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刷脸或已落后“走路”就能认出你 中南大学研究新识别技术

2015-11-09 09:05 大数据实验室

9月30日,中南大学信息科学与工程学院研究室,研二学生赵庆会(中)和同学一起调试三维步态识别系统。


继指纹验证、眼睛虹膜等生物特征识别之后,刷脸技术近年来也逐渐成为了人们熟悉的一种识别技术。尤其是2015年3月,马云在德国汉诺威国际信息及通信技术博览会展示“刷脸支付”技术,更是吸引了很多人的目光。


然而,在中南大学信息科学与工程学院的研究室中,一种身份三维步态识别技术正在逐渐完善,即将把生物特征识别技术推向更高层次。

【科研背景】


“弥补”传统生物识别技术中的不便性


目前在社会上使用的生物特征识别技术中,包括指纹验证、人脸识别、虹膜识别等,被称为第一代生物识别技术。这些传统的生物特征识别技术尽管具有较强的“安保”性能,但这些识别技术在使用时,需要目标对象的配合,或者必须完成一定的动作才能识别,增加了使用过程的繁琐性和不方便性。


以指纹识别举例,识别时需要人体手指的接触;人脸识别和虹膜识别虽然不需要接触,却容易受到环境的制约,人脸识别需要正面脸像,虹膜识别有效距离仅为5米。


制作“指纹”,让人代替上班签到打卡已经不是秘密。在近年来影视作品中,智能化、科技化的犯罪手段层出不穷,一些假冒却有效的虹膜特征、人脸特征也能被顺利通过传统的识别系统,将传统生物特征识别技术的弊端凸显出来。


步态识别便成为了生物特征识别的新研究方向。


【技术定义】


通过“走路的形态”来识别生物个体身份


简单来解释,步态识别就是通过走路的方式来识别个体身份,还可以进行个体鉴定,以及检测生理、病理及心理特征。


根据早期的医学研究现实,人体的步态有24种不同的成分,包括骨骼的长度、肌肉的力量、关节的柔韧性等等。如果把这些步态特点都综合起来,那这个“步态”就具有了个体特征性。


在导师唐琎教授的指导下,中南大学信息科学与工程学院研二学生赵庆会每天都在从事“三维步态识别”的课题研究。赵庆会向记者解释,步态识别主要是通过采集正面和侧面两段三维步行视频,由计算机软件来处理分析出个体步态并建模,再用分析后的数据提取步态特征,并存入系统数据库中。


之后如果需识别的身份时,只需将拍摄到的影像输入系统,计算机会通过步态识别算法进行匹配,并在数据库中寻找匹配对象,并将最终的结果显示出来。


【项目优势】


远距离和低分辨率都可进行精准识别


步态很难进行掩饰或者伪装,不需要被检测人的配合,非侵犯性……看似简单的“步态识别”,凭借多重的优势来区别于传统生物识别技术。


首先是远距离识别。虽然距离摄像头远,但人体的比例却可以通过计算机系统来分析,不影响步态特征的提取和匹配。据透露,目前一些西方国家正在研发远距离身份识别科技,开发大范围的视觉监控技术,实现远距离条件下对人体进行检测、分类和身份识别,从而增强安防保护能力。


其次是低分辨率条件下识别。以昏暗的路灯为例,识别系统能通过对皮肤等人体特征的感应,来识别低分辨率镜头下的人体步态。同样,能见度低的大雾天气、没有阳光的地下车库,都可以进行人体的步态分析,并进行识别。


大范围自动识别也属于步态识别的优势。在特定的场合中,将具有权限的对象提取步态特征,制作成数据库,如果有不具权限的人擅自进入,就可以采取相关的措施。如同最近上映的《谍中谍5》中的片段,一些国家重要安防场合、敏感场所都可以采用步态识别方式来进行安全保障。


因处于研发完善阶段,步态识别系统还存在一定的局限。赵庆会透露,目前科研团队研究的还只是三维采集人体数据,二维进行识别。“就是要求采集步态影像资料时,必须三维设备来完成。”赵庆会透露,这给数据库的形成带来一定困难,因为公共场合的摄像头一般属于普通二维效果。因此,他们目前正在攻关“二维采集”,任意场合都可以进行数据的采集,让该识别技术应用更加广泛。


【成果转化】


从公共安全的保障向商业化应用发展


“已经将我们的科研成果申请了专利保护,并计划向社会推广应用。”赵庆会透露,科研团队也制定了推广的计划,目前正在实施中。


根据团队的计划,该步态识别系统可用于公共安全(反恐安防)领域、智能居家管理、智能商场等方面。


“将犯罪嫌疑人的步态特征提取入库,再次犯案时就可以迅速提取特征,找到目标任务。”赵庆会解释。以曾在长沙、南京、重庆作案多次的周克华为例,他经常在银行附近犯案,并有棒球帽、墨镜等伪装,传统身份识别方式很难对付他。如果采用步态识别,在主要场所布置相应的识别系统,就可以远距离大范围监控,有助于早日破案。


如在火车站、飞机场等敏感场所布置远距离身份识别,或者安装异常步态行为检测系统,识别到可疑分子或者有异常步态的人进行报警,就大大增强了公共安全自保能力。


危险的矿井中安装步态识别系统,不幸发生矿难,可第一时间识别受困人数以及被困的地点,有利于第一时间救援生命。


担心家中老人走失,可先提取步态特征入库;走失后可识别老人曾经经过的地点以及最后出现的地方等。


“今后还能应用到商业上,例如保险柜的开启、电脑中重要资料的保护等。”赵庆会表示,步态识别已经引起很多科研人员的“兴趣”,今后会被广泛的应用,呈现出科技的无穷魅力。


(来源:36大数据)





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