后疫情時(shí)代，單一生物識別技術(shù)或面臨重新洗牌

　　近日，國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機制就指導落實(shí)新冠肺炎疫情防控各項工作要求，推動(dòng)企事業(yè)單位穩步有序復工復產(chǎn)，印發(fā)《企事業(yè)單位復工復產(chǎn)疫情防控措施指南》。

　　這份指南中提到了企業(yè)復工復產(chǎn)要注意的各種疫情防控措施，內容涉及方方面面，但不知道你有沒(méi)有注意到這份指南中有一個(gè)要求，可能會(huì )很容易被忽略掉。那就是下面圖中的這個(gè)：

　　“使用指紋考勤機的單位應暫時(shí)停用，改用其他方式對進(jìn)出人員進(jìn)行登記。”也就是說(shuō)，之前很多企業(yè)使用指紋識別來(lái)考勤的，受這次疫情影響，要換一種更安全更便捷的考勤方式了。

　　據了解，在目前所有的生物識別技術(shù)中，指紋識別是當前應用最為廣泛的一種。主要應用于商業(yè)上的授權控制如門(mén)禁、企業(yè)考勤管理系統安全認證等領(lǐng)域。

　　隨著(zhù)企業(yè)復工熱潮的來(lái)臨，門(mén)禁和通行管理成為安全復工的重要環(huán)節。疫情之下的門(mén)禁場(chǎng)景新增了戴口罩快速識別身份、非接觸式體溫測量、工作考勤等新的需求。

　　但實(shí)際情況是，如今不僅是指紋識別不再便利，還有人臉識別也因為被口罩遮擋，導致臉部信息缺失，識別效果差強人意。

　　于是，大家都察覺(jué)到在此次疫情中，指紋識別這類(lèi)接觸式識別和人臉識別這類(lèi)當前主流的非接觸式識別，都存在一些不盡如人意的地方，大家開(kāi)始思考：

　　第一，受這次疫情影響，單一的生物識別技術(shù)是否會(huì )面臨洗牌呢？

　　從目前來(lái)看，不論是指紋識別、人臉識別這類(lèi)應用廣泛的技術(shù)，還是聲紋、虹膜、步態(tài)等非接觸式識別技術(shù)，都沒(méi)有發(fā)揮出市場(chǎng)預想的作用。

　　業(yè)內人士認為，這次疫情間接成了技術(shù)升級的強勢推動(dòng)劑，單一的生物識別技術(shù)市場(chǎng)會(huì )發(fā)生巨變，催生新的技術(shù)：多模態(tài)生物識別技術(shù)，又叫混合生物識別技術(shù)。

　　第二，多模態(tài)生物識別技術(shù)，是否會(huì )迎來(lái)一次爆發(fā)？落地應用將會(huì )面臨哪些挑戰？

　　這是生物識別技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢，業(yè)內人士推測，多模態(tài)生物識別技術(shù)，融合多種識別技術(shù)，這不是一件簡(jiǎn)單的事，需要投入和研發(fā)。

　　但隨著(zhù)技術(shù)的升級，市場(chǎng)需求會(huì )呈現多元化，在疫情結束后，可能會(huì )迎來(lái)一波需求增長(cháng)，不過(guò)，在技術(shù)落地應用、成本上如何占據優(yōu)勢，可能是企業(yè)將會(huì )面臨的較大挑戰。

　　第三，有哪些企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始行動(dòng)了呢？

　　在多模態(tài)生物識別技術(shù)還沒(méi)升級到位之時(shí)，一些企業(yè)會(huì )在原有技術(shù)基礎上進(jìn)行靈活應對，比如漢王、曠視、商湯、澎思、宇泛智能等，當然，還有更多的企業(yè)已經(jīng)調整公司戰略和發(fā)展方向。在文章末尾可以獲得生物識別技術(shù)企業(yè)的相關(guān)信息。

