隨著生物識(shí)別技術(shù)的逐步規(guī)模化應(yīng)用,其應(yīng)用系統(tǒng)也逐漸從簡(jiǎn)單商業(yè)、消費(fèi)類產(chǎn)品向涉及公共安全、國(guó)家安全等的大中型系統(tǒng)發(fā)展。而在這樣的大中型系統(tǒng)應(yīng)用中,業(yè)內(nèi)多采用多重生物識(shí)別技術(shù)。本文即介紹多重生物識(shí)別技術(shù)的技術(shù)、優(yōu)勢(shì)、主流企業(yè),以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),拋磚引玉,希望對(duì)您有所幫助。
經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用市場(chǎng)培育,生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在諸多應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)?;瘧?yīng)用。就中國(guó)市場(chǎng)而言,生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用在過(guò)去還主要是以其分支技術(shù)之一的指紋識(shí)別技術(shù)為主體,但是,隨著生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的逐漸普及和廣泛,應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)從簡(jiǎn)單的商業(yè)產(chǎn)品(如門禁、考勤等)和消費(fèi)類產(chǎn)品(如指紋門鎖、指紋U盤等)逐漸擴(kuò)展到涉及公共安全、國(guó)家安全及公共利益等的大中型系統(tǒng),如警用指紋/人臉自動(dòng)比對(duì)系統(tǒng)、生物特征護(hù)照系統(tǒng)、社會(huì)保險(xiǎn)系統(tǒng)、出入境管理系統(tǒng)等等。根據(jù)2007年的調(diào)查數(shù)據(jù),在全球生物識(shí)別的市場(chǎng)份額中,超過(guò)85%的營(yíng)業(yè)額是由這些大型系統(tǒng)貢獻(xiàn)的,而中國(guó)企業(yè)比較擅長(zhǎng)的小型商業(yè)和消費(fèi)類生物識(shí)別產(chǎn)品,如指紋門禁/考勤、指紋門鎖等,在全球生物識(shí)別市場(chǎng)總份額中的比例不超過(guò)10%。
大中型生物識(shí)別系統(tǒng)主要是指生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模在10萬(wàn)以上的系統(tǒng),而最大型的系統(tǒng)其數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模已經(jīng)過(guò)億。這些龐大的系統(tǒng)給生物識(shí)別技術(shù)帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn),要應(yīng)對(duì)這樣大型的系統(tǒng),需要解決識(shí)別的速度和識(shí)別的準(zhǔn)確率問(wèn)題——目前業(yè)界的共識(shí)就是利用多重生物識(shí)別技術(shù)(Multi-biometrics)來(lái)解決這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
什么是多重生物識(shí)別技術(shù)?
人們常說(shuō),事物整體的表現(xiàn)往往優(yōu)于其各個(gè)組成部分表現(xiàn)之和。這種說(shuō)法在描述多重生物識(shí)別技術(shù)時(shí)非常合適。普通的生物識(shí)別系統(tǒng)是基于單項(xiàng)技術(shù)的——比如指紋識(shí)別、人臉識(shí)別或虹膜識(shí)別,他們的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是單一和有局限的。而多重生物識(shí)別是指將多種生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行整合應(yīng)用,其性能表現(xiàn)及可靠性和安全程度比單項(xiàng)技術(shù)更高。
一個(gè)傳統(tǒng)典型的多重生物識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)不同的采集器獲取各種生物特征數(shù)據(jù),例如指紋圖像、人臉圖像等,然后通過(guò)各自獨(dú)立的數(shù)學(xué)方程式(即所謂的“識(shí)別算法”)來(lái)決定這個(gè)指紋或人臉是否與數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的模板相匹配。如果通過(guò)其中一種識(shí)別算法未能得到明確的識(shí)別結(jié)果,可以再用另外一種算法進(jìn)行確認(rèn)。
