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指靜脈支付來了?中國指靜脈識別行業現狀調研

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悅讀范

百家號 09-30 10:41

近日英國一家超市在全球首先應用指靜脈付款的新聞報道引起了筆者的興趣,指靜脈識別相對指紋、人臉識別聽起來比較新鮮,但隨手搜一下發現國內的指靜脈技術已經比英國成熟多了,有企業2年前就在超市健身房等推出指靜脈支付體驗,甚至還有指靜脈啟動汽車在大街上跑了。什么是指靜脈識別技術?它又有哪些優勢呢?下面和大家一起分享一下調研情況。

人體靜脈中紅血球的血紅素對近紅外線有較強的吸收功能,因此當近紅外光線照射到手指時,靜脈與靜脈周邊組織對近紅外光線的吸收程度不同,從而在透射圖像中形成靜脈紋路圖像,而每個人的靜脈紋路都會不同,即使是雙胞胎,手指靜脈紋路也會不同。利用這一技術原理可對獲取的影像進行處理、分析,從而得到手指靜脈的生物特征



當前廣泛使用的生物特征識別技術主要有語音識別、虹膜識別、人臉設備、指紋識別和靜脈識別。其中應用最為廣泛是指紋識別,但脫皮出汗有時會不好用,搞個指紋膜復制自己指紋讓別人替打卡上班好像也是眾所周知,甚至還有復制指紋膜在高考替考的槍手。虹膜識別準確度很高,但老照眼睛有一定比例的心理拒絕性,近期三星推出的s8手機搭載了虹膜識別,網上有視頻通過對眼睛拍照打印就能通過驗證,也能被仿冒。目前人臉識別都是2D的,圖像受光線、采集角度、用戶化妝等多方面影響,識別準確度不高,有照片和動態圖都可以仿冒,目前蘋果推出了3D的faceID技術,從另一個角度似乎在說2D人臉識別是不靠譜的。這些技術的便捷性、安全性還是很有很大改進空間

手指靜脈識別作為比較新的生物特征方式,與以上生物特征識別技術相比,不僅具有活體采集、準確度高,難以仿冒的特點,成熟的手指靜脈識別技術唯一性好、安全性高,在管理手段健全的條件下是比較適合做“你媽是你媽的”這種嚴格身份認證的。



1.國外指靜脈識別技術的產生與發展

手指靜脈身份識別技術屬于手靜脈身份識別技術中的一種,手靜脈技術還包括手背和手掌靜脈身份識別技術。手靜脈識別技術最早由英國的Joseph Rice在1983年發明,并命名為Veincheck。在Joseph Rice發明Veincheck技術后,受其影響,對新興技術信息比較敏感的國家例如韓國、日本在1992年左右就開始了手靜脈技術的相關研究,只是各有側重,韓國以手背靜脈識別技術為主,日本以手掌和手指靜脈技術發展為主。2001年3月韓國Techsphere公司成功開發出VP-II并開始商業出售。VP-II使用了一些新的濾波算法和新的圖像采集技術,產品的可靠性和適用性比較好。

日本為了繞開手背靜脈識別的專利,將研究方向轉向了手靜脈技術中的手掌靜脈和手指靜脈識別技術,現階段在這兩個方面處于領先地位的分別是富士通和日立。2002年8月28日,富士通實驗室對外發布其高精度的手掌靜脈身份研制技術,同時還發布了一款利用該技術開發的鼠標。日立公司依托于自己的研究所及日本東京大學的研發能力于1997年就開始了對手指靜脈認證的研究,至今已經獲得多項專利。據不完全統計,在日本國內已經有超過1萬家單位正在使用手指靜脈識別系統,日本80%以上的ATM取款機搭載了手指靜脈身份驗證系統。

