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生物特征识别技术需从应用中逐步完善——访清华大学电子工程系苏光大教授

2014-03-22苗雪李月成龙思羽

智能建筑与智慧城市 2014年9期
关键词:指纹识别人脸人脸识别

本刊记者 苗雪 李月成 摄影记者 龙思羽

苏光大简介

清华大学教授、全国安防报警系统标委会人体生物特征识别应用分技术委员会顾问、生物识别产业技术创新战略联盟副理事长。获得中国科学人年度人物、建国六十周年百名优秀发明家等荣誉称号。7次获省部级科技成果奖,获得发明创业奖,获得发明展金奖,3次获得清华大学先进个人称号,先后发表了140余篇学术论文,著有《微机图像处理系统》和《并行图像处理技术》专著,获得14项发明专利。提出了图像邻域计算理论、图像1∶1采样理论,发明了低分辨率人脸图像重建方法、基于人脸部件的人脸识别方法和邻域图像并行计算机。

研制成功人脸识别综合技术,成功应用于2008北京奥运会,获得了第29届奥运会组委会安保部和票务中心的联合表彰。研制成功的人脸识别综合技术获得了大规模推广应用,破获了大量刑事案件,为维护国家安全做出了突出贡献。新华社、中新社、人民日报、科技日报、中央电视台、北京电视台等众多媒体进行了相关报道,在国内外产生了较大影响。

编者按:一扇紧闭的房门,却没有钥匙孔。当你站在门旁的一个小型设备前,盯着机器某个地方看上一秒或是伸出你的手指,门就会“哒”地一声自动弹开……这样的场景,或许只在电影中出现过,但随着现今生物特征识别技术的逐渐普及与应用,这些科幻场景或将成为现实。

为了更加深刻地了解生物特征识别技术,本刊采访了清华大学电子工程系苏光大教授,请他为我们简单介绍生物特征识别技术在我国的发展近况,并就人脸识别技术的成功应用,为我们讲解生物特征识别技术是如何融入到我们的生活。

IB记者:首先请您介绍一下生物特征识别技术在我国的发展及应用情况?

苏光大:在我国,生物特征识别最早发展的是指纹识别技术,比如在古代我们就已经有了按手印的行为。归纳来说,指纹识别的发展是从人工识别逐步到计算机识别。所以,无论是从历史、应用、成熟度来看,指纹识别的发展都比较快。人脸识别技术是从协助办案方面开始,从2001年起,被公安部认为是防范打击重大刑事犯罪的关键技术之一并得到国家支撑;到2008年奥运会期间得到很好的应用,并被媒体誉为是人脸识别在华发展的里程碑;再到2010年世博会,人脸识别技术继续被应用,许多公司也开始介入,实现了大规模应用。而指静脉识别、虹膜识别相较上述技术也具有较高的识别率,且在“云”技术方面也有很多延伸,符合了市场多模态融合的趋势,但在具体的应用中还需要逐步完善。

IB记者:生物特征识别技术分类繁多,对于不同行业的应用,应如何选用这些技术?

苏光大:生物特征识别技术包括指纹识别、虹膜识别、人脸识别、静脉识别、声音识别等,应用于各个领域。指纹识别应用最为广泛,在民用方面发展也很多,如考勤等。人脸识别技术应用发展很快,主要应用于重要场馆(奥运会、世博会等)、户籍查重、案件处理及社保卡应用等方面。静脉

识别、虹膜识别技术多用于安防行业。但随着技术水平的不断提高,也许在不久的将来,钥匙、门卡等设备或许被生物特征识别技术所逐渐取代。

IB记者:人脸识别技术在我国如此成功的原因是什么?

苏光大:人脸识别技术在全球都有应用,而在我国却得到了更大规模的应用。其原因在于我国的二代身份证应用以及视频监控的发展。我国居民在办理二代身份证时需要采集人脸图像,这有利于建立人脸识别数据库,这就基本实现了全民人脸识别。其次,随着平安城市的建设,我国各地安装了大量的摄像头,这样规模化的优势及高隐秘性,都为人脸识别技术的应用做好了铺垫。

IB记者:在国外的生物特征识别技术和市场中,各类生物识别技术的发展和推广应用比较均衡,而在我国市场中,指纹识别和人脸识别技术一直占有很高的份额,各类技术之间发展速度严重失衡,造成这个现象的原因是什么?

苏光大:一项好的技术并不等于一个好的产品,一个好的产品也不一定就会有好的市场,要根据应用的情况出发。指纹识别技术之所以占据国际市场,因为它发展的比较早,可以说是生物识别技术中的“元老”,其发展状况较为稳定,而且还在继续解决发展过程中出现的问题,如形变、残留指纹等,所以更易被大众接受。而人脸识别技术因反恐的需要,以及其独特的优势,被大众所接触,随即引入热点区研究,因此,这两者的应用就很自然的引入到中国市场。我国是世界人口大国,为保证信息准确,又进行了二代身份证的信息采集,这是在世界上都少有的大规模人脸采集行动,正因为人脸识别库的存在,人脸识别技术在我国才得以站住脚跟。

IB记者:在生物特征识别技术发展的过程中,有一个关键性的问题亟需解决,就是如何降低或解决因生物特征信息丢失或被不法分子移作他用而出现的风险,这类问题该如何处理?