多重生物識(shí)別技術(shù)還有另外一種形式,即所謂的“融合生物識(shí)別技術(shù)”(fused biometrics),這是多重生物識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域的最新趨勢(shì)。與傳統(tǒng)典型的多重生物識(shí)別系統(tǒng)相同,融合生物識(shí)別系統(tǒng)也通過(guò)各種獨(dú)立的或多種采集方式合而為一的采集器,來(lái)采集不同的生物特征(如指紋、人臉圖像、虹膜圖像等)。它們的區(qū)別在于如何分析和判斷這些特征值。傳統(tǒng)上是分別使用不同的生物識(shí)別算法處理不同的生物特征,各自分別得出獨(dú)立的結(jié)果(如用指紋識(shí)別算法分析指紋,用人臉識(shí)別算法分析人臉圖像,各自得出指紋比對(duì)和人臉比對(duì)的判斷結(jié)果)。而融合生物識(shí)別系統(tǒng)則是將采集到的各種不同的生物特征,用所謂的融合算法統(tǒng)一處理,根據(jù)多重生物識(shí)別技術(shù)的綜合判斷得出最終的識(shí)別結(jié)果。這樣的處理方式和結(jié)果更快速、準(zhǔn)確率更高,并且系統(tǒng)可擴(kuò)展性更好,最終使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到新的安全高度。[nextpage]
能提供多重生物識(shí)別技術(shù)的知名供應(yīng)商目前還不多見(jiàn),他們提供的多重生物識(shí)別系統(tǒng)主要有幾種形式:如大昂公司(DAON)及圖像軟件系統(tǒng)公司(ImageWare System),他們提供中間件軟件,在采集點(diǎn)使用多種生物識(shí)別采集設(shè)備,將多種生物特征數(shù)據(jù)和識(shí)別技術(shù)集成為一個(gè)完整的系統(tǒng);還有如安全識(shí)別公司(Securimetrics),他們建立一種基于多種采集技術(shù)合而為一的一體設(shè)備系統(tǒng),比如將指紋采集芯片、人臉圖像采集鏡頭、虹膜采集鏡頭合而為一的采集設(shè)備,該系統(tǒng)能夠讓操作者在識(shí)別目標(biāo)時(shí)擁有多種選擇,同時(shí)得到比采用單一生物識(shí)別技術(shù)更高的安全性;美國(guó)Identix公司的人臉識(shí)別技術(shù),其技術(shù)將復(fù)雜的面部皮膚模式分析與人臉特征識(shí)別融合,達(dá)到了更高的準(zhǔn)確率;將基于照片的人臉識(shí)別算法與指紋或虹膜識(shí)別技術(shù)結(jié)合,其商業(yè)應(yīng)用價(jià)值也極具潛力,特別是那些對(duì)目標(biāo)識(shí)別準(zhǔn)確性要求甚高的應(yīng)用,如信用卡交易管理,災(zāi)難調(diào)查,刑事偵查等。另外,神網(wǎng)科技公司(Neurotechnology Ltd)提供的大型生物識(shí)別算法軟件開(kāi)發(fā)包MegaMatcher SDK則是一種融合了指紋識(shí)別和人臉識(shí)別算法的產(chǎn)品,筆者在本文作簡(jiǎn)單介紹。
MegaMatcher SDK
MegaMatcher SDK可以單獨(dú)使用指紋識(shí)別或人臉識(shí)別,也可以融合兩種算法,提高系統(tǒng)速度和安全性。這種融合算法尤其適用于大型的政府公共項(xiàng)目,如護(hù)照系統(tǒng)、簽證系統(tǒng)、出入境管理系統(tǒng)、選舉系統(tǒng)等等,這些系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)確性、可靠性的要求極高。而實(shí)施此類系統(tǒng)的迫切性正日趨強(qiáng)烈,因?yàn)樵S多國(guó)家,包括美國(guó)和歐盟國(guó)家,都已經(jīng)將生物特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到護(hù)照、身份證、簽證以及其他個(gè)人檔案中,而且越來(lái)越多的國(guó)家正在快速跟進(jìn)。
這種技術(shù)的另一個(gè)重要用途,是在大型指紋/人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中尋找可匹配記錄,如警方的刑偵應(yīng)用系統(tǒng),這類系統(tǒng)需要速度極高的比對(duì)匹配算法。神網(wǎng)科技公司將自己的MegaMatcher算法軟件產(chǎn)品,與HP公司的ProLiant DL服務(wù)器硬件產(chǎn)品相結(jié)合,構(gòu)建起每秒1000萬(wàn)枚指紋的高速比對(duì)系統(tǒng)。該公司的另外一項(xiàng)產(chǎn)品MegaMatcher加速器(MegaMatcher Accelerator),更可以在簇計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中替代和節(jié)省大量的服務(wù)器結(jié)點(diǎn),比如單獨(dú)使用指紋識(shí)別功能時(shí),加速器的應(yīng)用可以替代1000個(gè)MegaMatcher 2.1服務(wù)器節(jié)點(diǎn),而在使用指紋/人臉識(shí)別融合算法時(shí)則可以節(jié)省25個(gè)節(jié)點(diǎn)。
