准确率超指纹百倍理工宅男研发指静脉识别

03.06.2016 21:01

本文来源: 广东大洋网

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制图/杨仕成

6月1日，罗敏团队正在试验“指静脉识别”的准确性和快速性

罗敏（中）和“指静脉识别”技术团队部分成员

还有几天，高考将正式拉开帷幕。2015年11月1日，刑法修正案(九)正式实施。其中规定，在高考等国家考试中作弊将被追究刑责，最高可处以7年有期徒刑。针对作弊入刑后的首次高考，教育部极为重视，接连发文要求各地做好作弊防控系统。目前，为严防替考，确定考生真实身份，四川、广东、辽宁、河南等多省已采取指纹识别，内蒙古甚至在去年已率先采用指静脉生物识别技术，用以验证高考考生信息。

而在川内，电子科大的一群理工宅男组团研究“指静脉识别”，截至目前已斩获11个奖项。6月1日，华西都市报记者走近该团队，揭开了指静脉识别的神秘面纱。采用这一识别系统，只需将手指放在识别器上，短短70毫秒，就能验证出个人独有的手指静脉图像是否和身份信息相匹配，比传统指纹识别准确率高出百倍。

实验名称

“指静脉识别”系统测试

实验单位

电子科大指静脉实验项目组

实验目的

“指静脉识别”系统准确率测试

实验结果

1秒内完成身份识别自动开锁

生物识别

指纹识别存在漏洞

内蒙古高考引入指静脉识别

今年3月8日，教育部就做好2016年普通高校招生工作下发通知，要求结合各地实际，采用二代身份证现场报名确认、现场采集照片和指纹或指静脉等生物特征、及时进行信息比对等措施严防替考。这是教育部首次正式在文件中提及高考可引入指静脉识别技术。

事实上，指静脉识别作为防替考利器首次走进公众视野，是内蒙古在去年高考中率先引入了这一高科技识别技术。

在日常生活中，指纹识别已被广泛应用于上班打卡、智能手机解锁等领域。但专家研究发现，指纹识别仍存在一定安全漏洞，容易被低成本复制和伪造。一方面，有些人的指纹采集不易，另一方面，指纹裸露在体表，可以被复制利用。

华西都市报记者发现，可用来代替本人指纹的指纹膜硅胶在网上居然有人公开叫卖。这种指纹膜硅胶可以在采集指纹后，再将其倒入模板里面成型。

2014年，央视《新闻直播间》曝光的河南高考替考事件中，“枪手”就是将指纹膜套在手指上，成功骗过了验证机器。

准确率超指纹百倍

大学生研发指静脉识别获奖

国外的一些大片中，曾有这样的镜头：有人为进入一些特殊区域，甚至切断他人手指，以解码指纹锁。6月1日，电子科大研三学生罗敏笑言，随着指静脉识别的大量运用，这种情节以后很难再现了。

从2014年11月开始，罗敏和几个同学开始研究指静脉识别技术。一年半后，他们的研究成果先后获得了“菁蓉杯全球创新创业大赛”季军、“互联网+大学生创新创业大赛”金奖等11个奖项。

医学研究证明，指静脉的血管纹路具有稳定性和唯一性，7-70岁人群指静脉血管形状不会改变。因此，与指纹识别相比，指静脉识别是一种识别安全性更高的技术，利用人体血管在特殊光照下形成的结构图像，作为身份识别依据。“指静脉识别属‘活体检测’，如果像电影中演的那样切断手指，血红蛋白会停止流动，就无法形成指静脉成像。”罗敏说。

国际上曾做过生物识别的准确性研究，专门对比了声纹、指纹、人脸、指静脉及虹膜识别的安全级别，结果发现，声纹识别安全级别最低，“指静脉识别跟虹膜识别属同一安全级别，超指纹识别百倍左右。”罗敏说。

华西实验、红外线照射手指

静脉微弱反射形成纹路图像

从最初的4人发展到11人，现在，罗敏的团队已在电子科大清水河校区附近成立了工作室，专注于提高指静脉识别的速度和精度。

6月1日，在工作室内，罗敏团队进行了一组指静脉识别的身份认证实验。指静脉识别系统包括信息采集、信息处理和指令终端三部分。其中，一个拳头大小的黑盒子负责信息采集，信息处理交由一台平板电脑完成，而指令终端则是一个特制的小型门锁。

实验开始前，记者在电子科大随机找了3名学生作为此次实验的志愿者。一切准备就绪后，实验人员开始对3人的右手食指进行指静脉采集。

当3人的右手食指陆续放在黑盒子内时，电脑上清晰地出现了形状各异的血脉纹路。罗敏说，这个黑盒子的最上方内置了一个LED灯，手指放在滤光片上时，下方的红外相机就开始发出红外光线照射手指，而只有静脉部分会发出微弱反射，这样就形成了手指静脉的纹路图像。

