準(zhǔn)確率超指紋百倍 理工宅男研發(fā)指靜脈識(shí)別

　　制圖/楊仕成

　　6月1日，羅敏團(tuán)隊(duì)正在試驗(yàn)“指靜脈識(shí)別”的準(zhǔn)確性和快速性。

　　羅敏（中）和“指靜脈識(shí)別”技術(shù)團(tuán)隊(duì)部分成員。

　　華西都市報(bào)記者吳柳鋒 李寰 攝影 吳小川

　　還有幾天，高考將正式拉開(kāi)帷幕。2015年11月1日，刑法修正案(九)正式實(shí)施。其中規(guī)定，在高考等國(guó)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(duì)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(yán)防替考，確定考生真實(shí)身份，四川、廣東、遼寧、河南等多省已采取指紋識(shí)別，內(nèi)蒙古甚至在去年已率先采用指靜脈生物識(shí)別技術(shù)，用以驗(yàn)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(tuán)研究“指靜脈識(shí)別”，截至目前已斬獲11個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。6月1日，華西都市報(bào)記者走近該團(tuán)隊(duì)，揭開(kāi)了指靜脈識(shí)別的神秘面紗。采用這一識(shí)別系統(tǒng)，只需將手指放在識(shí)別器上，短短70毫秒，就能驗(yàn)證出個(gè)人獨(dú)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(shí)別準(zhǔn)確率高出百倍。

　　實(shí)驗(yàn)名稱

　　“指靜脈識(shí)別”系統(tǒng)測(cè)試

　　實(shí)驗(yàn)單位

　　電子科大指靜脈實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

　　“指靜脈識(shí)別”系統(tǒng)準(zhǔn)確率測(cè)試

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　1秒內(nèi)完成身份識(shí)別自動(dòng)開(kāi)鎖

　　A

　　生物識(shí)別

　　指紋識(shí)別存在漏洞

　　內(nèi)蒙古高考引入指靜脈識(shí)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(shí)際，采用二代身份證現(xiàn)場(chǎng)報(bào)名確認(rèn)、現(xiàn)場(chǎng)采集照片和指紋或指靜脈等生物特征、及時(shí)進(jìn)行信息比對(duì)等措施嚴(yán)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(shí)別技術(shù)。

　　事實(shí)上，指靜脈識(shí)別作為防替考利器首次走進(jìn)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(shí)別技術(shù)。

　　在日常生活中，指紋識(shí)別已被廣泛應(yīng)用于上班打卡、智能手機(jī)解鎖等領(lǐng)域。但專家研究發(fā)現(xiàn)，指紋識(shí)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(bào)記者發(fā)現(xiàn)，可用來(lái)代替本人指紋的指紋膜硅膠在網(wǎng)上居然有人公開(kāi)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(guò)了驗(yàn)證機(jī)器。

　　準(zhǔn)確率超指紋百倍

　　大學(xué)生研發(fā)指靜脈識(shí)別獲獎(jiǎng)

　　國(guó)外的一些大片中，曾有這樣的鏡頭：有人為進(jìn)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(shí)別的大量運(yùn)用，這種情節(jié)以后很難再現(xiàn)了。

　　從2014年11月開(kāi)始，羅敏和幾個(gè)同學(xué)開(kāi)始研究指靜脈識(shí)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(jiǎng)等11個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

　　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(huì)改變。因此，與指紋識(shí)別相比，指靜脈識(shí)別是一種識(shí)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(shí)別依據(jù)�！爸胳o脈識(shí)別屬‘活體檢測(cè)’，如果像電影中演的那樣切斷手指，血紅蛋白會(huì)停止流動(dòng)，就無(wú)法形成指靜脈成像�！绷_敏說(shuō)。

　　國(guó)際上曾做過(guò)生物識(shí)別的準(zhǔn)確性研究，專門對(duì)比了聲紋、指紋、人臉、指靜脈及虹膜識(shí)別的安全級(jí)別，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聲紋識(shí)別安全級(jí)別最低，“指靜脈識(shí)別跟虹膜識(shí)別屬同一安全級(jí)別，超指紋識(shí)別百倍左右�！绷_敏說(shuō)。

