从指纹识别到虹膜识别聚焦生物识别技术现状

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安防新闻  随着移动智能设备和应用的迅速发展,由于支付等特殊需求对**的要求提高,联网设备呈爆发式增长。而利用人体固有的生理特性(如指纹、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音等)来进行个人身份鉴定的生物识别技术,正逐渐成为移动设备的标配。

指纹识别两大重要技术指标

目前比较成熟的生物识别技术主要有三种:包括指纹、人脸、虹膜。在iphone5S采用指纹识别的推动下,经过短短时间的技术沉淀,从联想发布的ZUK手机,到大神发布的Note3,再到奇酷青春版,都标志着指纹识别技术已经从**旗舰机快速普及到了千元智能机中。作为指纹识别模组厂商的代表,韩国CT Park SeungYong预计在2016年智能手机的销量16亿,其中带有指纹识别模块的智能手机大概是7亿。 

图题:金鹏微控科技有限公司总经理萧旭峰博士

目前市面上的电容式指纹传感器已经非常多了,但是差异化很小,而且**级别普遍不够。金鹏微控科技有限公司(下称“JP Sensor”)总经理萧旭峰博士表示,为了达到更高的**级别,JP Sensor大概是除了新思之外,少数直接在指纹Sensor中做加密的公司。“JP Sensor指纹采集器内建有AES加密。(Advanced Encryption Standard,**加密标准是美国联邦政府通用的一种区块加密标准)”萧旭峰博士表示,经过AES加密后,输出的东西不是指纹图像,要用相应算法才能解开图形,这种加密方式经常应用在通讯领域,比如ATM机,输入输出的信号一定是做了加密处理。

除了**问题,电容传感器面临另一个常见问题是静电问题。萧旭峰博士表示,业界一般都有做防静电处理,一般ic是做8000v的,指纹识别传感器是做15000v的,JP Sensor则做了更高一层30000v的标准。

涉及到指纹识别芯片*重要的精准度问题,取决于几个因素:**个是CPU,速度够不够快,指令层够不够;**个是算法,这里涉及到拒真率(FRR)和认假率(FAR)两个指标。“业界厂商一般告诉你它的拒真率是千分之一,误认率是百万分之一,但这个是假设数据,实际上没有这么好的指标。”萧旭峰博士认为,指纹识别算法是非常复杂的,主要原理是通过手指的特征点来进行计算,通常要有二三十年的技术积淀才能成就一家算法公司。

“现在全球的指纹识别算法大部分来自两个地方,分别是前苏联的立陶宛和北韩。”因为要获得更准确的拒真率(FRR)和认假率参数,需要大量的指纹影响数据库做支持,而这两个地方的指纹采集是做得*好的。“现在手机采用的指纹识别,需要消费者多次按压才能采集完成。但如果按严格的**标准,可能要按压30~40次以上,这个体验消费者是不会接受的。”萧旭峰博士认为,要提升**标准,就必须要牺牲用户体验。而立陶宛和北韩的指纹采集就没有这方面问题。

手机指纹识别面积能否更小?

由于在手机等移动终端上,指纹识别的面积越来越小,目前苹果的指纹识别面积是88*88,在金融支付领域,一般是192*192,比如华为的Mate就是采用这个尺寸。未来手机指纹识别是否会越做越小呢?

“源自北韩的算法要做到120*120还是很有难度,因为采用特征值算法,到120*120这种就只剩下3~4个特征值,没有使用影像及特殊算法是很难算出来的。”萧旭峰博士解释道,特征值简单来说就是指纹图形中出现一个特征点,诸如Y节点,它能够算出x轴、y轴的位置,这就是一个特征值。人的一个手指头大概有20+个特征值,因为面积小能取到的特征值量就会笑,因此重复概率会非常高,也就是说认假率(FAR)会比较高。指纹识别面积做小,在成本上可能会更便宜,但过小也会带来**性的下降,萧旭峰博士认为苹果敢做这么小,是因为它敢自己承担风险,而其他厂商很难做到这一点。

面对国内指纹识别厂商处处受限于苹果的**问题,迈瑞微CTO李扬渊提出了三个应对方法。“*有效的风险规避就是不使用已授权的**技术:在同一理论框架下如果不使用必要电路一定导致产品品质降低,失去竞争力;另辟蹊径自立山头,则要面对来理论研究、产业化、市场化三方面的困难。次有效的风险规避是获取**持有人的授权:把**风险转换为成本代价,面临竞争力降低的风险;通过发展技术并进行技术授权交换,面临自主技术被竞争对手使用而降低自身竞争力的风险。先侵权后赔钱:把侵权技术经过层层封装隐藏,给**持有人的举证制造障碍,会增加硬件复杂度,提高成本;在**申请中变造甚至劣化了技术方案来制造‘差异化’,试图使用‘自有**’对抗**持有人,但**法庭往往不认可。”

更高**级别的虹膜识别

相比指纹识别,由于虹膜识别具有更高**级别,因此在金融支付、门禁**等更高等级的**领域,已经开始大量采用虹膜识别。人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔晶状体、视网膜等部分组成。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。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后,在整个生命历程中将是保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的**性,同时也决定了身份识别的**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。

图题:北京释马大华科技有限公司**销售经理赵阔

“如果说指纹识别的特征点在15~20几个左右,人脸识别的特征点在10个左右,那么虹膜识别的特征点会达到266个之多。”北京释马大华科技有限公司**销售经理赵阔认为,由于具有极高的生物**性(仅次于DNA识别),未来在智能家居、车联网、婴幼儿教育、教育考试身份认证等领域,虹膜识别有着广阔的应用前景。据介绍,目前释马大华的指纹识别模组匹配速度已经可以达到0.01秒。

目前的虹膜识别技术,主要是用于远距离、多模态、高通量的固定方式,对于新的移动与近距离的应用方式,有一定的挑战:比如复杂光线环境下,微型成像模块生成虹膜图像的质量,虹膜识别算法的公开评测等等。不同人种,所对应的虹膜识别算法也不相同。

“我们能够保证我们的**度到亿万级的级别,这是因为我们可以支持印度8.5亿的虹膜数据库。”赵阔表示,目前虹膜识别的算法上区别不大,主要的技术指标来自于数据库的量级。国内目前对于虹膜生物识别,还没有从政策层面出台相关法规,因此缺乏足够的数据库。他表示,印度在建立全民的虹膜身份证,而释马大华与Intel合作已经中标了这个政府项目。

在手机领域,2015年日本DOCOMO联合富士通发布了全球首款虹膜智能手机,其中的硬件模组由舜宇提供,算法由美国公司提供。今年初上市的中兴手机天机3和vivo X5pro,都声称有眼球识别,用词比较模糊,实际上这两款手机都是眼纹识别,在**度上与虹膜识别还有一定距离。“以后手机厂商要在印度市场做虹膜识别的,可以直接来找我们。目前的规划是今年年底,我们针对手机厂商会出500万颗模组。”

生态系统成为虹膜识别普及阻碍

“我们跟腾讯、京东、乐视、基于大数据应用的合作,还有一个是跟银联建立了一定的联系,打通整个虹膜支付的渠道。”赵阔表示,虹膜技术发展很短,真正市场化和产品化也只有这几年。虹膜识别要普及目前面临的*大挑战是生态系统以及应用,而不是产品本身。此外,未来如何降低虹膜识别方案的成本也是一大挑战。

北京中科虹霸科技有限公司总经理马力认为,指纹识别产业链成熟更早,虹膜识别发展比较晚,未来应该从金融平台、终端公司、硬件平台、操作系统各个层面推进虹膜生态链的建设。

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