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生物识别新趋势——多重生物识别技术

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随着生物识别技术的逐步规模化应用,其应用系统也逐渐从简单商业、消费类产品向涉及公共安全、国家安全等的大中型系统发展。而在这样的大中型系统应用中,业内多采用多重生物识别技术。本文即介绍多重生物识别技术的技术、优势、主流企业,以及未来的发展趋势,抛砖引玉,希望对您有所帮助。

    经过十多年的技术发展和应用市场培育,生物识别技术已经在诸多应用领域规模化应用。就中国市场而言,生物识别技术的应用在过去还主要是以其分支技术之一的指纹识别技术为主体,但是,随着生物识别技术应用的逐渐普及和广泛,应用系统已经从简单的商业产品(如门禁、考勤等)和消费类产品(如指纹门锁、指纹U盘等)逐渐扩展到涉及公共安全、国家安全及公共利益等的大中型系统,如警用指纹/人脸自动比对系统、生物特征护照系统、社会保险系统、出入境管理系统等等。根据2007年的调查数据,在全球生物识别的市场份额中,超过85%的营业额是由这些大型系统贡献的,而中国企业比较擅长的小型商业和消费类生物识别产品,如指纹门禁/考勤、指纹门锁等,在全球生物识别市场总份额中的比例不超过10%。

    大中型生物识别系统主要是指生物特征数据库规模在10万以上的系统,而最大型的系统其数据库规模已经过亿。这些庞大的系统给生物识别技术带来了不小的挑战,要应对这样大型的系统,需要解决识别的速度和识别的准确率问题——目前业界的共识就是利用多重生物识别技术(Multi-biometrics)来解决这两个关键问题。

什么是多重生物识别技术?
    人们常说,事物整体的表现往往优于其各个组成部分表现之和。这种说法在描述多重生物识别技术时非常合适。普通的生物识别系统是基于单项技术的——比如指纹识别、人脸识别或虹膜识别,他们的特点和优势是单一和有局限的。而多重生物识别是指将多种生物识别技术进行整合应用,其性能表现及可靠性和安全程度比单项技术更高。

    一个传统典型的多重生物识别系统通过不同的采集器获取各种生物特征数据,例如指纹图像、人脸图像等,然后通过各自独立的数学方程式(即所谓的“识别算法”)来决定这个指纹或人脸是否与数据库中预存的模板相匹配。如果通过其中一种识别算法未能得到明确的识别结果,可以再用另外一种算法进行确认。

    多重生物识别技术还有另外一种形式,即所谓的“融合生物识别技术”(fused biometrics),这是多重生物识别技术领域的最新趋势。与传统典型的多重生物识别系统相同,融合生物识别系统也通过各种独立的或多种采集方式合而为一的采集器,来采集不同的生物特征(如指纹、人脸图像、虹膜图像等)。它们的区别在于如何分析和判断这些特征值。传统上是分别使用不同的生物识别算法处理不同的生物特征,各自分别得出独立的结果(如用指纹识别算法分析指纹,用人脸识别算法分析人脸图像,各自得出指纹比对和人脸比对的判断结果)。而融合生物识别系统则是将采集到的各种不同的生物特征,用所谓的融合算法统一处理,根据多重生物识别技术的综合判断得出最终的识别结果。这样的处理方式和结果更快速、准确率更高,并且系统可扩展性更好,最终使整个系统达到新的安全高度。[nextpage]

    能提供多重生物识别技术的知名供应商目前还不多见,他们提供的多重生物识别系统主要有几种形式:如大昂公司(DAON)及图像软件系统公司(ImageWare System),他们提供中间件软件,在采集点使用多种生物识别采集设备,将多种生物特征数据和识别技术集成为一个完整的系统;还有如安全识别公司(Securimetrics),他们建立一种基于多种采集技术合而为一的一体设备系统,比如将指纹采集芯片、人脸图像采集镜头、虹膜采集镜头合而为一的采集设备,该系统能够让操作者在识别目标时拥有多种选择,同时得到比采用单一生物识别技术更高的安全性;美国Identix公司的人脸识别技术,其技术将复杂的面部皮肤模式分析与人脸特征识别融合,达到了更高的准确率;将基于照片的人脸识别算法与指纹或虹膜识别技术结合,其商业应用价值也极具潜力,特别是那些对目标识别准确性要求甚高的应用,如信用卡交易管理,灾难调查,刑事侦查等。另外,神网科技公司(Neurotechnology Ltd)提供的大型生物识别算法软件开发包MegaMatcher SDK则是一种融合了指纹识别和人脸识别算法的产品,笔者在本文作简单介绍。

MegaMatcher SDK
    MegaMatcher SDK可以单独使用指纹识别或人脸识别,也可以融合两种算法,提高系统速度和安全性。这种融合算法尤其适用于大型的政府公共项目,如护照系统、签证系统、出入境管理系统、选举系统等等,这些系统对准确性、可靠性的要求极高。而实施此类系统的迫切性正日趋强烈,因为许多国家,包括美国和欧盟国家,都已经将生物特征数据存储到护照、身份证、签证以及其他个人档案中,而且越来越多的国家正在快速跟进。

    这种技术的另一个重要用途,是在大型指纹/人脸数据库中寻找可匹配记录,如警方的刑侦应用系统,这类系统需要速度极高的比对匹配算法。神网科技公司将自己的MegaMatcher算法软件产品,与HP公司的ProLiant DL服务器硬件产品相结合,构建起每秒1000万枚指纹的高速比对系统。该公司的另外一项产品MegaMatcher加速器(MegaMatcher Accelerator),更可以在簇计算网络中替代和节省大量的服务器结点,比如单独使用指纹识别功能时,加速器的应用可以替代1000个MegaMatcher 2.1服务器节点,而在使用指纹/人脸识别融合算法时则可以节省25个节点。

