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、移動電話10億美元和取款機30億美元。采用生物識別技術進行個人身份鑒定,取代傳統(tǒng)的使用鑰匙、身份證、密碼等方法,可廣泛應用于銀行、機場、公安等領域的出入管理。
據各種組織和機構的報告,2005年全球生物識別市場總規(guī)模大約為56億美金,同時國內生物識別市場的總容量大約在3.5個億的市場規(guī)模。保守地估計到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、邊境、口岸、民航、保險以及社會安防、民用安防等領域,急需人臉識別的相關產品來填補市場空白。
人臉識別技術優(yōu)勢
人臉識別作為一種新興的生物特征識別技術(Biometrics),與虹膜識別、指紋掃描、掌形掃描等技術相比,人臉識別技術在應用方面具有獨到的優(yōu)勢:
1.使用方便,用戶接受度高。人臉識別技術使用通用的攝像機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。人臉識別技術所使用的依據是人的面部圖像,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、審計,“以貌取人”符合人的認知規(guī)律。
3.識別精確度高,速度快。與其它生物識別技術相比,人臉識別技術的識別精度處于較高的水平,誤識率、拒認率較低。
4.不易仿冒。在安全性要求高的應用場合,人臉識別技術要求識別對象必須親臨識別現場,他人難以仿冒。人臉識別技術所獨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.使用通用性設備。人臉識別技術所使用的設備為一般的PC、攝像機等常規(guī)設備,由于目前計算機、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)等已經得到了廣泛的應用,因此對于多數用戶而言使用人臉識別技術無需添置大量專用設備,從而既保護了用戶的原有投資又擴展了用戶已有設備的功能,滿足了用戶安全防范的需求。
6.基礎資料易于獲得。人臉識別技術所采用的依據是人臉照片或實時攝取的人臉圖像,因而無疑是最容易獲得的。
7.成本較低,易于推廣使用。由于人臉識別技術所使用的是常規(guī)通用設備,價格均在一般用戶可接受的范圍之內,與其它生物識別技術相比,人臉識別產品具有很高的性能價格比。
概括地說,人臉識別技術是一種高精度、易于使用、穩(wěn)定性高、難仿冒、性價比高的生物特征識別技術,具有極其廣闊的市場應用前景。
人臉識別技術的研究范圍
人臉識別的研究范圍大致可以分為如下幾個方面:
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。在大多數的場合中由于場景較復雜,人臉的位置是預先不知道的,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使人臉檢測問題變得更為復雜。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,把圖像分割成兩個部分-人臉區(qū)域和非人臉區(qū)域,從而為后續(xù)的應用作準備。 [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據庫中的已知人臉。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據庫中的已知人臉進行比較匹配,得出相關信息,這一過程的核心是選擇適當的人臉的表征方式與匹配策略,系統(tǒng)的構造與人臉的表征方式密切相關。通?;蚴沁x擇全局的方法或是選擇基于特征的方法進行匹配。顯然,基于側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行分析,得出其種族、年齡、性別、職業(yè)等相關信息。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雜的。
人臉識別技術的重要作用
維護國家和公共的安全
1.如何在機場、車站、碼頭、賓館、商場等口岸或公共場所的人群中發(fā)現特定的目標。安全部門、公安部門以往的做法只能是靠人工布控、蹲守。這種方式除了耗費大量的警力以外,還往往因為有關人員的疏忽而造成特定目標漏網;
2.犯罪嫌疑人在被控制以后,不愿意透露自己的真實身份,而且身上沒有任何可以證明身份的線索。公安人員往往因為無從確認其身份而不得不將其釋放。在受害人身份確認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部門的監(jiān)控。
而基于視頻的實時人臉識別系統(tǒng),使用視頻圖像的比對,已經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”中解脫了出來,大大提升了整個國家、社會的安全防范水平,從而達到威懾犯罪、懲治罪犯、維護社會穩(wěn)定、保障國家安全的目的。
對傳統(tǒng)數字監(jiān)控的提升
數字監(jiān)控系統(tǒng)目前業(yè)內廣泛采用主流的MPEG 4、H.264編解碼標準。但是,由于現行系統(tǒng)著眼于監(jiān)控場景的記錄,而缺乏對圖像的進一步分析理解,因而存在著先天性不足,從而影響了系統(tǒng)的進一步推廣使用。
概括來說,現有數字監(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對象進行智能化檢索。
不難看出,上述四個問題正是人臉識別的研究范疇及應用領域,因此,如果能夠實現人臉識別技術與現有數字監(jiān)控系統(tǒng)的有機結合,將可以有效地解決目前數字監(jiān)控系統(tǒng)存在的四大難題。[nextpage]
