近些年來，生物識別技術(shù)已進(jìn)入了高速發(fā)展期，并在人社、金融、教育、安防、互聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域逐步應(yīng)用推廣。該書站在歷史角度，回顧了身份認(rèn)證從古至今的各類方式；站在專業(yè)角度，細(xì)說了各種生物識別技術(shù)的原理、流程、當(dāng)前的發(fā)展階段以及存在的困難；站在行業(yè)層面，細(xì)說了不同生物識別技術(shù)在不同行業(yè)中應(yīng)用的利與弊，總結(jié)了應(yīng)用成功的要點(diǎn)與經(jīng)驗、應(yīng)用失敗的原因與教訓(xùn)，希望能引起相關(guān)行業(yè)、廣大讀者對生物識別技術(shù)的關(guān)注，以求促進(jìn)國家從戰(zhàn)略層面更深入去推廣生物識別技術(shù)在各領(lǐng)域，特別是信息惠民工程和智慧城市中的應(yīng)用。
以故事、名人事跡、標(biāo)志性事件等各種眾所周知、引人入勝的案例為切入點(diǎn)，以風(fēng)趣、簡潔、直白、通俗的手法，深入淺出、圖文并茂地描述了各種生物特征識別技術(shù)以及生物特征識別產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀 。
技術(shù)上講，本書是科普性質(zhì)的讀物，適合于所有讀者，只要是對生物特征識別技術(shù)感興趣的讀者都是本書的潛在讀者。
特別推薦從事生物特征識別，有較大應(yīng)用空間行業(yè)(譬如社保、金融、教育、衛(wèi)生、公安、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域)的從業(yè)人員閱讀本書，這對于保障信息安全、財產(chǎn)安全都有很大幫助。
邱建華
北京大學(xué)工商管理碩士，北京智慧眼科技股份有限公司創(chuàng)始人、董事長，專注于生物特征識別領(lǐng)域10余年，擁有人臉識別、指靜脈識別、指紋識別、聲紋識別等多種生物特征識別技術(shù)30余項知識產(chǎn)權(quán)，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)與移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，致力于推動生物特征識別技術(shù)引發(fā)的身份認(rèn)證革命，讓更多的人享受到生物特征識別技術(shù)帶來的便利與快捷。同時，立足生物特征識別技術(shù)，著力于人工智能領(lǐng)域的研究，是中國人工智能研究者與推動者。
馮敬
高級工程師，全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會生物特征識別分技術(shù)委員會副秘書長，積極組織TC28/SC37生物特征識別標(biāo)準(zhǔn)化工作，在跟蹤生物特征識別國際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展的同時組織國內(nèi)產(chǎn)學(xué)研用等相關(guān)單位規(guī)劃我國生物特征識別標(biāo)準(zhǔn)體系。參與制定國家標(biāo)準(zhǔn)40多項，主要包括生物特征識別系列標(biāo)準(zhǔn)、識別卡及測試方法系列標(biāo)準(zhǔn)、RFID系列標(biāo)準(zhǔn)、磁條卡系列標(biāo)準(zhǔn)等。2014年獲得中國標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎標(biāo)準(zhǔn)項目一等獎，在標(biāo)準(zhǔn)研制和測試技術(shù)研究過程中申請發(fā)明專利6項、實用新型5項。
郭偉
從事信息安全行業(yè)16年，涉及的技術(shù)和產(chǎn)品包括智能卡、智能終端、安全攻防、生物識別、移動支付等。2008～2010年擔(dān)任SIMALLIANCE OTA工作組主席。2009～2012年擔(dān)任中國銀聯(lián)外聘專家。先后負(fù)責(zé)或參與多個安全相關(guān)的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定工作。2009年起在國內(nèi)最早從事TEE相關(guān)工作，負(fù)責(zé)起草了中國銀聯(lián)TEE相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，擁有10余項相關(guān)領(lǐng)域的核心專利。關(guān)于TEE在智能終端上的應(yīng)用，主要負(fù)責(zé)安全相關(guān)的程序運(yùn)行，其中生物特征識別程序(如指紋、虹膜、面部特征等)是主要的保護(hù)內(nèi)容。
