人臉識(shí)別這一概念近年來一直是全球技術(shù)前沿趨勢(shì)討論的熱點(diǎn)，在業(yè)內(nèi)人士看來，人臉識(shí)別正是開啟AI時(shí)代最關(guān)鍵的一把“鑰匙”。支付寶的刷臉登錄、支付等，微眾銀行的遠(yuǎn)程認(rèn)證等，都讓AI率先進(jìn)入了“刷臉時(shí)代”。
曾有學(xué)者預(yù)言，人類正在進(jìn)行有史以來第二次最重要的遷徙：第一次是數(shù)萬年前人類祖先走出非洲；現(xiàn)在，他們正面臨從物理世界步入數(shù)字世界的“大移民”。
而在第二次“移民”過程中，就像人類在現(xiàn)實(shí)生活里對(duì)“我是誰”的循環(huán)追問，自信息文明誕生伊始，人類就非常清楚安全告知機(jī)器“我是誰”的重要性，并不斷在身份認(rèn)證方式上推陳出新，發(fā)明各種密碼和數(shù)字證書。
然而，隨著人類與機(jī)器共享的“秘密”越來越多(十年前丟手機(jī)就是換一張卡那么簡(jiǎn)單，現(xiàn)在意味著整個(gè)數(shù)字世界的重構(gòu))，安全系數(shù)越來越大，基于密碼的識(shí)別方式已日趨無力——如今，學(xué)術(shù)界也已達(dá)成共識(shí)，身份識(shí)別的下一幕，來自每個(gè)人的生物體征。
今天的智能手機(jī)——這一人類的“外掛大腦”上，已配有指紋識(shí)別，人臉識(shí)別和虹膜識(shí)別，而隨著十年之后整個(gè)IOT產(chǎn)業(yè)的井噴，以及安防領(lǐng)域的日趨重要，生物體征勢(shì)必成為人類分身數(shù)字世界時(shí)最嚴(yán)苛的身份認(rèn)證。
大體來說，生物特征包括生理特征和行為特征：前者包括指紋，虹膜，人臉和眼紋等;后者對(duì)大眾稍顯陌生，包括步態(tài)和唇語等。這些生物特征都具備很強(qiáng)的穩(wěn)定性和唯一性，可匹配于不同應(yīng)用場(chǎng)景。今天，不妨從中選取幾種代表性生物識(shí)別，其中有的你可能熟悉，有的不熟悉，但不管怎樣，它們都將在未來，成為人類移民數(shù)字世界時(shí)最重要的關(guān)卡，也是保衛(wèi)人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界安全的重要利器。
跨年齡人臉識(shí)別
拋去指紋識(shí)別不談，人臉識(shí)別是最為大眾熟知的認(rèn)證方式。
其實(shí)人臉識(shí)別并非易事。人類的臉部結(jié)構(gòu)存在極大相似性，且表情頗具易變性，更何況不同的觀察角度，光照條件，遮蓋物(墨鏡，頭發(fā)，胡須等)都會(huì)增加機(jī)器識(shí)別難度。
不過，當(dāng)現(xiàn)如今AI已發(fā)展到“只要人類正常情況下1秒就能做的事，它幾乎也能做到”的地步，人臉識(shí)別的技術(shù)進(jìn)步也令人欣喜。AI可以將人類進(jìn)化而來的“直覺系統(tǒng)”轉(zhuǎn)為為數(shù)據(jù)分析，根據(jù)眼睛，眉毛，嘴巴，鼻子等器官特征和幾何位置關(guān)系檢測(cè)人臉，將待識(shí)別的人臉特征與已得到的人臉特征模板進(jìn)行比較認(rèn)證。
當(dāng)然，得益于iPhoneX出色的市場(chǎng)教育工作，上面的事你可能都知道了，但頗值一提的是，iPhoneX那般“實(shí)時(shí)識(shí)別”遠(yuǎn)非人臉識(shí)別的全部，當(dāng)機(jī)器記住一張人類面孔，它其實(shí)可以做到更多，比如“跨年齡識(shí)別”。
舉個(gè)例子，還記得八月底，由中央電視臺(tái)和中國科學(xué)院共同主辦的人工智能節(jié)目《機(jī)智過人》在CCTV1周末黃金時(shí)段首播(足以見得人工智能在大眾認(rèn)知中的滲透度……)，第一集中的“御眼重明”系統(tǒng)便呈現(xiàn)了“跨年齡人臉識(shí)別”技能，用1秒就從36張圖片中選出了撒貝寧和江一燕兒時(shí)的照片。