從系統(tǒng)實現的角度來看,現有數字監(jiān)控系統(tǒng)所使用的前端設備與人臉識別系統(tǒng)所使用的成像系統(tǒng)是一致的,數字監(jiān)控系統(tǒng)所產生的視頻流(未編碼)也正是人臉識別系統(tǒng)所需要的數據源,換言之,人臉識別技術與數字監(jiān)控系統(tǒng)的結合不存在系統(tǒng)實現方面的障礙。在數字監(jiān)控系統(tǒng)中應用人臉識別技術,主要是為了完成人臉對象提取、圖像理解等智能化處理。應用人臉識別技術可實現對數字化監(jiān)控系統(tǒng)的智能化升級。
基于人臉識別的數字監(jiān)控系統(tǒng)作為安防行業(yè)的高中端產品,具有十分廣泛的應用前景。具體來說,可應用于如下領域:
金融電力
智能小區(qū)、寫字樓
黨政機關
機場、車站、碼頭等重要口岸
其它公共場所…
可以預見,隨著人臉識別技術的進一步發(fā)展,在不遠的將來人臉識別技術將實現與數字監(jiān)控系統(tǒng)的進一步融合,并最終成為數字監(jiān)控系統(tǒng)的標準功能。
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)的身份鑒別技術主要有如下幾種類型:
1.個人識別碼及密碼,或兩者組合使用
這種方式的關鍵是用戶要牢記識別碼、密碼,若識別碼被他人獲悉,則可輕易假冒而進入受控區(qū)域。
2.IC/ID卡,
這種方式顯然有了明顯進步,合法用戶只需持卡即可進入受控區(qū),但這一身份鑒別技術的問題在于:
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 人工查驗存在有出錯或徇私舞弊的可能,使持卡人有可能進入非授權區(qū)。
④ 卡證遺失會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
與前兩種識別技術相比,基于人體生物特征識別技術的安全性顯然要高得多。
基于指紋識別技術的系統(tǒng)從實際應用來看,還存在著如下幾個方面的問題:
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,易產生被侵犯的感覺,導致用戶對指紋識別技術的接受度降低;
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 實驗表明,指紋存在著被他人復制的可能,這無疑降低了系統(tǒng)的安全性。
基于掌形、虹膜識別技術的識別精度比指紋識別技術要高,但仍存在著要求用戶配合的問題,要使用專用設備、價格昂貴等缺點,難以成為市場主流產品。[nextpage]
4.人臉識別技術
在典型應用環(huán)境下,人臉識別技術的識別精度可以達到與指紋識別技術相當的程度,而其用戶友好性明顯要高于其它的幾種生物特征識別技術。其價格適中和優(yōu)越的性能更能獲得用戶的認可。同時,人臉識別技術可以實現與數字監(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、核查機制,大大地提高了系統(tǒng)的安全性和易用性。
對信息安全領域的重要意義
現有電子銀行的安全機制完全依賴于用戶帳號/密碼/CA數字證書。反病毒專家認為,盡管網上銀行應用了多種安全防范機制,如CA數字證書、防火墻、入侵檢測等,從理論上講是安全的,但是這種安全機制主要應用在服務器上,對客戶端的安全卻疏于防范。因此,許多類似于網銀大盜的木馬病毒都是通過客戶端盜取用戶賬號和密碼,從而盜取網上銀行資金的。帳號/密碼作為一種私密信息,理應僅為合法用戶一人掌握但實際上卻可以被復制/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數字證書后,網上銀行交易系統(tǒng)的安全機制便形同虛設,事后審計結果也無從知曉交易人員的真實身份。因此,帳號/密碼/CA數字證書機制實際上無法防止他人非法盜取或非法授權。隨著網絡病毒和黑客工具的泛濫,網上銀行的安全形勢將面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)。目前,網上銀行最需要考慮的是如何保證客戶端的安全。中國互聯網絡信息中心(CNNIC)近日公布的相關調查報告顯示,不愿選擇網上銀行的客戶中有76%是出于安全考慮。安全因素已經成為阻礙網上銀行業(yè)務發(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論:提升網上銀行的安全水平的關鍵是強化身份認證機制。
人臉識別技術作為一種更為安全可靠的身份認證手段,可以考慮將其與網上銀行現有安全機制進行融合以解決目前網上銀行安全機制存在的諸多問題。在電子商務高速發(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濟及社會意義。在涉及到信息安全的其它領域,人臉識別技術同樣大有用武之地。
人臉識別技術的應用領域
不難看出人臉識別技術的廣擴應用前景。據粗略估計,僅在中國大陸,在未來三年內有望形成年銷售額過百億,并在未來十年內(2015年)則有望形成年銷售額過千億的市場規(guī)模。
結語
綜上所述,人臉識別技術對于維護國家安全和社會穩(wěn)定、打擊各類犯罪活動具有十分重大的意義。在新興的信息安全應用領域,人臉識別技術提供了一種更為安全可靠易用的身份鑒別手段,從而提升了整個網絡信息系統(tǒng)的安全性能,有效地遏止各類網絡違法犯罪活動。同時,人臉識別技術在傳統(tǒng)的安防領域可以便捷的與原有技術實現緊密的結合,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)的應用領域,從而促進了傳統(tǒng)產業(yè)的技術升級。