制圖/楊仕成
6月1日,羅敏團隊正在試驗“指靜脈識別”的準確性和快速性。
羅敏(中)和“指靜脈識別”技術(shù)團隊部分成員。
華西都市報記者吳柳鋒 李寰 攝影 吳小川
還有幾天,高考將正式拉開帷幕。2015年11月1日,刑法修正案(九)正式實施。其中規(guī)定,在高考等國家考試中作弊將被追究刑責(zé),最高可處以7年有期徒刑。針對作弊入刑后的首次高考,教育部極為重視,接連發(fā)文要求各地做好作弊防控系統(tǒng)。目前,為嚴防替考,確定考生真實身份,四川、廣東、遼寧、河南等多省已采取指紋識別,內(nèi)蒙古甚至在去年已率先采用指靜脈生物識別技術(shù),用以驗證高考考生信息。
而在川內(nèi),電子科大的一群理工宅男組團研究“指靜脈識別”,截至目前已斬獲11個獎項。6月1日,華西都市報記者走近該團隊,揭開了指靜脈識別的神秘面紗。采用這一識別系統(tǒng),只需將手指放在識別器上,短短70毫秒,就能驗證出個人獨有的手指靜脈圖像是否和身份信息相匹配,比傳統(tǒng)指紋識別準確率高出百倍。
實驗名稱
“指靜脈識別”系統(tǒng)測試
實驗單位
電子科大指靜脈實驗項目組
實驗?zāi)康?/p>
“指靜脈識別”系統(tǒng)準確率測試
實驗結(jié)果
1秒內(nèi)完成身份識別自動開鎖
A
生物識別
指紋識別存在漏洞
內(nèi)蒙古高考引入指靜脈識別
今年3月8日,教育部就做好2016年普通高校招生工作下發(fā)通知,要求結(jié)合各地實際,采用二代身份證現(xiàn)場報名確認、現(xiàn)場采集照片和指紋或指靜脈等生物特征、及時進行信息比對等措施嚴防替考。這是教育部首次正式在文件中提及高考可引入指靜脈識別技術(shù)。
事實上,指靜脈識別作為防替考利器首次走進公眾視野,是內(nèi)蒙古在去年高考中率先引入了這一高科技識別技術(shù)。
在日常生活中,指紋識別已被廣泛應(yīng)用于上班打卡、智能手機解鎖等領(lǐng)域。但專家研究發(fā)現(xiàn),指紋識別仍存在一定安全漏洞,容易被低成本復(fù)制和偽造。一方面,有些人的指紋采集不易,另一方面,指紋裸露在體表,可以被復(fù)制利用。
華西都市報記者發(fā)現(xiàn),可用來代替本人指紋的指紋膜硅膠在網(wǎng)上居然有人公開叫賣。這種指紋膜硅膠可以在采集指紋后,再將其倒入模板里面成型。
2014年,央視《新聞直播間》曝光的河南高考替考事件中,“槍手”就是將指紋膜套在手指上,成功騙過了驗證機器。
準確率超指紋百倍
大學(xué)生研發(fā)指靜脈識別獲獎
國外的一些大片中,曾有這樣的鏡頭:有人為進入一些特殊區(qū)域,甚至切斷他人手指,以解碼指紋鎖。6月1日,電子科大研三學(xué)生羅敏笑言,隨著指靜脈識別的大量運用,這種情節(jié)以后很難再現(xiàn)了。
從2014年11月開始,羅敏和幾個同學(xué)開始研究指靜脈識別技術(shù)。一年半后,他們的研究成果先后獲得了“菁蓉杯全球創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”季軍、“互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”金獎等11個獎項。
醫(yī)學(xué)研究證明,指靜脈的血管紋路具有穩(wěn)定性和唯一性,7-70歲人群指靜脈血管形狀不會改變。因此,與指紋識別相比,指靜脈識別是一種識別安全性更高的技術(shù),利用人體血管在特殊光照下形成的結(jié)構(gòu)圖像,作為身份識別依據(jù)。“指靜脈識別屬‘活體檢測’,如果像電影中演的那樣切斷手指,血紅蛋白會停止流動,就無法形成指靜脈成像。”羅敏說。
國際上曾做過生物識別的準確性研究,專門對比了聲紋、指紋、人臉、指靜脈及虹膜識別的安全級別,結(jié)果發(fā)現(xiàn),聲紋識別安全級別最低,“指靜脈識別跟虹膜識別屬同一安全級別,超指紋識別百倍左右。”羅敏說。
B
華西實驗
紅外線照射手指
靜脈微弱反射形成紋路圖像
從最初的4人發(fā)展到11人,現(xiàn)在,羅敏的團隊已在電子科大清水河校區(qū)附近成立了工作室,專注于提高指靜脈識別的速度和精度。
6月1日,在工作室內(nèi),羅敏團隊進行了一組指靜脈識別的身份認證實驗。指靜脈識別系統(tǒng)包括信息采集、信息處理和指令終端三部分。其中,一個拳頭大小的黑盒子負責(zé)信息采集,信息處理交由一臺平板電腦完成,而指令終端則是一個特制的小型門鎖。
實驗開始前,記者在電子科大隨機找了3名學(xué)生作為此次實驗的志愿者。一切準備就緒后,實驗人員開始對3人的右手食指進行指靜脈采集。
當(dāng)3人的右手食指陸續(xù)放在黑盒子內(nèi)時,電腦上清晰地出現(xiàn)了形狀各異的血脈紋路。羅敏說,這個黑盒子的最上方內(nèi)置了一個LED燈,手指放在濾光片上時,下方的紅外相機就開始發(fā)出紅外光線照射手指,而只有靜脈部分會發(fā)出微弱反射,這樣就形成了手指靜脈的紋路圖像。
指靜脈識別系統(tǒng)
1秒之內(nèi)即可完成驗證開鎖
3名志愿者的指靜脈紋路采集完成后,實驗人員將其分別命名,然后儲存到已有2000多個指靜脈數(shù)據(jù)的系統(tǒng)庫中。
接下來,實驗人員開始進行驗證。一名志愿者將右手手指伸進信息采集的盒子,貼緊濾光片,信息處理系統(tǒng)當(dāng)即進行高速運轉(zhuǎn),電腦左下角的數(shù)字不斷交替滾動,試圖尋找相同紋路并進行匹配。很快,系統(tǒng)找到了名為“yysl1”的靜脈圖像。隨即,信息處理系統(tǒng)發(fā)出“開門”指令,特制的小型門鎖馬上亮起綠燈,“咔嚓”一聲,小門應(yīng)聲開啟。
隨后,另一名志愿者開始“戲耍”靜脈識別系統(tǒng),他將左手食指貼緊濾光片,門上很快就亮起紅燈,小門無法開啟。“在進行一對一匹配識別時,信息處理只需要70毫秒。”實驗人員說,換句話說,如果系統(tǒng)儲存了100個用戶,從采集到信息處理再到最終開鎖,1秒之內(nèi)即可完成。
焦點問答
相比指紋
指靜脈紋路 很難被竊取
華西都市報:在生物識別中,哪一種安全級別最高?