常識(shí)是，在影響人臉識(shí)別率的一切因素里，時(shí)間是最難對(duì)抗的部分。為了實(shí)現(xiàn)跨年齡識(shí)別，“御眼重明”從1000多萬人的2億張人臉圖片中學(xué)習(xí)了人臉的600多個(gè)特征，再搜集幾萬對(duì)成年人與其本人小時(shí)候照片的人臉數(shù)據(jù)，提取人臉特征后，通過雙層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特征遷移學(xué)習(xí)，找到成年人臉和兒童照的特征空間映射關(guān)系，準(zhǔn)確率在人臉特征清晰情況下可達(dá)95%以上。
跨年齡人臉識(shí)別有什么用?舉一個(gè)例子，你知道，許多失蹤兒童長(zhǎng)大后，連親生父母都認(rèn)不出他的樣子，但機(jī)器認(rèn)得，你完全可以想象：借助“御眼重明”系統(tǒng)，電影《失孤》中的父母就可以不再通過持續(xù)多年的滿城尋覓，而是到公安機(jī)關(guān)錄入孩子照片，機(jī)器通過數(shù)據(jù)庫對(duì)比，尋找到匹配對(duì)象。
人臉識(shí)別技術(shù)，正在為這個(gè)社會(huì)帶去更多福祉。
遠(yuǎn)距離生物識(shí)別
事實(shí)上，除了人臉識(shí)別，其他更“小眾”的識(shí)別方式，也在不同場(chǎng)景下漸次綻放，譬如在《機(jī)智過人》中出現(xiàn)的“步態(tài)識(shí)別”。
如果你看過《碟中諜5》，一定會(huì)對(duì)電影中“最后一道安保系統(tǒng)”——步態(tài)識(shí)別印象深刻：它可以對(duì)生物體的身體和步態(tài)進(jìn)行360度無死角掃描，識(shí)別進(jìn)入者身份。
嗯，所謂步態(tài)識(shí)別，就是只通過走路姿勢(shì)，在極短時(shí)間內(nèi)，攝像頭就可識(shí)別特定對(duì)象。不同于人臉識(shí)別需要“主動(dòng)配合”，哪怕一個(gè)人在幾十米外背對(duì)攝像頭，機(jī)器也可通過算法把你認(rèn)出來。在《機(jī)智過人》節(jié)目里，來自銀河水滴科技的步態(tài)識(shí)別就與記憶大師袁夢(mèng)PK，識(shí)別10個(gè)身高體型相似的“嫌疑犯”，21只體型毛色相似的金毛犬，以及金毛犬剪影，最終銀河水滴獲勝。
與人臉識(shí)別一樣，步態(tài)精準(zhǔn)識(shí)別，也受益于在海量數(shù)據(jù)加持下的人工智能技術(shù)。銀河水滴就組建了自己的數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)，并對(duì)約十萬張不同背景下，姿勢(shì)穿著各異的人形進(jìn)行了精細(xì)分割標(biāo)注，如今的跨視角步態(tài)識(shí)別精度高達(dá)94%左右。你可以想象，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)在安防領(lǐng)域大有作為。
而“遠(yuǎn)距離生物識(shí)別”不只一種，除了腳下步態(tài)，來自人類嘴唇的“唇語識(shí)別”亦可發(fā)揮威力。唇語識(shí)別是一項(xiàng)集機(jī)器視覺與自然語言處理于一體的技術(shù)：通過機(jī)器視覺從圖像中連續(xù)識(shí)別出人臉，提取口型連續(xù)變化特征，隨即將連續(xù)變化的特征輸入到識(shí)別模型中，識(shí)別出講話人口型對(duì)應(yīng)的發(fā)音，計(jì)算出可能性最大的表達(dá)語句。
