无处不在的生物识别,你感受到了吗?


喜欢烧脑电影的朋友应该比较熟悉《碟中谍》系列,几乎每部“碟中谍”,都会引起生物识别领域的一场热烈讨论,比如每部影片刚开始男主角都会用虹膜解锁拯救世界的紧急任务,或戴着橡胶面具骗过人脸识别溜进克里姆林宫。

还有,在《碟中谍4》中特工哈纳韦戴着隐形眼镜式摄像头,手机中的面部识别软件,帮助他在茫茫人海中识别到迎面走来的美女是杀手,并且显示出杀手的姓名和相关信息,影片中的虹膜识别和人脸识别等黑科技都是属于生物识别技术。
生物识别是指通过计算机统计方法对我们独特的生物特征进行分析,研究领域主要包括面部、姿势、声音、虹膜、骨骼、个人习惯(例如敲击键盘的力度和频率)等识别,相应的技术有人脸识别、姿势识别、声音识别、虹膜识别等。

因为人类的生物特征具有唯一性、可以测量、可自动识别和验证、而且终身不变等特点,因此生物识别系统可以利用摄像头或传感器对生物特征进行取样,提取每个人身上唯一的特征并且转化成数字代码,并进一步将这些代码组成个体特征模版,储存在设备端,通过传感器搜集生物体征数据,根据匹配算法进行识别。
由于采集生物数据的微处理器和指纹传感器等各种电子元器件的成本不断下降,制造精度逐渐提高,生物识别系统开始应用于多种安全支付或商业授权。
人脸识别指利用分析比较人物视觉特征信息,进行身份鉴别的计算机技术。广义的人脸识别包括人脸图像采集、人脸识别预处理、身份确认以及身份查找等;狭义的人脸识别特指通过人物进行身份确认或者身份查找的系统。

目前,人脸识别技术已经比较成熟,国内的产业链也趋于完善,比如旷视科技(Face++)、商汤科技等。旷视科技(Face++)正在开发一种安全程度高,足以用于金融交易的人脸识别技术,Face++的技术也被警方广泛地用于监控,不像指纹或虹膜,需要人的直接接触才能扫描到,面部图像可以不知不觉地,甚至远距离就可以获得。
苹果公司在iPhone X上推出的面部识别系统,可以通过红外线和可见光扫描解锁手机。即使是在昏暗的光线下,或者你碰巧换了发型,做了整形手术或留了胡子,也能准确地识别你的身份。同理,日本NEC公司的研究人员正在对一个人的面部进行多次3D扫描后与记录在册的人脸进行快速配对,预计该系统将用于2020年的奥运会。
再比如,我们熟知的张学友演唱会到目前为止已经抓获8名“歌迷逃犯”,都是得益于人脸识别系统。
你的声音“出卖”了你
你知道吗?你的声音提供了有关你的心情,社会地位,教养,年龄,种族,体重,身高和面部特征,以及关于你周围环境的信息。

人在讲话时使用的发声器官,舌、牙齿、喉、肺、鼻腔在尺寸和形态方面每个人的差异很大,所以任何两个人的声纹图谱都有差异。这也使得声纹识别也可以称为身份认证的一种方式。新的机器学习技术,结合大量的录音数据集,研究人员可以通过聆听我们说话时产生的信号来识别人。
与其他生物特征相比,声纹识别的优势在于:声纹提取方便,可在不知不觉中完成,因此使用者的接受程度也高,而且获取语音的成本低廉,使用简单,一个麦克风即可,适合远程身份确认。
美国的Nuance Communications的驾驶舱语音识别系统,已经被福特、宝马、丰田、戴姆勒等众多世界领先汽车制造商所采用。这种技术甚至可以用来检测司机是否喝了太多酒,或者是否患有健康隐患,适不适合驾驶。

卡内基梅隆大学的研究人员发现了一种生成技术,可以只用声纹来生成说话者脸部的三维图像。美国海岸警卫队利用这项研究,识别那些耗时费力的虚假搜索和救援任务的恶作剧来电,该机构每年接收约150个恶作剧电话,这项技术已经协助确立了一起针对这类来电者的刑事案件。
现在虽然已经有一些声音识别产品进入市场,但使用起来还不太方便,主要是因为传感器和人的声音可变性都很大。另外,比起其他的生物识别技术,它使用的步骤也比较复杂。目前很多研究工作正在进行中,我们相信声音识别技术在未来几年将取得重大进展。
用手指“远程”控制电脑
想象一下,用你的手拿起一个虚拟物体,或者不用数据线就能控制一个远距离的机械手臂。手势识别技术开启了物理和数字领域之间的互动。
手势识别现在能通过识别我们的动作并代表我们做出决定。手势识别系统可以用于最新的用户界面NUI(Natural user interface)自然用户界面。比如,Leap Motion推出了一款体感控制器,用户可以用手指和手势控制自己的电脑。

今年初,谷歌手部跟踪产品Project Soli获得美国联邦通信委员会(FCC)批准,Project Soli是一种能够通过雷达检测手势的传感器,其功率水平超过现行规定,同时,FCC豁免用户在商用飞机上操作Soli设备。
Project Soli是谷歌先进技术和项目(ATAP)部门的产品。Soli提供了独特创新的输入方式,可以匹配AR可穿戴设备,识别手势。这种功能已成为HoloLens和Magic Leap One的用户交互的流行方式,将应用于AR智能眼镜。

该技术还可应用于智能手机、平板电脑、智能手表和音箱等产品。凭借其手部识别能力,Soli有望成为依赖图像传感器的手势识别技术的替代方案,这可能对Leap Motion的产品构成威胁。
从今年开始,我们将看到更多的手势控制器出来,让我们能够通过身体运动来控制机器。我们还将看到更多的应用程序,例如,通过记录我们的身体活动轨迹,来预测我们什么时候做事情最有效率。

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