羅敏:聲紋識別的安全級別最低,為1:500,即每500人中,最多出現(xiàn)1個相同的樣本。此外,人臉識別的安全級別為1: 1000;指紋識別為1:10000;指靜脈識別為1:100萬;虹膜識別為1:150萬。最高的是DNA,安全級別是1:800萬億。
華西都市報:目前,指靜脈識別的應(yīng)用程度如何?
羅敏:截至2015年,指紋識別的應(yīng)用最為廣泛,占到58%,其次是語音識別占22%,靜脈識別僅占2%。不過,現(xiàn)在研發(fā)指靜脈識別的越來越多,有的省份已經(jīng)用到了高考上,未來幾年,它占有的市場會越來越大。
華西都市報:指紋識別應(yīng)用不久,網(wǎng)上就有了指紋膜硅膠售賣。指靜脈識別容易出現(xiàn)類似替代品么?
羅敏:指靜脈識別與指紋識別最大的不同,就是“活體采集”,必須要在血紅蛋白流動的情況下,才能形成靜脈紋路圖像。此外,指靜脈圖像也不會像指紋那樣,容易留下痕跡。因此,除非你主動,否則別人很難竊取到你的指靜脈圖像。
C
創(chuàng)客故事
外行思維幫助找到突破口
余翊森,江西九江人,研發(fā)團隊的關(guān)鍵先生,就讀于電子科大信息與信號處理專業(yè),今年研二。
他與師兄羅敏相識,源于2013年的一次數(shù)學(xué)競賽,兩人惺惺相惜。2014年,羅敏說出研究靜脈識別的想法后,兩人一拍即合。
“但我是研究雷達信號處理的,和靜脈識別只關(guān)注二維成像有很大的差別。”余翊森說,事后證明,正是這種“外行”的思維,讓他找到了“從無到有”的突破口。
在師兄的鼓動下,幾人說干就干。2014年11月,研究正式開始。最開始的時候,大家兩眼一抹黑,只看到日本有研究成功的先例,卻得不到關(guān)鍵的信息。
經(jīng)過一段時間的摸索后,他們發(fā)現(xiàn),最關(guān)鍵的是信息處理的算法,如果在算法上找到突破口,下一步的研發(fā)就好辦了。2015年初,在和朋友的一次聊天中,余翊森突然開了竅。
“我記得很清楚,那是一個下午,一個朋友聊天時說到其他領(lǐng)域的一種較為普遍的算法,我一下就找到了靈感。”余翊森說,之前他根本沒考慮過這種算法,因為速度太慢,如果用這種算法做成產(chǎn)品,根本無法適應(yīng)市場。但經(jīng)朋友點撥,他開始從這個算法切入,一下就找到了突破口,“當(dāng)天我們試了一下,速度提升了10倍。”
埋頭研發(fā)一度冷落了女友
攻克了這個技術(shù)難題,往后的研發(fā)就相對容易多了。
算法的速度提上去后,余翊森和羅敏最想知道的是準確度有沒有受到影響。他們聯(lián)系到國內(nèi)一個指靜脈數(shù)據(jù)庫進行驗證,最終,在2萬多個數(shù)據(jù)中,驗證結(jié)果全部正確。
“經(jīng)過無數(shù)次算法升級后,一比一匹配,整個過程只需要70毫秒。”羅敏說,自此,他們打通了指靜脈采集和信息處理的前兩關(guān)。而將處理后的信息通過指令的方式發(fā)送到終端,又是整個環(huán)節(jié)中最為容易的。
很快,他們實現(xiàn)了用指靜脈識別開鎖。接下來,他們想把指靜脈識別用到ATM機取款、社保認證、靜脈支付、考試身份認證等領(lǐng)域。“我們正在研究將采集到的數(shù)據(jù)進行分類處理,就像指紋通過簸箕形和斗形來進行大致分類一樣。”羅敏說,一旦分類成功,信息處理的速度又將大幅提高。
研發(fā)成功后,余翊森迫不及待地把女友叫到實驗室,可被冷落了很久的女友顯然還有些情緒,“最開始展示時,她還有點新鮮感,之后就不感興趣了。”余翊森說,女友還給他潑涼水:“你們花這么長時間,就是研究這個小玩意兒?”
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腦紋識別
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