相對而言,在設備小型化、采集圖像定位、使用便捷度等方面,手指靜脈識別技術比手背靜脈識別和手掌靜脈識別技術更具有優勢。

2.國內指靜脈識別技術的初期發展

筆者調研發現,我國對手靜脈技術的研究與韓國、日本相比要晚一些,從2003年開始有一些重點高校和研究所對手靜脈技術進行研究與開發,早期對指靜脈技術研究比較突出的有清華大學、北京大學、中國解放軍國防科學技術大學、哈爾濱工程大學、中國民航大學、中國船舶重工集團七一零研究所等。

2003年,清華大學林喜榮副教授在清華大學學報刊登了一篇名為“人體手背血管圖像的特征提取及匹配”的學術文章,該文章指出清華大學精密測試技術及儀器國家重點實驗室采集到近紅外血管圖像并進行了特征識別,還詳細的闡述了對所獲取的靜脈圖像進行預處理的方法。最終該文章給出的實驗結論是:在65個小范圍樣本條件下匹配,拒真率為4.6%,認假率為0。但沒有發現清華大學后繼對這項技術進行技術改進和產品轉化的任何信息。

對比日立的技術源于東京大學,北京大學人工智能實驗室應該是國內指靜脈核心技術的重要發源地,該實驗室似乎從2005年就開始手指靜脈識別技術的系統研究與開發,他們應該采用了全新的指靜脈識別算法,對大規模復雜環境的認證有深入的研究,實驗室博士生的指靜脈算法還在2008年獲得了“英特爾杯”全國大學生軟件創新大賽的金獎。該技術長期應用于北京大學的本校的體育考勤,每天達到幾千人次的采集識別驗證,應該積累了大規模實際應用的技術改進經驗。從其學術論文公開的信息可以看出北大的技術指標達到了國際先進水平,同時北大每年還舉辦指靜脈算法的比賽,在推動中國指靜脈成熟核心技術的發展。


2006年,中國解放軍國防科技大學謝建斌教授在2006年1月17日提交的公開號CN101004789A的專利申請公開了一種個人驗證裝置,提供了一種手指靜脈圖像識別裝置,采用了使靜脈圖像更為清晰的圖像處理技術及選出靜脈圖像的新算法,配合高精度圖像采集設備,可使認證精度指標認假率和拒真率優于傳統生物特征認證技術。

2011年,中國船舶重工集團七一零研究所郭慶昌博士研制出了手指靜脈身份識別門禁系統,叫中安脈盾,該系統在軍工部門及檢察院有小規模應用,但從產品外觀上看太像是應用的日立(或北大)核心模組。但推測作為一個軍工企業應該不大會嵌入國外核心模塊技術的。

因此,在2003年至2012年間,國內約有十多家高校和研究所研究開發指靜脈識別技術和設備,從論文和應用落地來看北京大學的技術研究是相對較成熟的。

3.國內指靜脈識別行業參與廠商概況

筆者調研發現日立和富士通于2005年開始在中國推廣自己的靜脈識別技術和安防門禁產品,可能是由于外企的產品價格高,好像早期應用量不是很大。另一方面,在生物特征身份識別這種涉及隱私秘密的特殊領域,國外技術在國內安防領域的應用存在涉密的問題,這可能也是日立技術在國內并未被廣泛應用的一大原因。

通過對北大指靜脈專利的狀態追蹤發現,北京大學將名下的指靜脈發明專利轉讓給一家名為“燕南科技”的公司,瀏覽該公司的官網及工商信息發現,早期論文的及專利的署名人也是公司的股東,從該公司的企業新聞中發現,應該是北大實驗室的核心技術人員響應雙創號召自己創業了。該公司開發出了一系列指靜脈識別產品,并參與了指靜脈識別技術行業標準的制定,產品在教育金融等行業也有大規模的推廣。內蒙古是全國第一個在高考認證中采用指靜脈身份識別的省份,從網上公布的新聞推測,該項目應該是采用了燕南科技的產品,應該是目前國內應用規模最大的純指靜脈認證項目。

