準確率超指紋百倍!宅男研發指靜脈識別獲獎(圖)

　　製圖/楊仕成

　　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。針對作弊入刑後的首次高考，教育部極為重視，接連發文要求各地做好作弊防控系統。目前，為嚴防替考，確定考生真實身份，四川、廣東、遼寧、河南等多省已採取指紋識別，內蒙古甚至在去年已率先採用指靜脈生物識別技術，用以驗證高考考生信息。

　　而在川內，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。採用這一識別系統，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，比傳統指紋識別準確率高出百倍。

　　實驗名稱

　　「指靜脈識別」系統測試

　　實驗單位

　　電子科大指靜脈實驗項目組

　　實驗目的

　　「指靜脈識別」系統準確率測試

　　實驗結果

　　1秒內完成身份識別自動開鎖

　　A 生物識別

　　指紋識別存在漏洞

　　內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通知，要求結合各地實際，採用二代身份證現場報名確認、現場採集照片和指紋或指靜脈等生物特徵、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。

　　事實上，指靜脈識別作為防替考利器首次走進公眾視野，是內蒙古在去年高考中率先引入了這一高科技識別技術。

　　在日常生活中，指紋識別已被廣泛應用於上班打卡、智慧型手機解鎖等領域。但專家研究發現，指紋識別仍存在一定安全漏洞，容易被低成本複製和偽造。一方面，有些人的指紋採集不易，另一方面，指紋裸露在體表，可以被複製利用。

　　華西都市報記者發現，可用來代替本人指紋的指紋膜矽膠在網上居然有人公開叫賣。這種指紋膜矽膠可以在採集指紋後，再將其倒入模板裡面成型。

　　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，這種情節以後很難再現了。

　　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。一年半後，他們的研究成果先後獲得了「菁蓉杯全球創新創業大賽」季軍、「網際網路+大學生創新創業大賽」金獎等11個獎項。

　　醫學研究證明，指靜脈的血管紋路具有穩定性和唯一性，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，利用人體血管在特殊光照下形成的結構圖像，作為身份識別依據。「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，結果發現，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。

　　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。

　　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人發展到11人，現在，羅敏的團隊已在電子科大清水河校區附近成立了工作室，專注於提高指靜脈識別的速度和精度。

　　6月1日，在工作室內，羅敏團隊進行了一組指靜脈識別的身份認證實驗。指靜脈識別系統包括信息採集、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採集，信息處理交由一臺平板電腦完成，而指令終端則是一個特製的小型門鎖。

　　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願者。一切準備就緒後，實驗人員開始對3人的右手食指進行指靜脈採集。

　　當3人的右手食指陸續放在黑盒子內時，電腦上清晰地出現了形狀各異的血脈紋路。羅敏說，這個黑盒子的最上方內置了一個LED燈，手指放在濾光片上時，下方的紅外相機就開始發出紅外光線照射手指，而只有靜脈部分會發出微弱反射，這樣就形成了手指靜脈的紋路圖像。

　　指靜脈識別系統

　　1秒之內即可完成驗證開鎖

　　3名志願者的指靜脈紋路採集完成後，實驗人員將其分別命名，然後儲存到已有2000多個指靜脈數據的系統庫中。

　　接下來，實驗人員開始進行驗證。一名志願者將右手手指伸進信息採集的盒子，貼緊濾光片，信息處理系統當即進行高速運轉，電腦左下角的數字不斷交替滾動，試圖尋找相同紋路並進行匹配。很快，系統找到了名為「yysl1」的靜脈圖像。隨即，信息處理系統發出「開門」指令，特製的小型門鎖馬上亮起綠燈，「咔嚓」一聲，小門應聲開啟。

　　隨後，另一名志願者開始「戲耍」靜脈識別系統，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，如果系統儲存了100個用戶，從採集到信息處理再到最終開鎖，1秒之內即可完成。

　　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，指靜脈識別的應用程度如何?

　　羅敏：截至2015年，指紋識別的應用最為廣泛，佔到58%，其次是語音識別佔22%，靜脈識別僅佔2%。不過，現在研發指靜脈識別的越來越多，有的省份已經用到了高考上，未來幾年，它佔有的市場會越來越大。

　　華西都市報：指紋識別應用不久，網上就有了指紋膜矽膠售賣。指靜脈識別容易出現類似替代品麼?

　　羅敏：指靜脈識別與指紋識別最大的不同，就是「活體採集」，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。

　　羅敏(中)和「指靜脈識別」技術團隊部分成員。

　　C 創客故事

　　外行思維幫助找到突破口

　　餘翊森，江西九江人，研發團隊的關鍵先生，就讀於電子科大信息與信號處理專業，今年研二。

　　他與師兄羅敏相識，源於2013年的一次數學競賽，兩人惺惺相惜。2014年，羅敏說出研究靜脈識別的想法後，兩人一拍即合。

　　「但我是研究雷達信號處理的，和靜脈識別只關注二維成像有很大的差別。」餘翊森說，事後證明，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，幾人說幹就幹。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，卻得不到關鍵的信息。

　　經過一段時間的摸索後，他們發現，最關鍵的是信息處理的算法，如果在算法上找到突破口，下一步的研發就好辦了。2015年初，在和朋友的一次聊天中，餘翊森突然開了竅。

　　「我記得很清楚，那是一個下午，一個朋友聊天時說到其他領域的一種較為普遍的算法，我一下就找到了靈感。」餘翊森說，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品，根本無法適應市場。但經朋友點撥，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。」

　　埋頭研發一度冷落了女友

　　攻克了這個技術難題，往後的研發就相對容易多了。

　　算法的速度提上去後，餘翊森和羅敏最想知道的是準確度有沒有受到影響。他們聯繫到國內一個指靜脈資料庫進行驗證，最終，在2萬多個數據中，驗證結果全部正確。

　　「經過無數次算法升級後，一比一匹配，整個過程只需要70毫秒。」羅敏說，自此，他們打通了指靜脈採集和信息處理的前兩關。而將處理後的信息通過指令的方式發送到終端，又是整個環節中最為容易的。

　　很快，他們實現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、考試身份認證等領域。「我們正在研究將採集到的數據進行分類處理，就像指紋通過簸箕形和鬥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。

　　研發成功後，餘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，之後就不感興趣了。」餘翊森說，女友還給他潑涼水：「你們花這麼長時間，就是研究這個小玩意兒?」

　　相關連結

　　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名志願者的大腦活動，讓參與者瀏覽經過篩選的500幅圖片。結果顯示，參與者大腦對每幅圖片的反應都不一樣。研究人員據此設計的電腦程式能繪製出「腦紋」，據說可幫助識別參與者。

　　心跳識別

　　英國一家銀行採用了一種可穿戴設備，能識別佩戴者獨一無二的心跳，並據此來解鎖手機或平板電腦。

　　耳朵識別

　　耳朵的形狀獨一無二，甚至一個人的兩隻耳朵也不相同。有科研人員用這項技術做了864次試驗，耳紋準確率達到99.5%。