苏光大:这个问题非常重要。当一些技术出现了漏洞,相对的生产企业就要再去研究对策,寻找解决方案,并不能因为一些特殊情况,就否定这些技术。当出现损失后,应该冷静地考虑损失后可能存在的收益,从而权衡利弊。所以我相信,随着技术水平进展的加快,大量资源的投入,生物特征识别的防御措施将做得更加精细。

总而言之,伪造者终究是歪门邪道,少之又少;研究防伪的人才是正道,正者如云;邪不胜正,寡不敌众,只不过是时间性的问题。所以,当这些个例出现,大家应该正确对待,这未必是一件坏事,因为只有个例出现了,才能去研究如何解决,以弥补漏洞。我们的智能化技术正趋于成熟,只有经历磨难才能去检验它的成功与否,这是一个不可逾越的事实。

IB记者:生物特征识别技术的相关标准均是以公安业务的刑事侦察、证照管理或出入口控制系统的应用环境为基础而制定,对于不同行业,如金融服务、社保医保、教育考试、电子商务以及司法领域等方面,是否也要建立相应的标准,不同的方面和行业会有什么区别吗?或者说是否要建立一个共用的标准?

苏光大:这是个很有深意的问题。关于标准问题,我们在2003年就提出建立人脸识别标准,2004年公安部给我们提出一个项目——研究人脸识别标准起草,后来清华大学作为第一起草单位起草了《安防生物特征识别应用术语》,公安部于2010年12月2日发布实施,这是我国最早的有关人脸识别技术的标准。随着安防行业中的指纹、虹膜、人脸产品的相继问世,我国又颁布了多项生物特征识别技术的标准。直到现在,许多标准草案还在讨论之中,因为标准对于技术发展来说是十分重要的。

为何标准这么重要?我国指纹在标准方面一直落后于应用,举例来说,一个单位在使用A家的指纹系统,然后根据需要换成了B家系统,结果数据等资源就需要全部更换、重新录入,大量的资金、时间、劳动力被浪费;但如果有统一的标准去规范,或许只要更换一下核心技术或其他程序就可使用。相关部门也注意到了这一点,所以正在全力研究,希望统一的标准能够走在大规模应用的前面,这对整个行业的进步会起到积极作用。

至于标准能否适用于各行各业,这就涉及到国家标准的情况了。我们也在讨论如何使其上升到国家标准的层面,使标准的内容涵盖各个方面,包括安防行业,乃至全国通用。

就标准来说还有一个严重的问题,就是众多标准已起草并颁布实施,但在标准的应用上依旧存在一些问题。一个标准出台后到底能规范多少厂家、行业及各类应用?这一部分才是各个标委会最需要注意的问题。不是说我们只要做一个标准放在那就行了,还应该去检查这些企业是否符合这个标准?同时,还要强调标准的正确应用,这才是标准化应该关注的问题。各个行业都会创建自己的标准,它们之间可以相互借鉴、互相弥补不足、寻找特殊性,然后再将其共同的部分上升为国家标准,指导、规范行业发展。

IB记者:您认为未来生物识别技术应用创新和突破的主要趋势是什么?

苏光大:就我国现状来看,首先,缺少一些原创的东西。比如,MIT曾创造PCA方法,相较我们在这些方法的创新上还是略逊一筹。当然,我们也有一些原创的技术,如低分辨人脸图像的重建等,但就全球的突破来说,还是要看能不能找到一些新的方法可以又快又好地去应用。

其次,应该关注一些实际的问题。就好比,算法再好,后续没有设计好,也是白费。这两年人脸识别技术发展很稳定,尤其是在三维方面,将来能不能更好地去运用、去解决大规模视频监控的问题,还值得深思。尤其是人脸姿态不固定,光照、分辨率变化大,在这种复杂的情况下如何去支撑大型网络,这是目前亟待解决的问题。

将来建设智慧城市,我认为,最重要的一点就是怎样把“看”转换为“认知”,即人工查看转变为自动浏览,这是一个飞跃。城市拥有数十万的摄像头,人工无法全部掌控,所以只能靠抽取检查,就像周克华案件时,公安部曾向我们提出“如何解决需要花费上千人力去查看监控的问题”。这个体系结构应该怎么办,就需要去研究更大的体系结构,才能做到平安城市真正意义上的深度和有效应用,这才是我们接下来做智慧城市要解决的问题,即要规模化应用。

结束语

采访结束后,苏光大教授在其办公室为我们演示了关于图像提取的事例,一张张肉眼无法看清且较小的画面,通过超低分辨率人脸图像重建技术,从而实现和还原图像,助力公安部门破案。一个个鲜明的事例足以证实人脸识别技术在其应用中的地位。就像苏光大教授所说的,生物特征识别技术虽然存在一些缺陷,而解决这些缺陷只不过是时间问题,所以,生物特征识别技术将在未来智能家居市场、智慧城市建设的应用中涉及更多,这就需要我们更好的去开展、研究、解决出现的问题,让生物特征识别技术在实践中逐步完善。

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