采用多重生物識(shí)別技術(shù)的理由
選擇多重生物識(shí)別技術(shù)最根本的原因就是高安全要求,多重生物識(shí)別可以有效降低非法入侵者進(jìn)入系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是信用卡的使用,多重生物識(shí)別技術(shù)可以有效阻止那些技術(shù)高超的職業(yè)罪犯。
另一個(gè)重要原因,是多重生物識(shí)別技術(shù)更高的識(shí)別準(zhǔn)確率。正如神網(wǎng)科技公司CEO奧吉曼塔斯先生所說(shuō):“雖然單項(xiàng)生物識(shí)別技術(shù)也能達(dá)到較高的安全性,但多重生物識(shí)別技術(shù)能將安全性和可靠性大幅提升。”
第三個(gè),也是最現(xiàn)實(shí)的理由,多重生物識(shí)別技術(shù)解決了系統(tǒng)的整體實(shí)用性。每種單項(xiàng)生物識(shí)別技術(shù)固有的特點(diǎn)都影響其系統(tǒng)的整體實(shí)用性和可靠性。例如,使用指紋識(shí)別技術(shù)時(shí),如果用戶手部有殘缺的,或一個(gè)虹膜識(shí)別系統(tǒng),遇到盲人用戶,又或者是人臉識(shí)別,某用戶面部被嚴(yán)重?zé)齻@些基于單項(xiàng)生物識(shí)別技術(shù)的系統(tǒng),經(jīng)常因?yàn)槟承┨厥獾氖褂谜?,而影響其整體的實(shí)用性和安全性(系統(tǒng)將為不能使用的個(gè)別用戶安排妥協(xié)的方法,例如為不能使用指紋的用戶安排密碼,從而導(dǎo)致整體系統(tǒng)安全性降低)。很明顯,多重生物識(shí)別技術(shù)的引入,使這個(gè)問(wèn)題立刻迎刃而解。[nextpage]
多重生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)和市場(chǎng)機(jī)會(huì)
以下是對(duì)生物識(shí)別主要產(chǎn)品和應(yīng)用的分類:
·商業(yè)應(yīng)用(Commercial Use):主要包括考勤、門禁(企業(yè)應(yīng)用)、鎖類、邏輯門禁(驗(yàn)證授權(quán)等)、智能卡應(yīng)用等。主要客戶為商業(yè)企業(yè)及政府機(jī)構(gòu);
·司法應(yīng)用(Enforcement Applications):司法鑒證系統(tǒng)(指紋、人臉自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等),主要客戶為司法機(jī)構(gòu);
·公眾項(xiàng)目應(yīng)用(Civil Applications):醫(yī)療、教育、社會(huì)保險(xiǎn)等應(yīng)用。主要客戶為政府及公營(yíng)機(jī)構(gòu);
·公共與社會(huì)安全應(yīng)用(Public Security Applications):證照(身份證、護(hù)照等)系統(tǒng)、出入境控制系統(tǒng)、黑名單追蹤系統(tǒng)、敏感崗位任職人員背景調(diào)查系統(tǒng)、門禁(高端門禁)系統(tǒng)等,其主要客戶為政府、公營(yíng)及司法機(jī)構(gòu); ·個(gè)人消費(fèi)類應(yīng)用(Consumables):門鎖、與PC、PDA、手機(jī)及其他IT產(chǎn)品等的結(jié)合應(yīng)用、玩具、家電等,主要客戶為個(gè)人消費(fèi)者。
而根據(jù)國(guó)外市場(chǎng)和中國(guó)市場(chǎng)的不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2007年上述各類產(chǎn)品及應(yīng)用的市場(chǎng)份額大致包括:商業(yè)應(yīng)用:7.5%,司法應(yīng)用:45.6%,公眾項(xiàng)目:21.6%,公共安全:23.5%,消費(fèi)類:1.8%。
從圖1可看到,占市場(chǎng)主導(dǎo)地位的是司法應(yīng)用、公眾項(xiàng)目及公共安全類應(yīng)用,它們的合計(jì)份額超過(guò)90%。而這些主流應(yīng)用,恰恰都是基于大中型數(shù)據(jù)庫(kù)的生物識(shí)別系統(tǒng)?;诟甙踩院蜏?zhǔn)確率的考慮,這些系統(tǒng)將越來(lái)越多的采用多重生物識(shí)別技術(shù),尤其是指紋、人臉和虹膜識(shí)別三中技術(shù)的結(jié)合。
例如2007年在薩爾瓦多共和國(guó)投入使用的護(hù)照和出入境管理系統(tǒng),就采用了神網(wǎng)科技公司的MegaMatcher 多重生物識(shí)別技術(shù)(指紋和人臉識(shí)別),目前該系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)一步擴(kuò)展到該國(guó)的刑事偵查鑒證、監(jiān)獄管理等應(yīng)用。