事實(shí)上，谷歌人工智能公司DeepMind去年在AlphaGo擊敗人類后，就把與人類的下一個(gè)競(jìng)賽場(chǎng)切換至讀唇術(shù)上：他們與牛津大學(xué)的研究者使用總長(zhǎng)超過5000小時(shí)完成了對(duì)人工智能的訓(xùn)練，然后使用去年3月至9月間播出的節(jié)目進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，給予相同的視頻素材，專業(yè)唇語識(shí)別專家能達(dá)到12.4%的正確率，而AI系統(tǒng)識(shí)別正確率則是46.8%，高出大概3倍。而唇語識(shí)別在國內(nèi)的領(lǐng)跑者海云數(shù)據(jù)也已訓(xùn)練了超過1萬小時(shí)的新聞?lì)惞?jié)目。
與步態(tài)識(shí)別一樣，唇語識(shí)別在安全領(lǐng)域意義重大。要知道，公安系統(tǒng)中的視頻信息量非常龐大，但很多都以“默片”方式存在，只看得清嘴型，卻不知說些什么。而當(dāng)機(jī)器學(xué)會(huì)“讀唇術(shù)”，即可判斷視頻中的人講出來的關(guān)鍵性內(nèi)容。
總之不難發(fā)現(xiàn)，“遠(yuǎn)距離生物識(shí)別”正在構(gòu)筑一張“數(shù)字天網(wǎng)”，俯視現(xiàn)實(shí)世界。難怪有人會(huì)說，如今人類犯罪率整體下降最根本的原因，就是技術(shù)進(jìn)步提升了犯罪成本。
另一種關(guān)于眼睛的識(shí)別
當(dāng)然，談及生物識(shí)別，尤其是基于生理特征的生物識(shí)別，虹膜是一個(gè)大眾熟知的名字。相互錯(cuò)雜的細(xì)絲，斑點(diǎn)和條紋，讓虹膜具備天然不可復(fù)制性，相信你多少有些了解。所以今天不妨重點(diǎn)介紹另一種與眼睛有關(guān)，卻稍顯陌生的識(shí)別方式：眼紋識(shí)別。
在新一集《機(jī)智過人》中，來自螞蟻金服的生物識(shí)別機(jī)器人“螞蟻?zhàn)袅_”迎來全球首發(fā)。后者具備金融級(jí)別的人臉識(shí)別技術(shù)，其中很重要的識(shí)別點(diǎn)位就是人類眼紋——在節(jié)目錄制現(xiàn)場(chǎng)，“螞蟻?zhàn)袅_”成功識(shí)別同卵四胞胎兄弟的關(guān)鍵，就是利用了人類眼紋的唯一性。
什么是眼紋?
最通俗地話說，虹膜識(shí)別是識(shí)別眼睛中“黑眼仁”的紋理，眼紋識(shí)別則是識(shí)別“眼白”的血管排布情況(鞏膜部分)。與虹膜一樣，每個(gè)人的眼紋也具有唯一性，而這種唯一性也意味著，如何從普通攝像頭拍攝到的圖像中提取血管分布細(xì)節(jié);如何從血管排布中提取出區(qū)分每一個(gè)人特定的生物特征;如何應(yīng)對(duì)眼球反光，眨眼和眼睫毛等干擾因素……都是擺在“螞蟻?zhàn)袅_”面前的道道難關(guān)。
不過問題來了：既然虹膜識(shí)別技術(shù)已相對(duì)成熟，市場(chǎng)教育工作也已完成，為何還要另辟蹊徑，完成對(duì)眼紋的識(shí)別探索?
誠然，虹膜識(shí)別在容錯(cuò)率，信息量及穩(wěn)定性方面更有優(yōu)勢(shì)，但在工業(yè)界，“脫離成本談技術(shù)”并非睿智之舉。拿手機(jī)來說，虹膜識(shí)別需要專業(yè)硬件支持(遠(yuǎn)紅外攝像頭)，這對(duì)智能手機(jī)的改造以及規(guī)?；逃檬莻€(gè)挑戰(zhàn)——這也是為什么早在90年代虹膜識(shí)別就已商用，但多年來主要應(yīng)用場(chǎng)景只是軍用和一些特定領(lǐng)域。
另外，人類虹膜的采集過程需要用戶較高的配合度，這對(duì)普通小白用戶來說學(xué)習(xí)成本更高。相較之下，眼紋識(shí)別對(duì)攝像頭沒有特殊要求，手機(jī)前置攝像頭就能滿足要求，采集過程中只需要用戶自然看著手機(jī)就可以。所以，從用戶體驗(yàn)和成本上來說，都更有利于規(guī)?；逃煤痛蟊娖占?。
那么下一個(gè)問題是：眼紋識(shí)別的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些?