　　接下來(lái)，我們將對以上這些問(wèn)題進(jìn)行更詳細地剖析，呈現一張全面的生物識別技術(shù)地圖。

　　01 主流的生物識別技術(shù)對比

　　所謂的生物識別技術(shù)就是，通過(guò)計算機與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統計學(xué)原理等高科技手段密切結合，利用人體固有的生理特性，(如指紋、指靜脈、人臉、虹膜等)和行為特征(如筆跡、聲音、步態(tài)等)來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。

　　中國的生物特征識別行業(yè)，最早發(fā)展和應用的是指紋識別技術(shù)，相關(guān)企業(yè)從80年代初就開(kāi)始研究，并掌握了核心技術(shù)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對比較成熟。

　　而對于靜脈識別、人臉識別、虹膜識別等生物認證技術(shù)的研究，則在1996年之后，后續還出現聲音識別、步態(tài)識別等技術(shù)。

　　那么，目前主流的生物識別技術(shù)有哪些?它們彼此有何特點(diǎn)和優(yōu)勢呢?應用在哪些場(chǎng)景呢?先用一張圖來(lái)呈現。

　　▎人臉識別：

　　人臉識別是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)，用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測和跟蹤人臉，進(jìn)而對檢測到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)，通常也叫做人像識別、面部識別。

　　運用的技術(shù)包括標準視頻識別和熱成像技術(shù)兩種。

　　標準視頻識別是透過(guò)普通攝像頭記錄下被拍攝者眼睛，鼻子，嘴的形狀及相對位置等面部特征，然后將其轉換成數字信號，再利用計算機進(jìn)行身份識別。

　　熱成像技術(shù)通過(guò)分析由面部的毛細血管的血液產(chǎn)生的熱線(xiàn)來(lái)產(chǎn)生面部圖像，與視頻攝像頭不同，熱成像技術(shù)并不需要在較好的光源條件下，因此即使在黑暗情況下也可以使用。

　　在疫情未發(fā)生之前，人臉識別技術(shù)在手機、支付、門(mén)禁等日常生活場(chǎng)景中都獲得廣泛應用，但受疫情影響，每個(gè)人都要戴口罩，由于面部信息缺失，導致識別失效或出錯。

　　▎指紋識別：

　　每個(gè)指紋都有幾個(gè)獨一無(wú)二可測量的特征點(diǎn)，每個(gè)特征點(diǎn)都有大約七個(gè)特征，人們的十個(gè)手指產(chǎn)生最少4900個(gè)獨立可測量的特征。

　　指紋識別技術(shù)通過(guò)分析指紋可測量的特征點(diǎn)，從中抽取特征值，然后進(jìn)行認證。

　　由于指紋識別儀器操作簡(jiǎn)單快捷，在生物認證領(lǐng)域被廣泛使用，主要用于公司考勤、安防、身份識別認證、銀行金庫系統等，以及消費電子如手機、電腦等都有大范圍地使用。

　　但由于這次疫情的傳播性，指紋識別這種接觸式識別，存在很大的傳染風(fēng)險，所以，國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機制才會(huì )要求企業(yè)暫停指紋考勤的識別方式。

　　▎虹膜識別：

　　人的眼睛結構由鞏膜、虹膜、瞳孔晶狀體、視網(wǎng)膜等部分組成。

　　虹膜是位于黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，其包含有很多相互交錯的斑點(diǎn)、細絲、冠狀、條紋、隱窩等的細節特征。

　　而且虹膜在胎兒發(fā)育階段形成后，在整個(gè)生命歷程中將是保持不變的。這些特征決定了虹膜特征的唯一性，同時(shí)也決定了身份識別的唯一性。因此，可以將眼睛的虹膜特征作為每個(gè)人的身份識別對象。

　　有數據透露，虹膜識別的準確率高達當前指紋方案的三十倍。

　　而虹膜識別又屬于非接觸式的識別，識別非常方便高效。

　　▎靜脈識別：

　　靜脈識別系統運用兩種方式：

　　一種方式是通過(guò)靜脈識別儀取得個(gè)人靜脈分布圖，依據專(zhuān)用比對算法從靜脈分布圖提取特征值;

　　另一種方式是通過(guò)紅外線(xiàn) CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像，將靜脈的數字圖像存貯在計算機系統中，實(shí)現特征值存儲。