指静脉识别系统

1秒之内即可完成验证开锁

3名志愿者的指静脉纹路采集完成后，实验人员将其分别命名，然后储存到已有2000多个指静脉数据的系统库中。

接下来，实验人员开始进行验证。一名志愿者将右手手指伸进信息采集的盒子，贴紧滤光片，信息处理系统当即进行高速运转，电脑左下角的数字不断交替滚动，试图寻找相同纹路并进行匹配。很快，系统找到了名为“yysl1”的静脉图像。随即，信息处理系统发出“开门”指令，特制的小型门锁马上亮起绿灯，“咔嚓”一声，小门应声开启。

随后，另一名志愿者开始“戏耍”静脉识别系统，他将左手食指贴紧滤光片，门上很快就亮起红灯，小门无法开启。“在进行一对一匹配识别时，信息处理只需要70毫秒。”实验人员说，换句话说，如果系统储存了100个用户，从采集到信息处理再到最终开锁，1秒之内即可完成。

焦点问答

相比指纹

指静脉纹路很难被窃取

华西都市报：在生物识别中，哪一种安全级别最高？

罗敏：声纹识别的安全级别最低，为1:500，即每500人中，最多出现1个相同的样本。此外，人脸识别的安全级别为1: 1000；指纹识别为1:10000；指静脉识别为1:100万；虹膜识别为1:150万。最高的是DNA，安全级别是1:800万亿。

华西都市报：目前，指静脉识别的应用程度如何？

罗敏：截至2015年，指纹识别的应用最为广泛，占到58%，其次是语音识别占22%，静脉识别仅占2%。不过，现在研发指静脉识别的越来越多，有的省份已经用到了高考上，未来几年，它占有的市场会越来越大。

华西都市报：指纹识别应用不久，网上就有了指纹膜硅胶售卖。指静脉识别容易出现类似替代品么？

罗敏：指静脉识别与指纹识别最大的不同，就是“活体采集”，必须要在血红蛋白流动的情况下，才能形成静脉纹路图像。此外，指静脉图像也不会像指纹那样，容易留下痕迹。因此，除非你主动，否则别人很难窃取到你的指静脉图像。

创客故事

外行思维帮助找到突破口

余翊森，江西九江人，研发团队的关键先生，就读于电子科大信息与信号处理专业，今年研二。

他与师兄罗敏相识，源于2013年的一次数学竞赛，两人惺惺相惜。2014年，罗敏说出研究静脉识别的想法后，两人一拍即合。

“但我是研究雷达信号处理的，和静脉识别只关注二维成像有很大的差别。”余翊森说，事后证明，正是这种“外行”的思维，让他找到了“从无到有”的突破口。

在师兄的鼓动下，几人说干就干。2014年11月，研究正式开始。最开始的时候，大家两眼一抹黑，只看到日本有研究成功的先例，却得不到关键的信息。

经过一段时间的摸索后，他们发现，最关键的是信息处理的算法，如果在算法上找到突破口，下一步的研发就好办了。2015年初，在和朋友的一次聊天中，余翊森突然开了窍。

“我记得很清楚，那是一个下午，一个朋友聊天时说到其他领域的一种较为普遍的算法，我一下就找到了灵感。”余翊森说，之前他根本没考虑过这种算法，因为速度太慢，如果用这种算法做成产品，根本无法适应市场。但经朋友点拨，他开始从这个算法切入，一下就找到了突破口，“当天我们试了一下，速度提升了10倍。”

埋头研发一度冷落了女友

攻克了这个技术难题，往后的研发就相对容易多了。

算法的速度提上去后，余翊森和罗敏最想知道的是准确度有没有受到影响。他们联系到国内一个指静脉数据库进行验证，最终，在2万多个数据中，验证结果全部正确。

“经过无数次算法升级后，一比一匹配，整个过程只需要70毫秒。”罗敏说，自此，他们打通了指静脉采集和信息处理的前两关。而将处理后的信息通过指令的方式发送到终端，又是整个环节中最为容易的。

很快，他们实现了用指静脉识别开锁。接下来，他们想把指静脉识别用到ATM机取款、社保认证、静脉支付、考试身份认证等领域。“我们正在研究将采集到的数据进行分类处理，就像指纹通过簸箕形和斗形来进行大致分类一样。”罗敏说，一旦分类成功，信息处理的速度又将大幅提高。

研发成功后，余翊森迫不及待地把女友叫到实验室，可被冷落了很久的女友显然还有些情绪，“最开始展示时，她还有点新鲜感，之后就不感兴趣了。”余翊森说，女友还给他泼凉水：“你们花这么长时间，就是研究这个小玩意儿？”

相关链接

鲜为人知的生物识别

脑纹识别

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心跳识别

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