孟加拉國(guó)2007年全國(guó)大選,選民身份識(shí)別系統(tǒng),也采用了多重生物識(shí)別技術(shù),他們采用的也是神網(wǎng)科技公司的MegaMatcher多重生物識(shí)別融合算法(指紋和人臉識(shí)別),圖2為孟加拉國(guó)全國(guó)選民身份識(shí)別系統(tǒng)界面。
全球主要的生物識(shí)別技術(shù)和方案供應(yīng)商如L-1、Sagem、NEC、Cogent等,他們的技術(shù)和市場(chǎng)方向大都轉(zhuǎn)移到了大中型應(yīng)用項(xiàng)目,而且不約而同的,他們?nèi)纪ㄟ^(guò)購(gòu)并、重組等方式,擁有了多種生物識(shí)別技術(shù),都可以提供和實(shí)現(xiàn)多重生物識(shí)別產(chǎn)品和方案。[nextpage]
“如果有人說(shuō)多重生物識(shí)別技術(shù)的市場(chǎng)化才剛起步,我認(rèn)為那是嚴(yán)重的低估形勢(shì),”生物識(shí)別技術(shù)顧問(wèn)咨詢及方案供應(yīng)商——美國(guó)富爾克拉姆生物識(shí)別公司的CEO肯·諾斯卡先生如是說(shuō),“事實(shí)上,我相信未來(lái)5年這個(gè)市場(chǎng)將風(fēng)起云涌,我們可以預(yù)見(jiàn)這個(gè)領(lǐng)域中更多供應(yīng)商將會(huì)大量推出新設(shè)備和新軟件?!?/P>
市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將引領(lǐng)多重生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)入更多的政府和軍方應(yīng)用,但長(zhǎng)遠(yuǎn)看,更重要的市場(chǎng)演化方向則是,由于競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致技術(shù)和系統(tǒng)價(jià)格的大幅降低,從而使更多的商業(yè)應(yīng)用成為可能。越來(lái)越多的客戶已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到,相對(duì)于單項(xiàng)生物識(shí)別技術(shù),多重生物識(shí)別技術(shù)將帶來(lái)高很多的可靠性和準(zhǔn)確性——這將使他們更樂(lè)意選擇多重生物識(shí)別技術(shù),而非單項(xiàng)生物識(shí)別技術(shù)。
中國(guó)制造需強(qiáng)化技術(shù)與市場(chǎng)整合
多重生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用范圍之廣,將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的想象。唯一可確定的是,這是一個(gè)新興的技術(shù)和市場(chǎng),核心技術(shù)供應(yīng)商們正在努力發(fā)展和改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)及產(chǎn)品。對(duì)于中國(guó)廠商來(lái)說(shuō),如何抓住這個(gè)新的技術(shù)和應(yīng)用趨勢(shì),絕對(duì)是對(duì)自身技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)能力的考驗(yàn)。
正如我們看到的,中國(guó)生物識(shí)別產(chǎn)品廠商經(jīng)過(guò)十多年的努力,終于在全球生物識(shí)別領(lǐng)域占有了一席之地。但是業(yè)內(nèi)要清醒地認(rèn)識(shí)到,過(guò)去多年,企業(yè)并沒(méi)有將主要的力量去嘗試“啃”那些“難啃的骨頭”,目前大家所擅長(zhǎng)的只是那些對(duì)技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)能力要求較低的產(chǎn)品和應(yīng)用,如考勤、門禁、門鎖等——即便是這些產(chǎn)品,中國(guó)制造也是屬于中低端產(chǎn)品。須知,這些產(chǎn)品和應(yīng)用雖然也擁有很大的市場(chǎng)需求,但從整個(gè)生物識(shí)別應(yīng)用的大趨勢(shì)來(lái)看,它們正在被邊緣化——其正在成為棄之不舍、食之乏味的雞肋,尤其是中低端產(chǎn)品。這絕不是危言聳聽(tīng),國(guó)外生物識(shí)別大廠商從2006年就已經(jīng)開(kāi)始在這些簡(jiǎn)單產(chǎn)品上作戰(zhàn)略撤退。這絕不是我們可以沾沾自喜的時(shí)候——如何進(jìn)行技術(shù)和市場(chǎng)的整合,彌補(bǔ)我們的不足,跟上市場(chǎng)、技術(shù)發(fā)展潮流,才是中國(guó)制造的當(dāng)務(wù)之急。