周淑娟
中科院沈陽自動化所模式識別與智能系統(tǒng)專業(yè)碩士，全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會生物特征識別分技術(shù)委員會委員，參與制定多個生物特征識別標(biāo)準(zhǔn)，涉及的技術(shù)和產(chǎn)品包括人臉識別、指紋識別、指靜脈識別、虹膜識別等，擁有指靜脈識別算法等5項發(fā)明專利和多項知識產(chǎn)權(quán)。2014年率領(lǐng)北京智慧眼科技股份有限公司指靜脈算法團(tuán)隊在ICFVR2015 (The ICB-2015 Competition on Finger Vein Recognition全球指靜脈算法挑戰(zhàn)賽)中榮膺全球及時。
目 錄 第1章 無處不在的身份認(rèn)證... 1
1.1 身份認(rèn)證的由來... 1
1.1.1 身份認(rèn)證的起源... 1
1.1.2 身份認(rèn)證的演化... 1
1.2 身份認(rèn)證的應(yīng)用領(lǐng)域... 3
1.2.1 古代身份認(rèn)證的應(yīng)用領(lǐng)域... 4
1.2.2 現(xiàn)代身份認(rèn)證的應(yīng)用領(lǐng)域... 4
第2章 身份認(rèn)證的前世今生... 7
2.1 傳統(tǒng)的身份認(rèn)證方式... 7
2.1.1 靜態(tài)密碼... 7
2.1.2 動態(tài)密碼... 8
2.1.3 短信密碼... 9
2.1.4 IC卡(智能卡)... 10
2.1.5 USBKey. 11
2.1.6 雙因素密碼... 12
2.2 日趨盛行的生物特征識別... 12
2.2.1 生物特征識別技術(shù)的特點(diǎn)... 13
2.2.2 生物特征識別技術(shù)的比較... 13
2.2.3 生物特征識別技術(shù)的安全性... 17
2.2.4 生物特征識別的市場規(guī)模... 17
2.2.5 生物特征識別的發(fā)展前景... 19
第3章 打開生物特征識別的魔方... 21
3.1 細(xì)說人臉識別的個中奧妙... 21
3.1.1 人臉識別的認(rèn)知學(xué)基礎(chǔ)... 21
3.1.2 人臉識別的優(yōu)勢和劣勢... 24
3.1.3 人臉識別的發(fā)展歷史... 26
3.1.4 人臉識別算法流程... 29
3.1.5 人臉識別的新方向——人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)... 43
3.1.6 人臉識別的率... 57
3.1.7 線上的人臉識別... 60
3.2 道出指靜脈識別的神奇魔力... 61
3.2.1 指靜脈識別技術(shù)的由來... 62
3.2.2 指靜脈識別技術(shù)是如何完成身份識別的... 63
3.2.2.3 質(zhì)量判斷... 65
3.2.3 技術(shù)特點(diǎn)... 76
3.2.4 指紋的終結(jié)者真的到來了嗎？... 78
3.2.5 欣欣向榮的指靜脈市場... 80
3.3 揭開指紋識別的神秘面紗... 83
3.3.1 一個30年前的兇殺案終于告破... 83
3.3.2 指紋識別簡史... 84
3.3.3 探究伴隨一生的指紋... 87
3.3.4 指紋識別如何完成身份認(rèn)證... 90
3.3.5 你是誰和你是不是誰... 97
3.3.6 讓指紋識別飛起來——加速指紋查找的檢索分類技術(shù)... 98
3.3.7 指紋識別有多... 100
3.4 破解虹膜識別的暗藏玄機(jī)... 102
3.4.1 姍姍成長的虹膜識別... 104
3.4.2 虹膜識別如何完成身份認(rèn)證... 104
3.4.3 虹膜識別有何與眾不同... 119
3.4.4 虹膜識別的國內(nèi)外用武之地... 121
第4章 生物特征識別的魅力展現(xiàn)... 125
4.1 人臉識別為社保基金安全支付保駕護(hù)航... 125
4.1.1 社保金領(lǐng)取現(xiàn)狀... 126