　　B

　　華西實(shí)驗(yàn)

　　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(tuán)隊(duì)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(shí)別的速度和精度。

　　6月1日，在工作室內(nèi)，羅敏團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一組指靜脈識(shí)別的身份認(rèn)證實(shí)驗(yàn)。指靜脈識(shí)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(gè)拳頭大小的黑盒子負(fù)責(zé)信息采集，信息處理交由一臺(tái)平板電腦完成，而指令終端則是一個(gè)特制的小型門鎖。

　　實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，記者在電子科大隨機(jī)找了3名學(xué)生作為此次實(shí)驗(yàn)的志愿者。一切準(zhǔn)備就緒后，實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)始對(duì)3人的右手食指進(jìn)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(shí)，電腦上清晰地出現(xiàn)了形狀各異的血脈紋路。羅敏說(shuō)，這個(gè)黑盒子的最上方內(nèi)置了一個(gè)LED燈，手指放在濾光片上時(shí)，下方的紅外相機(jī)就開(kāi)始發(fā)出紅外光線照射手指，而只有靜脈部分會(huì)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(shí)別系統(tǒng)

　　1秒之內(nèi)即可完成驗(yàn)證開(kāi)鎖

　　3名志愿者的指靜脈紋路采集完成后，實(shí)驗(yàn)人員將其分別命名，然后儲(chǔ)存到已有2000多個(gè)指靜脈數(shù)據(jù)的系統(tǒng)庫(kù)中。

　　接下來(lái)，實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)始進(jìn)行驗(yàn)證。一名志愿者將右手手指伸進(jìn)信息采集的盒子，貼緊濾光片，信息處理系統(tǒng)當(dāng)即進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)，電腦左下角的數(shù)字不斷交替滾動(dòng)，試圖尋找相同紋路并進(jìn)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(kāi)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(kāi)啟。

　　隨后，另一名志愿者開(kāi)始“戲耍”靜脈識(shí)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(wú)法開(kāi)啟�！霸谶M(jìn)行一對(duì)一匹配識(shí)別時(shí)，信息處理只需要70毫秒�！睂�(shí)驗(yàn)人員說(shuō)，換句話說(shuō)，如果系統(tǒng)儲(chǔ)存了100個(gè)用戶，從采集到信息處理再到最終開(kāi)鎖，1秒之內(nèi)即可完成。

　　焦點(diǎn)問(wèn)答

　　相比指紋

　　指靜脈紋路 很難被竊取

　　華西都市報(bào)：在生物識(shí)別中，哪一種安全級(jí)別最高？

　　羅敏：聲紋識(shí)別的安全級(jí)別最低，為1:500，即每500人中，最多出現(xiàn)1個(gè)相同的樣本。此外，人臉識(shí)別的安全級(jí)別為1: 1000；指紋識(shí)別為1:10000；指靜脈識(shí)別為1:100萬(wàn)；虹膜識(shí)別為1:150萬(wàn)。最高的是DNA，安全級(jí)別是1:800萬(wàn)億。

　　華西都市報(bào)：目前，指靜脈識(shí)別的應(yīng)用程度如何？

　　羅敏：截至2015年，指紋識(shí)別的應(yīng)用最為廣泛，占到58%，其次是語(yǔ)音識(shí)別占22%，靜脈識(shí)別僅占2%。不過(guò)，現(xiàn)在研發(fā)指靜脈識(shí)別的越來(lái)越多，有的省份已經(jīng)用到了高考上，未來(lái)幾年，它占有的市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越大。

　　華西都市報(bào)：指紋識(shí)別應(yīng)用不久，網(wǎng)上就有了指紋膜硅膠售賣。指靜脈識(shí)別容易出現(xiàn)類似替代品么？

　　羅敏：指靜脈識(shí)別與指紋識(shí)別最大的不同，就是“活體采集”，必須要在血紅蛋白流動(dòng)的情況下，才能形成靜脈紋路圖像。此外，指靜脈圖像也不會(huì)像指紋那樣，容易留下痕跡。因此，除非你主動(dòng)，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(tuán)隊(duì)的關(guān)鍵先生，就讀于電子科大信息與信號(hào)處理專業(yè)，今年研二。