　　靜脈比對時(shí)，實(shí)時(shí)采取靜脈圖，運用先進(jìn)的濾波、圖像二值化、細化手段對數字圖像提取特征，采用復雜的匹配算法同存儲在主機中靜脈特征值比對匹配，從而對個(gè)人進(jìn)行身份鑒定，確認身份。

　　• 聲音識別/聲紋識別

　　人在說(shuō)話(huà)時(shí)，使用的發(fā)聲器官：舌、牙齒、喉頭、肺、鼻腔，在尺寸和形態(tài)方面每個(gè)人的差異很大，所以任何兩個(gè)人的聲紋圖譜都有差異。

　　這也使得聲音識別/聲紋識別成為目前非接觸式識別身份認證的一種方式。

　　與其他生物特征相比，聲紋識別的優(yōu)勢在于：聲紋提取方便;識別成本低廉，使用簡(jiǎn)單;適合遠程身份確認;聲紋辨認的算法復雜度低。

　　• 步態(tài)識別

　　步態(tài)識別技術(shù)是通過(guò)人的體型(身高、腿骨、肌肉、關(guān)節等生理特征)和走路姿態(tài)進(jìn)行身份識別。

　　人們在走路的時(shí)候，步態(tài)受肌肉力量、肌腱和骨骼長(cháng)度、骨骼密度、協(xié)調能力、體重、重心、肌肉或骨骼受損程度、生理條件等影響，所以，每個(gè)人走路的“風(fēng)格”都會(huì )存在一些差異。

　　為此，業(yè)界人士普遍認為，步態(tài)識別在未來(lái)是一項非常重要并且基本穩定的生物特征識別技術(shù)。

　　步態(tài)識別的操作原理是，需要對識別對象提前進(jìn)行視頻數據采集，而且步態(tài)是基于一段視頻序列，在走的過(guò)程中捕捉持續的變化，并發(fā)現其獨特特征。

　　據了解，在簡(jiǎn)單場(chǎng)景下，步態(tài)識別技術(shù)通過(guò)與數據庫的數據進(jìn)行對比，可以識別個(gè)體身份。但在復雜場(chǎng)景下的識別精度，目前效果還不確定。

　　02 單一生物識別或將面臨洗牌

　　有數據顯示，指紋識別的考勤機在企業(yè)中的普及率達到75%以上。也就是說(shuō)，指紋識別已然成為眼下最普遍的一種考勤模式。

　　據前瞻產(chǎn)業(yè)研究院公布的數據，人臉識別在考勤或門(mén)禁領(lǐng)域的應用也已走向成熟，約占行業(yè)市場(chǎng)的42%左右。

　　受這次疫情影響，指紋識別、人臉識別等單一的生物識別方式，暴露了一些在特殊需求下的問(wèn)題。

　　比如，寫(xiě)字樓、辦公室等集中區域的指紋識別門(mén)禁及考勤系統，面臨兩個(gè)選擇，一是尋找其他替代的識別方式;二是不再使用。

　　這就會(huì )給以指/掌紋、指/掌靜脈為主的考勤設備廠(chǎng)商帶來(lái)沉重打擊。

　　部分企業(yè)為了適應市場(chǎng)的需求，也積極調整識別系統，比如，澎思、漢王、曠視、商湯、宇泛智能等，均推出了戴口罩人臉識別門(mén)禁/考勤+同步測溫的系統，實(shí)現非接觸式體溫檢測、快速篩查、自動(dòng)告警。

　　澎思科技向CPS中安網(wǎng)記者透露，公司目前擁有的非接觸式識別技術(shù)，包括人臉識別技術(shù)和聲紋識別技術(shù)。

　　面對疫情的特殊需求，澎思科技迅速組織算法、軟件和硬件研發(fā)攻堅團隊，集成紅外熱成像體溫檢測方式，搭載澎思自研的人臉識別和行人ReID算法技術(shù)，充分考慮人臉圖像存在遮擋的情況，采用多尺度特征融合的方式，在全臉、半臉、五官上訓練了不同的模型提取并融合特征，加強了局部特征對整體識別的影響，目前最新的戴口罩人臉檢測精度達到99.4%。