4.1.2 社保基金發(fā)放存在問題的關(guān)鍵性分析... 126
4.1.3 人臉識別技術(shù)的應(yīng)用... 127
4.1.4 應(yīng)用效果和案例分析... 130
4.2 人臉識別讓“代考”無處遁形... 131
4.2.1 考試管理中存在的問題... 131
4.2.2 現(xiàn)有身份認(rèn)證方式的不足... 132
4.2.3 人臉識別在考試管理中的應(yīng)用... 132
4.2.4 考生身份認(rèn)證系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程... 132
4.2.5 應(yīng)用效果和案例分析... 134
4.3 手指靜脈識別——保護(hù)金融安全的防火墻... 135
4.3.1 安全是金融的生命線... 135
4.3.2 生物特征識別技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢... 137
4.3.3 指靜脈識別在金融設(shè)備上大放異彩... 138
4.4 虹膜識別站好門禁考勤的每一班崗... 139
4.4.1 虹膜識別在監(jiān)獄門禁中的應(yīng)用... 140
4.4.2 虹膜識別在銀行門禁中的應(yīng)用... 140
4.4.3 虹膜識別在礦山企業(yè)考勤系統(tǒng)中的應(yīng)用... 142
4.5 生物特征識別技術(shù)與移動互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合... 142
4.5.1 移動互聯(lián)網(wǎng)對生物特征識別的需求... 142
4.5.2 移動互聯(lián)網(wǎng)生物特征識別應(yīng)用淺析... 144
第5章 以史為鑒，可以知興替... 148
5.1 人臉識別遇到的尷尬與驚喜... 148
5.1.1 失職的視頻監(jiān)控與人臉識別... 148
5.1.2 人臉識別在視頻監(jiān)控中的困難... 149
5.1.3 視頻監(jiān)控中人臉識別的前景... 149
5.2 指紋識別的挑戰(zhàn)和機(jī)遇... 150
5.2.1 指紋不會說謊... 150
5.2.2 誰動了我的指紋... 153
5.2.3 從搖籃到墳?zāi)沟墓窠K身身份管理... 154
5.2.4 敢問路在何方... 156
5.3 虹膜識別為何沒有遍地開花... 158
5.3.1 虹膜識別發(fā)展受到的限制... 158
5.3.2 破繭的虹膜識別... 160
5.3.3 物聯(lián)網(wǎng)下的虹膜識別應(yīng)用... 161
第6章 歷史的車輪滾滾向前... 164
6.1 狼來了：移動互聯(lián)網(wǎng)開啟新的紀(jì)元... 164
6.1.1 移動互聯(lián)網(wǎng)浪潮來襲... 164
6.1.2 移動互聯(lián)網(wǎng)迫切呼喚身份認(rèn)證領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新... 166
6.2 來勢洶涌的身份認(rèn)證革命... 168
6.3 那些正向我們走來的生物特征識別技術(shù)... 169
后記... 173
參考文獻(xiàn)... 175
第3章 打開生物特征識別的魔方說起生物特征識別，人們都會覺得神秘、高科技。其實，往簡單了說，生物特征識別的過程，就是先將生物特征建模、然后進(jìn)行比對的一個過程；往復(fù)雜了說，這是一門涉及到計算機(jī)視覺、信息/圖像處理、統(tǒng)計學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等相關(guān)學(xué)科的深奧技術(shù)。下面，作者將抽絲剝繭，為您打開生物特征識別的魔方。
3.1 細(xì)說人臉識別的個中奧妙
人臉識別是生物特征識別領(lǐng)域中最有趣、最活躍的分支，以下內(nèi)容將介紹人臉識別的認(rèn)知學(xué)基礎(chǔ)，回顧其歷史沿革和變遷，闡述關(guān)鍵性的算法，指明其應(yīng)用前景和發(fā)展方向。相信這一段充滿趣味的旅程能讓您感受到生物特征識別領(lǐng)域的無窮奧妙。
3.1.1 人臉識別的認(rèn)知學(xué)基礎(chǔ)識別人臉是人類社會中最平常和普通的任務(wù)，如嬰兒在出生不久就能認(rèn)出父母的臉，成年人之間的結(jié)識，演員的分辨等，這些鮮活的例子都是人類感知人臉的典型例證。