采用多重生物识别技术的理由
    选择多重生物识别技术最根本的原因就是高安全要求,多重生物识别可以有效降低非法入侵者进入系统的风险。一个简单的例子就是信用卡的使用,多重生物识别技术可以有效阻止那些技术高超的职业罪犯。

    另一个重要原因,是多重生物识别技术更高的识别准确率。正如神网科技公司CEO奥吉曼塔斯先生所说:“虽然单项生物识别技术也能达到较高的安全性,但多重生物识别技术能将安全性和可靠性大幅提升。”

    第三个,也是最现实的理由,多重生物识别技术解决了系统的整体实用性。每种单项生物识别技术固有的特点都影响其系统的整体实用性和可靠性。例如,使用指纹识别技术时,如果用户手部有残缺的,或一个虹膜识别系统,遇到盲人用户,又或者是人脸识别,某用户面部被严重烧伤——这些基于单项生物识别技术的系统,经常因为某些特殊的使用者,而影响其整体的实用性和安全性(系统将为不能使用的个别用户安排妥协的方法,例如为不能使用指纹的用户安排密码,从而导致整体系统安全性降低)。很明显,多重生物识别技术的引入,使这个问题立刻迎刃而解。[nextpage]

多重生物识别技术应用趋势和市场机会
以下是对生物识别主要产品和应用的分类:
·商业应用(Commercial Use):主要包括考勤、门禁(企业应用)、锁类、逻辑门禁(验证授权等)、智能卡应用等。主要客户为商业企业及政府机构;
·司法应用(Enforcement Applications):司法鉴证系统(指纹、人脸自动识别系统等),主要客户为司法机构;
·公众项目应用(Civil Applications):医疗、教育、社会保险等应用。主要客户为政府及公营机构;
·公共与社会安全应用(Public Security Applications):证照(身份证、护照等)系统、出入境控制系统、黑名单追踪系统、敏感岗位任职人员背景调查系统、门禁(高端门禁)系统等,其主要客户为政府、公营及司法机构; ·个人消费类应用(Consumables):门锁、与PC、PDA、手机及其他IT产品等的结合应用、玩具、家电等,主要客户为个人消费者。

    而根据国外市场和中国市场的不完全统计数据,2007年上述各类产品及应用的市场份额大致包括:商业应用:7.5%,司法应用:45.6%,公众项目:21.6%,公共安全:23.5%,消费类:1.8%。

    从图1可看到,占市场主导地位的是司法应用、公众项目及公共安全类应用,它们的合计份额超过90%。而这些主流应用,恰恰都是基于大中型数据库的生物识别系统。基于高安全性和准确率的考虑,这些系统将越来越多的采用多重生物识别技术,尤其是指纹、人脸和虹膜识别三中技术的结合。

 

    例如2007年在萨尔瓦多共和国投入使用的护照和出入境管理系统,就采用了神网科技公司的MegaMatcher 多重生物识别技术(指纹和人脸识别),目前该系统已经进一步扩展到该国的刑事侦查鉴证、监狱管理等应用。

    孟加拉国2007年全国大选,选民身份识别系统,也采用了多重生物识别技术,他们采用的也是神网科技公司的MegaMatcher多重生物识别融合算法(指纹和人脸识别),图2为孟加拉国全国选民身份识别系统界面。

    全球主要的生物识别技术和方案供应商如L-1、Sagem、NEC、Cogent等,他们的技术和市场方向大都转移到了大中型应用项目,而且不约而同的,他们全都通过购并、重组等方式,拥有了多种生物识别技术,都可以提供和实现多重生物识别产品和方案。[nextpage]

    “如果有人说多重生物识别技术的市场化才刚起步,我认为那是严重的低估形势,”生物识别技术顾问咨询及方案供应商——美国富尔克拉姆生物识别公司的CEO肯·诺斯卡先生如是说,“事实上,我相信未来5年这个市场将风起云涌,我们可以预见这个领域中更多供应商将会大量推出新设备和新软件。”

    市场竞争将引领多重生物识别技术进入更多的政府和军方应用,但长远看,更重要的市场演化方向则是,由于竞争导致技术和系统价格的大幅降低,从而使更多的商业应用成为可能。越来越多的客户已经开始意识到,相对于单项生物识别技术,多重生物识别技术将带来高很多的可靠性和准确性——这将使他们更乐意选择多重生物识别技术,而非单项生物识别技术。

中国制造需强化技术与市场整合
    多重生物识别技术的应用范围之广,将远远超出我们的想象。唯一可确定的是,这是一个新兴的技术和市场,核心技术供应商们正在努力发展和改进现有技术及产品。对于中国厂商来说,如何抓住这个新的技术和应用趋势,绝对是对自身技术实力和市场能力的考验。

    正如我们看到的,中国生物识别产品厂商经过十多年的努力,终于在全球生物识别领域占有了一席之地。但是业内要清醒地认识到,过去多年,企业并没有将主要的力量去尝试“啃”那些“难啃的骨头”,目前大家所擅长的只是那些对技术实力和市场能力要求较低的产品和应用,如考勤、门禁、门锁等——即便是这些产品,中国制造也是属于中低端产品。须知,这些产品和应用虽然也拥有很大的市场需求,但从整个生物识别应用的大趋势来看,它们正在被边缘化——其正在成为弃之不舍、食之乏味的鸡肋,尤其是中低端产品。这绝不是危言耸听,国外生物识别大厂商从2006年就已经开始在这些简单产品上作战略撤退。这绝不是我们可以沾沾自喜的时候——如何进行技术和市场的整合,弥补我们的不足,跟上市场、技术发展潮流,才是中国制造的当务之急。

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