiān)控領(lǐng)域內(nèi)的最新研究成果。作為一名多年從事城市交通管理的工程師，筆者也注意到，中科院自動化所早已將“智能交通技術(shù)和視覺技術(shù)的結(jié)合”作為研發(fā)課題，并于2004年1月開立“基于三維模型的車輛定位與跟蹤”的在研課題，開始對基于交通場景的智能視覺監(jiān)控的研究。

    不能說我們的研究人員在回避世界性技術(shù)難題，盡管難題確實(shí)存在。但當(dāng)成功者已經(jīng)將成果應(yīng)用在各個領(lǐng)域之中并發(fā)揮重要作用時，誰還能否定識別技術(shù)的定義呢？從廣義的角度理解，從一只水杯到一輛汽車，從一只香煙到一枚導(dǎo)彈，無一不留下人類創(chuàng)作行為的特征和痕跡，將識別范圍擴(kuò)展到這些領(lǐng)域，無疑會具有重大的意義。這就是筆者在《生物識別與測量技術(shù)在現(xiàn)代交通管理中的開發(fā)應(yīng)用探討》一文中提供“生物識別與交通應(yīng)用分類”框圖的目的（如圖1）。

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技術(shù)研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)
    智能視覺監(jiān)控的研究對象很廣泛，理論上說，凡是動態(tài)場景中的運(yùn)動目標(biāo)都可以作為被研究對象。但人們的理想和現(xiàn)實(shí)的差距是要通過努力、辛勤換來的。

    筆者曾經(jīng)在車輛牌照自動識別的基礎(chǔ)上，與國內(nèi)專門研究機(jī)構(gòu)、著名大學(xué)、專業(yè)研發(fā)公司提出識別移動物體特征的想法和思路，但是幾個月后，研發(fā)均無結(jié)果。其中的困難來自：技術(shù)人員開設(shè)的課題往往得不到關(guān)鍵的支持；國內(nèi)缺少有力的軟件保護(hù)措施；舒適的生活條件和艱苦研發(fā)的沖突，我們似乎缺少些什么。于是，高新技術(shù)的研發(fā)變得漫漫無期，年度科研計(jì)劃暫停、延緩，無奈之下，有識之士大批外流。于是，在痛感創(chuàng)新之“容易”和成功之艱難之際，也切身體驗(yàn)了創(chuàng)造理論和身心投入的痛苦和快樂。

    多年來，國內(nèi)習(xí)慣按照外國人的思路跟行，在生物識別領(lǐng)域也是如此，我們跟隨著他們的理解，稱為“根據(jù)人體生理特征和行為特征來識別身份的技術(shù)”，根據(jù)指紋、掌紋、虹膜、面部、力度、筆跡等出現(xiàn)了一大批識別技術(shù)，而實(shí)際上由國人真正發(fā)明出來的少之又少。

    眾所周知，保持科技工作者先進(jìn)性的最好方法就是在最高級別的國際會議上發(fā)表文章。目前，計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域影響最大的兩個學(xué)術(shù)會議是由IEEE每年主辦的CVPR（國際計(jì)算機(jī)視覺與模式識別大會）和逢奇數(shù)年舉辦的ICCV（國際計(jì)算機(jī)視覺大會），兩者都是被國際公認(rèn)的計(jì)算機(jī)視覺和模式識別方面水平最高的會議。于是各類與國際水平接軌的計(jì)算機(jī)視覺和模式識別論文每年都發(fā)表在國際學(xué)術(shù)會議上，成為中國學(xué)術(shù)界評價學(xué)者水平的重要標(biāo)志。任務(wù)完成了，學(xué)位拿到手，課題開展了，卻沒有任何進(jìn)展，也無人追究與過問。陳舊的理論推導(dǎo)和傳統(tǒng)保守思維對現(xiàn)代科研進(jìn)程毫無幫助，重復(fù)的試驗(yàn)過程和前途無望的課題令人意冷，終于在2009年爆出有院士參與的國際醫(yī)學(xué)論著涉及“抄襲”丑聞，令人汗顏赤面。因此引發(fā)了人們對中國自基礎(chǔ)至高深科研水準(zhǔn)的強(qiáng)烈關(guān)注。

    中國科協(xié)副主席、中國科學(xué)院常務(wù)副院長白春禮院士在“2007年中國科協(xié)學(xué)術(shù)建設(shè)發(fā)布會”上，對我國自主創(chuàng)新與發(fā)達(dá)國家的差距精辟總結(jié)認(rèn)為，目前的研究工作存在著“三多三少”現(xiàn)象：證明西方學(xué)者提出的假說和理論的研究多，提出我國自己的假說和理論少；單一學(xué)科封閉式研究多，真正意義上的多學(xué)科交叉與綜合集成研究少；模仿性研究多，獨(dú)創(chuàng)性的成果少。

前途光明
    2005年7月12日，在北京20萬計(jì)算機(jī)網(wǎng)民遭遇突然斷網(wǎng)帶來的前所未有的災(zāi)難時，北京豐臺云崗地區(qū)的一個紅綠燈路口，正在進(jìn)行著一次對生物識別領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響的革命性試驗(yàn)。