如你所知，對(duì)于螞蟻金服這種互聯(lián)網(wǎng)金融服務(wù)巨頭來說，身份認(rèn)證是無比重要的環(huán)節(jié)。目前眼紋識(shí)別最重要的應(yīng)用場(chǎng)景，就是通過眼紋識(shí)別疊加人臉識(shí)別，在不增加用戶負(fù)擔(dān)情況下，對(duì)識(shí)別對(duì)象進(jìn)行多維度交叉驗(yàn)證，提高識(shí)別的準(zhǔn)確度和安全性。目前，螞蟻金服研發(fā)的眼紋識(shí)別技術(shù)還是實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，但被業(yè)內(nèi)視為是中國或者說是全球生物識(shí)別技術(shù)研發(fā)的標(biāo)志性突破?！拔浵?zhàn)袅_”今年的工作重點(diǎn)和目標(biāo)，是將應(yīng)用于線下場(chǎng)景的眼紋技術(shù)也能基本研發(fā)成熟并開始試點(diǎn)。要知道，人臉識(shí)別的線下金融級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景，譬如刷臉支付，用的是1：N驗(yàn)證，即從N張照片中找出相符的一張，這比1：1驗(yàn)證的難度要高，出錯(cuò)概率也會(huì)大一些，而在疊加眼紋識(shí)別后，除了提高準(zhǔn)確率，還能大大提高1：N中N的數(shù)量級(jí)?？傊?，疊加了眼紋識(shí)別后的面部識(shí)別，可能是人們邁向虛擬世界最安全的通行證——要知道，“螞蟻?zhàn)袅_(ZOLOZ)”的讀音，與西班牙語“SOLOS”相同，而“SOLOS”的古意，正是“ONE”和“唯一”。
結(jié)語：“無密碼”社會(huì)的來臨
今年2月，科技媒體《MIT科技評(píng)論》公布了2017年全球十大突破性技術(shù)榜單，將螞蟻金服、曠視科技、百度人臉識(shí)別技術(shù)納入榜單，理由是：作為全世界首批上線人臉識(shí)別技術(shù)的國家，中國的人臉識(shí)別技術(shù)精度已達(dá)到金融交易的級(jí)別，刷臉支付進(jìn)入成熟期。
嗯，時(shí)至今日，沒人會(huì)懷疑，中國生物識(shí)別技術(shù)已整體性領(lǐng)先世界，且如上所述，中國擁有全球最豐富的識(shí)別方式和應(yīng)用場(chǎng)景。而值得一提的是，《機(jī)智過人》中出現(xiàn)的人工智能團(tuán)隊(duì)，都已在各自領(lǐng)域達(dá)到國際領(lǐng)先水準(zhǔn)(螞蟻金服是唯一一家掌握眼紋識(shí)別核心技術(shù)的公司;銀河水滴在步態(tài)數(shù)據(jù)和算法方面處于世界領(lǐng)先，戶外步態(tài)數(shù)據(jù)庫超過第二大數(shù)據(jù)庫近100倍)，也算見證了中國當(dāng)今最新銳人AI技術(shù)的崛起。
最后想說，其實(shí)縱觀整個(gè)人機(jī)交互的歷史，就是一個(gè)人機(jī)交互難度下降的過程，在未來，隨著生物識(shí)別的日趨主流，人類與機(jī)器之間的“信任關(guān)系”勢(shì)必將邁向一個(gè)新篇章。
我相信會(huì)有一天，“密碼”將成為過去式，人類歷史上那些與密碼驚心動(dòng)魄的故事，也將成為未來博物館講解員的談資。我也相信，就像“無現(xiàn)金”在中國的飛速普及，人們期許中的“無密碼”社會(huì)，也將在中國率先來臨。