　　另外，疫情期間，物流緊張、供應鏈缺貨，導致非接觸式識別產(chǎn)品的成本，相比指紋、刷卡等方式存在一定的差價(jià)，成本上升。

　　澎思科技認為，接下來(lái)隨著(zhù)供應鏈和物流的恢復以及大規模地落地應用，這類(lèi)產(chǎn)品的成本會(huì )相應下調。

　　而宇泛智能則是在保障人臉識別產(chǎn)品性能的前提下，通過(guò)增強ISP圖像技術(shù)能力、研究推理加速框架，降低產(chǎn)品對攝像頭、主芯片的性能需求，從而達到降低非接觸式識別產(chǎn)品的成本。

　　疫情讓人們對安全、衛生的需求放在了首位，澎思科技和宇泛智能等企業(yè)，都認為這是一個(gè)機遇，在未來(lái)，非接觸式的生物特征識別由于具備安全性和衛生性，可能很快會(huì )全面替代指紋識別類(lèi)型的接觸式識別產(chǎn)品。

　　但實(shí)際上，聲紋識別、虹膜識別、步態(tài)識別等非接觸式識別技術(shù)在這次疫情防控中并沒(méi)有發(fā)揮太大的作用。

　　有業(yè)內人士分析，這可能是跟這幾類(lèi)識別技術(shù)目前的技術(shù)手段、應用場(chǎng)景、人性化服務(wù)等不夠充分有關(guān)，所以在減少病毒傳播和保護公眾健康等方面沒(méi)有發(fā)揮應有的價(jià)值。

　　從這個(gè)層面來(lái)看，無(wú)論是哪一種的生物識別技術(shù)，如果只是單一的技術(shù)手段，在應急、預防、管控等方面的應用上，都會(huì )有很大的局限，技術(shù)價(jià)值并不明顯。

　　從以上的情況來(lái)看，未來(lái)市場(chǎng)呼吁的不再是單一的生物識別方式，而是更加智能化的多模態(tài)生物識別技術(shù)。

　　之前以接觸式識別為主要技術(shù)的企業(yè)，可能要及時(shí)調整戰略和規劃，升級技術(shù)和產(chǎn)品，才有新的發(fā)展空間。

　　03 多模態(tài)生物識別市場(chǎng)趨勢

　　根據前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數據顯示，預估2020年，全球生物特征識別的市場(chǎng)可以突破250億美元。

　　在國內市場(chǎng)方面，2010至2014年，國內生物特征識別市場(chǎng)的平均增速保持在60%以上，2014年生物特征識別市場(chǎng)規模為80億元，2015年突破100億元，預計2020年可突破300億元。

　　從單個(gè)生物識別技術(shù)應用來(lái)看，指紋識別雖然占生物識別技術(shù)的份額最高，但整體呈下降趨勢，從2007年的66.9%下降至2013年的60.1%，受這次疫情影響，預計在2020年的下降幅度將會(huì )超過(guò)50%左右;

　　而聲紋識別、人臉識別、虹膜識別等所占份額則不斷增長(cháng)，到2020年比重預計分別達到22.4%、9.6%、6.4%。

　　雖然這些生物識別技術(shù)已經(jīng)相對成熟，但依舊存在一些技術(shù)障礙，比如：

　　指紋識別技術(shù)應用比較廣泛，但無(wú)法滿(mǎn)足眼下對安全和衛生的需求;

　　人的臉部特征也不是一成不變的，而且采集圖像的過(guò)程中易受到光線(xiàn)等因素的影響，導致人臉識別精確度受到影響;

　　虹膜能成像的距離很窄，如果用戶(hù)的姿勢稍有不對，就有可能采集不到清晰的虹膜，同時(shí)識別距離遠近、復雜光線(xiàn)環(huán)境、睫毛遮擋、異形瞳孔等問(wèn)題也影響虹膜識別的精準度;