    “識別正確！” “識別正確！”??隨著各類車輛的飛駛而過，在計(jì)算機(jī)屏幕上隨即顯示出來的快速比對結(jié)果：“奧迪”、“桑塔納”、“捷達(dá)”、“羚羊”、“東風(fēng)”??操作員興奮地一一宣布識別結(jié)果。

    “我們成功了！”
    在有資料可查的、到目前為止尚沒有商品化的計(jì)算機(jī)圖像自動處理與識別技術(shù)終于誕生了；計(jì)算機(jī)視覺與模式識別領(lǐng)域中的重大突破實(shí)現(xiàn)了。
（以上內(nèi)容摘自《中國交通信息產(chǎn)業(yè)》2005年第十一期） [nextpage]

    2004年，在項(xiàng)目主創(chuàng)者的指導(dǎo)下，北京某外企公司毅然接受了這一挑戰(zhàn)，組織了由大學(xué)教授、計(jì)算機(jī)專家、圖像處理專家等參加的攻關(guān)隊(duì)伍，試用各種技術(shù)手段，采集數(shù)十萬張基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖片，歷經(jīng)18個月的研發(fā)，失敗、修改、再失敗、再修改，反復(fù)調(diào)整技術(shù)方案、反復(fù)更換硬件設(shè)備，使系統(tǒng)自動識別正確率不斷提高，從開始的60%一直達(dá)到項(xiàng)目主創(chuàng)者提出的“必須超過80%”的當(dāng)前水平。

    這個被命名為“車輛特征識別與測量解決方案”（Vehicle Characteristic Biometrics Measure Solution Project，縮寫VCBMS）的系統(tǒng)已經(jīng)通過國家級標(biāo)準(zhǔn)測試，并取得國家發(fā)明專利申請。

    2003年，筆者以在交通管理行業(yè)從事技術(shù)工作近30年的經(jīng)驗(yàn)，曾在《中國交通信息產(chǎn)業(yè)》發(fā)表《生物識別與測量技術(shù)在現(xiàn)代交通管理中的開發(fā)應(yīng)用探討》一文，就生物識別領(lǐng)域的定義及識別技術(shù)在交通管理中的多種應(yīng)用進(jìn)行探討，并預(yù)見在不久的將來會出現(xiàn)的結(jié)果，真切盼望“通過本文的拋磚引玉，激發(fā)起業(yè)內(nèi)外技術(shù)開發(fā)人員的創(chuàng)造激情，敢于走前人沒走過的路，攀前人沒有涉足過的峰，在交通事業(yè)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)程中，留下自己一串閃光的腳印?！蔽暮蠊P者不無感慨地呼吁：“廣大從事交通科研的研發(fā)、工程技術(shù)人員，應(yīng)克服困難、樹立信心、刻苦鉆研、不懈努力，要向研發(fā)‘兩彈一星'的科研人員學(xué)習(xí)，具有遠(yuǎn)離安逸、甘于寂寞、耐受艱苦和頑強(qiáng)不息的奉獻(xiàn)精神。在前人鋪墊的道路和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，繼續(xù)擴(kuò)大知識領(lǐng)域，‘超思維'、‘換角度'、調(diào)整思路，瞄準(zhǔn)填補(bǔ)技術(shù)空白、占領(lǐng)科技高峰的目標(biāo)，為交通事業(yè)、為人類進(jìn)步做出貢獻(xiàn)?！?

    2007年，筆者收到《第四屆中國國際機(jī)器視覺展覽會暨第四屆機(jī)器視覺技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用研討會》VisionChina 2007即將召開的通知，看過之后，異常興奮，終于等到了這一天！

    正如邀請函中所云：“一場視覺國產(chǎn)品牌風(fēng)暴即將席卷而來”，自認(rèn)為已經(jīng)卷入這場“風(fēng)暴”的我，立即表態(tài)愿意“與廣大參會代表一起探討自主知識產(chǎn)權(quán)對于行業(yè)發(fā)展的重要性，為中國機(jī)器視覺的‘中國制造'之路出謀劃策?！?

    在2007年6月“第四屆中國國際機(jī)器視覺工業(yè)應(yīng)用研討會”和2008年11月“第五屆中國國際機(jī)器視覺展覽會暨研討會”兩次會上，筆者關(guān)于車型識別的介紹打破了沉寂的例會氣氛，贏得與會者熱烈響應(yīng)，這說明大家對該領(lǐng)域投入熱切關(guān)注。

    在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)發(fā)展過程中，也確實(shí)充滿了荊棘，更充滿了挑戰(zhàn)。只有那些既有實(shí)力又敢于開拓并能付出辛勤勞動的先行者，才能在未來無限的產(chǎn)業(yè)機(jī)會中取得主動權(quán)，占領(lǐng)制高點(diǎn)。

    借一句話以勉勵各位及我自己：跟隨別人，不愿超越，永遠(yuǎn)得不到第一。