對人物面部特征的刻畫是人類藝術(shù)中永恒的主題之一。從古埃及的獅身人面像，到文藝復(fù)興時期達(dá)芬奇的偉大作品——蒙娜麗莎，再到現(xiàn)代藝術(shù)中對人臉情緒化和抽象化的描述，無一不說明人類對人臉天生的敏感和審美的價值取向(參見圖3.1)。
為了研究基于計算機(jī)的人臉識別，需要考察一下識別人臉的原理。人臉識別的認(rèn)知學(xué)基礎(chǔ)研究始于上世紀(jì)60年代，到目前為止已誕生了一系列有趣的成果。研究人員首先注意到人類對于人臉圖案有著超出一般的強(qiáng)烈關(guān)注和興趣。圖3.2是1973年美國宇航局火星探測器掃描到的照片，大多數(shù)人首先關(guān)注的是上面的人臉圖案，盡管這張“人臉”只是火山丘陵和隕石坑的隨機(jī)組合而已。
研究表明，人類對于人臉圖案的強(qiáng)烈關(guān)注可能并非來自于后天學(xué)習(xí)，而是人類的視覺系統(tǒng)帶有天生的人臉識別基因。在嬰兒出生的幾個小時內(nèi)，研究人員就觀察到他們對類似于人臉的模板有著超出一般的興趣[1]。如圖3.3所示，新生嬰兒對于圖3.3(a)的上半部分的興趣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過下半部分的興趣。另外的研究成果[2]表明，人類的視覺系統(tǒng)對上重下輕的圖案(圖3.3(b)上半部分)關(guān)注度遠(yuǎn)大于對上輕下重的圖案(圖3.3(b)下半部分)，一種可能的解釋是視覺系統(tǒng)對人臉圖案的強(qiáng)烈興趣也影響了人類對普通圖像的認(rèn)知和識別。
埃及獅身人面像
蒙克作品《吶喊》第3章 打開生物特征識別的魔方 說起生物特征識別，人們都會覺得神秘、高科技。其實，往簡單了說，生物特征識別的過程，就是先將生物特征建模、然后進(jìn)行比對的一個過程；往復(fù)雜了說，這是一門涉及到計算機(jī)視覺、信息/圖像處理、統(tǒng)計學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等相關(guān)學(xué)科的深奧技術(shù)。下面，作者將抽絲剝繭，為您打開生物特征識別的魔方。
3.1 細(xì)說人臉識別的個中奧妙 人臉識別是生物特征識別領(lǐng)域中最有趣、最活躍的分支，以下內(nèi)容將介紹人臉識別的認(rèn)知學(xué)基礎(chǔ)，回顧其歷史沿革和變遷，闡述關(guān)鍵性的算法，指明其應(yīng)用前景和發(fā)展方向。相信這一段充滿趣味的旅程能讓您感受到生物特征識別領(lǐng)域的無窮奧妙。
3.1.1 人臉識別的認(rèn)知學(xué)基礎(chǔ) 識別人臉是人類社會中最平常和普通的任務(wù)，如嬰兒在出生不久就能認(rèn)出父母的臉，成年人之間的結(jié)識，演員的分辨等，這些鮮活的例子都是人類感知人臉的典型例證。
對人物面部特征的刻畫是人類藝術(shù)中永恒的主題之一。從古埃及的獅身人面像，到文藝復(fù)興時期達(dá)芬奇的偉大作品——蒙娜麗莎，再到現(xiàn)代藝術(shù)中對人臉情緒化和抽象化的描述，無一不說明人類對人臉天生的敏感和審美的價值取向(參見圖3.1)。
為了研究基于計算機(jī)的人臉識別，需要考察一下識別人臉的原理。人臉識別的認(rèn)知學(xué)基礎(chǔ)研究始于上世紀(jì)60年代，到目前為止已誕生了一系列有趣的成果。研究人員首先注意到人類對于人臉圖案有著超出一般的強(qiáng)烈關(guān)注和興趣。圖3.2是1973年美國宇航局火星探測器掃描到的照片，大多數(shù)人首先關(guān)注的是上面的人臉圖案，盡管這張“人臉”只是火山丘陵和隕石坑的隨機(jī)組合而已。
研究表明，人類對于人臉圖案的強(qiáng)烈關(guān)注可能并非來自于后天學(xué)習(xí)，而是人類的視覺系統(tǒng)帶有天生的人臉識別基因。在嬰兒出生的幾個小時內(nèi)，研究人員就觀察到他們對類似于人臉的模板有著超出一般的興趣[1]。如圖3.3所示，新生嬰兒對于圖3.3(a)的上半部分的興趣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過下半部分的興趣。另外的研究成果[2]表明，人類的視覺系統(tǒng)對上重下輕的圖案(圖3.3(b)上半部分)關(guān)注度遠(yuǎn)大于對上輕下重的圖案(圖3.3(b)下半部分)，一種可能的解釋是視覺系統(tǒng)對人臉圖案的強(qiáng)烈興趣也影響了人類對普通圖像的認(rèn)知和識別。
埃及獅身人面像
