当口罩变成日常，人脸还怎么识别？
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文 | 特约观察员 侯广琦
编辑 | 崔砚冬
特约观察员侯广琦
为有效防御新冠病毒传播，一夜之间几乎所有人都带上了口罩，这给当前正火的人脸识别身份认证方式带来了极大挑战。
戴口罩情况下的人脸识别在众多场景下面临着识别精度的下降、拒识率的大幅度上升。为了配合设备完成身份认证，大家不得不摘下口罩，摘下口罩则会增加感染几率，从而陷入可能的危险境地。
从这次戴口罩到对人脸识别的影响，我们不难看出人脸识别技术已经很难满足现实的需求，究其原因，单项生物特征识别技术存在明显应用瓶颈，容易导致部分功能和体验感的缺失。
多模态融合识别是生物特征识别的必然趋势
人脸作为表征身份的主要部位，不仅在戴口罩的情况下容易被大面积遮挡，而且还会因年龄、双胞胎、环境影响、整容等因素导致精度和稳定性急剧下降，需要其它生物识别方式配合提升精准度。
虹膜作为人体唯一外露的内在器官，其具有超高的识别精度。虹膜位于人体面部，可以与人脸同步成像，进而将虹膜识别和人脸识别完美结合，打造出兼具良好易用性和高度安全性的身份识别系统，实现复杂场景下大规模人群的精准身份识别。
多模态生物特征融合识别将成为下一阶段生物特征识别的主要发展方向
早在2018年的全国生物特征识别大会上，我做了远距离虹膜人脸融合识别的主题报告，较早地从学术角度与产业角度两个方面，全面阐述了多模态生物特征融合识别的技术特点和产业前景。自动化研究所工作多年时间内，在谭铁牛院士的启发与指导下，逐渐明晰多模态生物特征融合识别将成为身份识别的未来主要发展方向。
为什么说多模态融合识别是必然趋势呢？多模态融合生物识别不仅可以提升识别精准度和便利性，还可以在一定程度提升生物识别技术的场景适应性和隐私安全性，能够突破单模态的局限性，是发展通用人工智能乃至强人工智能的必经之路。
我所提到的多模态并不是单模态的简单叠加或组合替代，而是基于数据融合的算法融合，并依托平台决策和场景业务流程为指导，最终达到高精度、高可靠性的识别性能，突破了单模态生物识别的应用瓶颈。我也坚信，多模态传感数据融合技术和人工智能融合身份识别技术将成为未来生物特征识别领域发展的两个关键技术。
多模态融合产品场景落地全面开花，市场推广初见成效
过去的一段时间，我们的虹膜人脸融合识别产品应用在市场侧得到了很好的验证。拿此次疫情来说，虹星科技推出的虹膜识别测温门禁产品及系统解决方案采用了虹膜+人脸混合认证的模式集合红外测温功能，无惧口罩护目镜，用眼睛解锁，实现非接触式、智能化快速识别和测温，广泛应用在医院、公安、教育、社区、园区等场景。
虹膜识别测温门禁产品是我们众多多模态融合产品的一种，公司正在研发和部署新的产品形态，以心率检测为例，将来我们可以在通关场景下通过心率检测排查出可疑人员，通过虹膜识别进一步确定人员身份。
远距离虹膜人脸融合识别：大规模人群下身份精准识别的最佳选择
虹膜识别：解决了人群中你是谁的问题
虹膜作为人体最独特结构之一，位于人眼瞳孔和巩膜间的圆环状部分，在红外光下，会呈现出丰富稳定的细节特征。虹膜自胎儿发育阶段形成后直至死亡几乎终生不变，不因外部干扰而磨损变化，具有极强的唯一性、稳定性、生物活性和防伪性等特点，被认为是除DNA外“最可靠的生物特征”。
相比较之下，指纹识别和人脸识别的稳定性就逊色不少。人的指纹易受磨损、出汗、脱皮、伤痕、干燥、油腻、污渍、浸泡等因素影响，而光线、年龄、肤色、姿态、表情、妆容、遮挡物、多胞胎等都会影响人脸识别的稳定性。因而，根据各项研究、测试与实际应用可以明确，相对于其他生物识别技术，虹膜在精准度等方面占据更大优势，其误识率可至百万分之一，甚至更高精度，即便是高度相似的双胞胎也难以逃脱其“法眼”。
在安全性能上，虹膜识别的安全性也远高于人脸和指纹识别。虹膜在生命个体发育成熟之后，整个生命历程中都保持不变，同时，世界上不存在完全相同的两个虹膜，虹膜与人脸和指纹相比更加难以伪造。
人山人海中找人，是虹膜识别的巨大优势
一般来说，描述一个人特征点的数量越多，这个人就越容易在庞大规模人群中被识别出来。人脸稳定的特征点常用是30个左右，指纹约为100个，虹膜则有200多个，这意味着，三种识别方式在数据库中准确找到一个人的精准度存在数量级的差异性。在同等图像质量情况下，准确找到一个人的方法使用人脸可以做到万里挑一，10万人规模需采用指纹识别，百万量级以上人群规模的身份精准识别则虹膜识别为不二选择。