　　他與師兄羅敏相識(shí)，源于2013年的一次數(shù)學(xué)競(jìng)賽，兩人惺惺相惜。2014年，羅敏說(shuō)出研究靜脈識(shí)別的想法后，兩人一拍即合。

　　“但我是研究雷達(dá)信號(hào)處理的，和靜脈識(shí)別只關(guān)注二維成像有很大的差別�！庇囫瓷�說(shuō)，事后證明，正是這種“外行”的思維，讓他找到了“從無(wú)到有”的突破口。

　　在師兄的鼓動(dòng)下，幾人說(shuō)干就干。2014年11月，研究正式開(kāi)始。最開(kāi)始的時(shí)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(guò)一段時(shí)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(kāi)了竅。

　　“我記得很清楚，那是一個(gè)下午，一個(gè)朋友聊天時(shí)說(shuō)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(shuō)，之前他根本沒(méi)考慮過(guò)這種算法，因?yàn)樗俣忍�慢，如果用這種算法做成產(chǎn)品，根本無(wú)法適應(yīng)市場(chǎng)。但經(jīng)朋友點(diǎn)撥，他開(kāi)始從這個(gè)算法切入，一下就找到了突破口，“當(dāng)天我們?cè)嚵艘幌�，速度提升�?0倍�！�

　　埋頭研發(fā)一度冷落了女友

　　攻克了這個(gè)技術(shù)難題，往后的研發(fā)就相對(duì)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(zhǔn)確度有沒(méi)有受到影響。他們聯(lián)系到國(guó)內(nèi)一個(gè)指靜脈數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行驗(yàn)證，最終，在2萬(wàn)多個(gè)數(shù)據(jù)中，驗(yàn)證結(jié)果全部正確。

　　“經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次算法升級(jí)后，一比一匹配，整個(gè)過(guò)程只需要70毫秒。”羅敏說(shuō)，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(guò)指令的方式發(fā)送到終端，又是整個(gè)環(huán)節(jié)中最為容易的。

　　很快，他們實(shí)現(xiàn)了用指靜脈識(shí)別開(kāi)鎖。接下來(lái)，他們想把指靜脈識(shí)別用到ATM機(jī)取款、社保認(rèn)證、靜脈支付、考試身份認(rèn)證等領(lǐng)域�！拔覀冋�在研究將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，就像指紋通過(guò)簸箕形和斗形來(lái)進(jìn)行大致分類一樣�！绷_敏說(shuō)，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(shí)驗(yàn)室，可被冷落了很久的女友顯然還有些情緒，“最開(kāi)始展示時(shí)，她還有點(diǎn)新鮮感，之后就不感興趣了�！庇囫瓷�說(shuō)，女友還給他潑涼水：“你們花這么長(zhǎng)時(shí)間，就是研究這個(gè)小玩意兒？”

　　相關(guān)鏈接

　　鮮為人知的生物識(shí)別

　　腦紋識(shí)別

　　美國(guó)紐約的研究人員用腦電圖頭套記錄50名志愿者的大腦活動(dòng)，讓參與者瀏覽經(jīng)過(guò)篩選的500幅圖片。結(jié)果顯示，參與者大腦對(duì)每幅圖片的反應(yīng)都不一樣。研究人員據(jù)此設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)程序能繪制出“腦紋”，據(jù)說(shuō)可幫助識(shí)別參與者。

　　心跳識(shí)別

　　英國(guó)一家銀行采用了一種可穿戴設(shè)備，能識(shí)別佩戴者獨(dú)一無(wú)二的心跳，并據(jù)此來(lái)解鎖手機(jī)或平板電腦。

　　耳朵識(shí)別

　　耳朵的形狀獨(dú)一無(wú)二，甚至一個(gè)人的兩只耳朵也不相同。有科研人員用這項(xiàng)技術(shù)做了864次試驗(yàn)，耳紋準(zhǔn)確率達(dá)到99.5%。