也許是內蒙考場大規模應用指靜脈的原因刺激了行業的發展,從2015年開始國內指靜脈行業變得熱鬧非凡,以日立公司的為首的系列公司在市場上都很活躍,日立北工大、曙光易通、成都芯軟、華科力揚,威盾科技好像不是代理日立產品就是從日本歸國的人士創立的指靜脈企業。日立在成熟技術的推廣上應該在逐步發力,并和中科曙光這樣有實力的國內大型系統集成公司聯手推出基于日立指靜脈的解決方案,涉及社保金融教育等多個領域,相信這種有實力的中國企業也會逐步消化吸收國外的核心技術,推出真正自己核心技術產品。

另外一些國內企業如“山西圣點科技”是國內首家登錄新三板的指靜脈企業。


也是少數我們從年報等公開資料中可以了解指靜脈行業的企業,該企年報中披露這家企業應該是以代理華為、思科及聯想電腦為主業起家的山西本土IT企業,同時從近些年也代理多家的指靜脈識別產品,其中一家叫鑫保泰的安防公司應該是他們的指靜產品主要提供商,同時圣點科技好像也是北大燕南科技指靜脈產品的山西代理商,有越來越多的傳統IT企業加入到指靜脈技術的應用推廣中勢必會提高該技術在行業的大規模應用。


圣點科技的提供商深圳鑫公司也有較全的產品系列,開發出了自有技術的指靜脈模塊,產品結構簡潔,但不知道核心技術是來源于日本日立還是北大的實驗室。

2015年后在日立和燕南科技等擁有成熟技術的廠商推動下的技術推廣下以及國家雙創(大眾創業、萬眾創新)的號召鼓舞下,參與指靜脈識別企業如雨后春筍般涌現出來。神州安盾、釋金石、易時代等都應該是微盾旗下的公司,在積極嘗試多種領域的應用。惠州智冠與南方醫科大學共同研發手掌靜脈識別技術,目前已有掌靜脈產品小規模在監獄使用,其母公司廣州智冠于2015年1月登陸新三板。智慧眼是一家湖南的公司,在2009年成立,聽名字應該以人臉識別為主的解決方案公司,于2016年3月登陸新三板,智慧眼、通元微、細推科技等新出現的指靜脈創業企業有些積極參加了北大人工智能實驗室舉辦的指靜脈挑戰賽,應該是北大燕南科技的周邊合作伙伴。有家叫識益生物的公司還推出了新穎的靜脈鼠標,在京東眾籌,推測是產品成熟度問題,沒有后續銷售。近期借著人工智能的東風生物識別行業也顯得很火爆,但從三家登陸新三板的靜脈生物識別企業(圣點、智慧眼、智冠)的年報營業收入細項中可以看出目前的指靜脈企業仍以傳統IT軟硬件集成銷售為主,靜脈產品的銷售額占總銷售額的比例非常小。其他幾家非公眾公司貌似應用很廣但收入不得而知。總之指靜脈技術市場潛力很大,相關廠商要想獲得大發展需要具備幾個要素。首先,企業要具有頂尖的核心算法人才,從論文發表的排名來看,頂尖的人才目前應該來自于像東京大學、香港理工大學、北京大學人工智能實驗室這樣的頂尖的實驗室;其次,企業要具有產品的大規模應用實踐,2016年教育部發布了指導通知(教學[2016]3號),通知建議高考采用指靜脈進行身份識別,這種上千萬考生的認證項目才能確保技術產品成熟、穩定;再次,企業也應具有較強的行業關渠道、政府關系,盡快占領市場,從而投入技術和產品的持續研發和升級;做出核心技術可能需要10年積淀,大規模應用還可能要5到10年,目前大部分相關企業還基本停留在初期推廣及代理日本日立產品階段,真正做大做強不能停留在炒個概念掛個新三板為目標,行業的發展還需要政府及有影響力的上市公司推動,相信人工智能時代能給指靜脈這類新興技術推廣帶來持久的春天。

新三板研究:胖頭魚