準確率超指紋百倍 理工宅男研發(fā)指靜脈識別

　　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，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)+大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”金獎等11個獎項。

　　醫(yī)學研究證明，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？”

　　相關(guān)鏈接

　　鮮為人知的生物識別

　　腦紋識別

　　美國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，讓參與者瀏覽經(jīng)過篩選的500幅圖片。結(jié)果顯示，參與者大腦對每幅圖片的反應(yīng)都不一樣。研究人員據(jù)此設(shè)計的計算機程序能繪制出“腦紋”，據(jù)說可幫助識別參與者。

　　心跳識別

　　英國一家銀行采用了一種可穿戴設(shè)備，能識別佩戴者獨一無二的心跳，并據(jù)此來解鎖手機或平板電腦。

　　耳朵識別

　　耳朵的形狀獨一無二，甚至一個人的兩只耳朵也不相同。有科研人員用這項技術(shù)做了864次試驗，耳紋準確率達到99.5%。