　　聲紋和步態(tài)識別，則因為采集難度較大、受拍攝角度和環(huán)境影響大等，而難以推廣。

　　從這次疫情防控的需求來(lái)看，單個(gè)生物識別技術(shù)的問(wèn)題已經(jīng)凸顯，生物技術(shù)行業(yè)應該意識到在原有單一識別技術(shù)基礎上，需增加一種或多種識別技術(shù)來(lái)提升生物識別的安全性，即第二代生物識別技術(shù)——多模態(tài)生物識別。

　　多模態(tài)生物識別，是指整合或融合兩種及兩種以上生物識別技術(shù)，利用其多重生物識別技術(shù)的獨特優(yōu)勢，并結合數據融合技術(shù)，使得認證和識別過(guò)程更加精準、安全。

　　它與單一生物識別方式的主要區別在于，多模態(tài)生物識別技術(shù)可通過(guò)獨立的或多種采集方式合而為一的采集器，采集不同的生物特征(如指紋、指靜脈、人臉、虹膜圖像等)，并通過(guò)分析、判斷多種生物識別方式的特征值進(jìn)行識別和認證。

　　如今生物識別正從單一走向多模態(tài)化，單一生物技術(shù)識別無(wú)法支撐越來(lái)越復雜化、多樣化的身份驗證場(chǎng)景，而多模態(tài)生物識別可以實(shí)現人臉、指紋、指靜脈、虹膜、聲紋等多種生物識別的相結合，從而進(jìn)行更精確的身份認證以及集中、統一的系統管理。

　　在后疫情時(shí)代，多種生物識別技術(shù)進(jìn)行融合應用的多模態(tài)生物識別，變得更加靈活，能根據不同的應用需求和場(chǎng)景變化，來(lái)選擇合適的融合方式和權重決策。這必將成為新一代身份識別與認證領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

　　按照技術(shù)應用的場(chǎng)景劃分，目前多模態(tài)生物識別主要的賦能方向，聚焦在幾個(gè)方面，包括：

　　公共服務(wù)領(lǐng)域如公安、出入境、社保等機構等，應用“指紋+人臉+OCR”的識別方式;

　　信息安全領(lǐng)域如軍隊、軍工企業(yè)等，應用“指紋+虹膜+掌紋”的識別方式;

　　個(gè)性化AIoT應用領(lǐng)域如部分政務(wù)機構、酒店、零售等行業(yè)，應用“人臉+指紋+虹膜”的識別方式。

　　04 多模態(tài)生物識別技術(shù)落地應用面臨的挑戰

　　有業(yè)內人士指出，未來(lái)多模態(tài)生物識別技術(shù)的發(fā)展機遇已顯而易見(jiàn)，但是要把技術(shù)真正落地，覆蓋更多的應用場(chǎng)景和應用人群，除了需要構建起從算法、產(chǎn)品、硬件到后端平臺端到端的解決方案能力之外，還要面對現實(shí)的挑戰：

　　第一，技術(shù)研發(fā)不是一蹴而就，生物識別融合技術(shù)更加復雜，企業(yè)需沉下心來(lái)夯實(shí)技術(shù)，才能發(fā)揮數據價(jià)值，帶來(lái)商業(yè)化，而且這個(gè)時(shí)間沒(méi)有定數;

　　第二，算法、產(chǎn)品或解決方案，將會(huì )越來(lái)越趨“同質(zhì)化”，除了強化技術(shù)實(shí)力以外，還要爭取行業(yè)市場(chǎng)的話(huà)語(yǔ)權，提升自身綜合的企業(yè)實(shí)力;

　　第三，技術(shù)鏈、供應鏈容易出現斷點(diǎn)，底層技術(shù)容易被忽略，成為企業(yè)發(fā)展的短板;需要不斷優(yōu)化生物識別技術(shù)的應用缺陷，才能推進(jìn)商業(yè)化落地。

　　目前有不少企業(yè)已經(jīng)在多模態(tài)生物識別技術(shù)上發(fā)力，并積極將產(chǎn)品投入到應用場(chǎng)景中，比如漢王科技、亞略特、中控智慧、中科虹霸、智慧眼科技、佳都科技等等。