反之，如采用人脸识别在100万个人中识别一个人，识别准确率会急剧下降，拒识率会快速增加，误识情况会更高频次发生。从规模化的角度来说，人脸可能很难应对一个城市人口的使用需求，虹膜识别则可以满足。
为什么是远距离虹膜融合识别呢？主要在于近距离虹膜识别应用难度高、场景受限，完成身份识别需要把脸靠近至设备二十至三十厘米左右的范围，配合度高，交互时间长，体验感较差，更远距离的虹膜识别则能够较大改善交互体验。更重要的是，一米距离下同时能够拍摄到人脸和虹膜信息，将使虹膜借助人脸特征，可以与公民身份信息库对应起来，两者的互补性非常强。
我认为，人脸融合远距离虹膜识别是给现有的人脸识别做升级，是它的升级版，而不是替代版，这也是中科虹星一直以来的市场理念。目前行业内主要产品识别距离大多在40cm上下，我们自主研发的远距离虹膜人脸融合识别产品工作距离可达到1.2m，并且在2s内精准完成人员身份无感识别。
国外市场验证及国内虹膜的发展情况
中东国家的阿联酋、沙特阿拉伯最早使用了虹膜识别技术，由于女士戴面纱、男士留大胡须的文化特征，人脸识别在这些国家不太实用。印度作为全球规模最大的虹膜采集建库国家，有超过12亿人录入虹膜，仅采用虹膜既可区别高达99.5%的公民，虹膜识别作为印度的“生物数字身份证”发挥着关键作用，与社保、金融等全部绑定在一起。
在我国，虹膜识别的研究起步相对比较晚。1999年，在中科院自动化所谭铁牛院士的带领下，研发出具有完全自主知识产权的国内第一套虹膜图像采集系统。国内最先使用虹膜识别的规模化人权为煤矿工人。出于安全考虑，煤矿工作人员上下井需要打卡，由于煤矿的特殊工作条件，导致指纹识别和人脸识别均不适用，虹膜识别技术完全满足场景应用。
为什么虹膜识别一直当口罩变成日常，人脸还怎么识别？不温不火？
虽然我国虹膜识别技术研究与国际上相比仅晚五年，经过多年迭代发展，国内科研成果和产品也日益增多，虹膜识别已逐步在多个行业得到应用，但这项技术却未被大众所熟知。
在我看来有两个原因：一是新型生物识别技术的应用规模依托于新型的产业生态，而不是过往平台，譬如手机对于指纹，移动互联网对于人脸。二是，虹膜识别虽然在远距离识别和虹膜人脸融合识别等两个方面取得了重大进展突破，但如何让人们更方便地用起来，仍需有“行进中虹膜识别”这样的全新具有革命性的技术出现。
新基建浪潮下，实时场景下大规模人群身份精准识别发展获良机
突如其来的新冠疫情，给世界经济带来巨大影响的同时，也为创造人类新技术创新带来极大机遇。面对复杂的经济形势，我国加快布局5G网络、人工智能、工业互联网、数据中心等新型基础设施建设，将对包含中科虹星在内的具有原创技术的人工智能高科技企业无疑是重大利好，5G网络的高带宽低时延与人工智能的因人而异差异化数据处理相结合，必会衍生出巨大应用市场。
5G时代将坚定“以人为本”的科技创新方式，将因人而异的定制化智能技术发展到极致。“以人为本”的核心技术是大规模人群下的身份精准识别——远距离虹膜人脸融合技术，该技术与场景实时传感、实时交互等技术共同打通线上线下场景，跨越时空，真正将数字世界连接到人类社会的一部分。
通过以人为本的实时场景交互技术，个体将成为场景数据的发起方，通过实时快捷多模态生物特征识别技术，配以数字加密技术，使数字世界中更高维度数据具有身份标识，同时个体亦是场景数据的接收方，可以自己生物特征数据作为钥匙，获得数据访问入口，并对数据进行篡改检测，从而保证数据的端到端内容安全性。实时时空数据的传感、传输、安全、分析和显示等特点，将成为5G时代在数据方面区别于4G时代的主要标志。
虹膜识别的商业价值
虹膜识别技术已进入行业发展快车道，市场增长速度正在指数性上升，市场规模将持续突破。
此次疫情已让人们意识到当下正火的人脸识别的技术缺陷，虹膜识别将会越来越被重视。伴随着公安虹膜应用的开展以及智慧城市、智慧安防、智慧教育、智慧金融等相关行业智能化的进一步实施，未来虹膜虹膜识别将距离人们日常生活越来越近。
从行业发展趋势来看，现今虹膜识别的安防应用能满足身份认证需求，这仅仅是虹膜识别最基础的功能。虹膜识别下一步发展将与金融支付、智慧出行、生活服务等各种场景紧密相连，市场发展空间具大。
虹膜识别技术作为新基建的关键黑科技，将作为生物特征识别技术中更具变革性的核心驱动力，借5G、工业互联网、数据中心等新基建东风，展现出更多用武之地，有望成为下一个改变社会生活工作方式的重要科技拐点。
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