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揭秘刷掌支付背后的黑科技

作者: 時(shí)間:2023-05-31 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

最近“”沖上熱搜,根據(jù)騰訊官方公布,微信正式發(fā)布,用戶在設(shè)備上錄入手掌紋樣之后,即可用手掌進(jìn)行支付。目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被用在北京大興機(jī)場(chǎng)線,后續(xù)將會(huì)進(jìn)入地鐵、高鐵、超市商場(chǎng)以及機(jī)場(chǎng)等諸多場(chǎng)景,掌紋識(shí)別將成為繼指紋識(shí)別和人臉識(shí)別之后,又一支付與解鎖方式。 

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202305/447183.htm

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圖片來自于網(wǎng)絡(luò) 

掌紋怎么被識(shí)別?

從技術(shù)原理來看,掌紋識(shí)別的核心邏輯和人臉識(shí)別以及指紋識(shí)別一樣,都是利用人體某方面的唯一性。人的面容無論看起來多么相似,但總會(huì)在結(jié)構(gòu)上有細(xì)微差別。掌紋也是一樣,人的掌紋是由萬千紋線隨機(jī)排列組合而成,這構(gòu)成了掌紋的獨(dú)特性與唯一性。 

掌紋識(shí)別技術(shù)先利用圖像傳感器對(duì)手掌紋路進(jìn)行采集,再根據(jù)算法進(jìn)行圖像的預(yù)處理,提取掌紋的特征,然后建立掌紋數(shù)據(jù)庫。當(dāng)用戶在刷掌紋的時(shí)候,會(huì)將當(dāng)下的掌紋與數(shù)據(jù)庫的掌紋進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì),從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別。騰訊為了保證的足夠安全,還添加了掌靜脈識(shí)別,以達(dá)到安全性的雙重保障。 

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從具體技術(shù)細(xì)節(jié)來看,構(gòu)成掌紋識(shí)別產(chǎn)品的核心是AI算法和感知芯片。目前這兩項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)均已成熟。在AI算法上,國內(nèi)的兩大科技巨頭早已布局,騰訊優(yōu)圖實(shí)驗(yàn)室在去年8月就聯(lián)合合肥工大、上海交大等高校提出通過幾何模型合成數(shù)據(jù),來預(yù)訓(xùn)練掌紋識(shí)別模型,阿里的支付寶技術(shù)團(tuán)隊(duì)也在去年進(jìn)行算法的研發(fā)。從結(jié)果來看,騰訊率先一步實(shí)現(xiàn)技術(shù)落地。 

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從感知芯片來看,無論是掌紋識(shí)別,還是指紋識(shí)別或者人臉識(shí)別,其所需的最核心傳感器是CIS芯片,目前國內(nèi)已經(jīng)有多家企業(yè)在該領(lǐng)域布局多年。 

所謂CIS全稱為CMOS圖像傳感器,是一種將光學(xué)影像轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)的設(shè)備,簡(jiǎn)單理解為這款芯片通過拍照將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。在人體生物特征識(shí)別中,CIS芯片的核心作用就是給指紋、人臉或者掌紋進(jìn)行“畫像”,只不過針對(duì)不同的識(shí)別方式,畫像的方式也略有不同。 

CIS芯片在生物特征識(shí)別中的作用

先說指紋識(shí)別,它的畫像方式是2D的。以智能手機(jī)的光學(xué)指紋識(shí)別為例,用戶指紋按壓屏幕之后,會(huì)變成平面圖形,然后用一顆卷簾式快門的CIS對(duì)圖像進(jìn)行拍照,再將圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息進(jìn)行處理識(shí)別。目前智能手機(jī)的光學(xué)指紋識(shí)別分辨率在5~8萬左右,使用的過程中需要OLED屏幕光做補(bǔ)光以達(dá)到更好的識(shí)別效果。 

人臉識(shí)別和掌紋識(shí)別則與指紋識(shí)別略有不同,由于這兩者屬于非接觸式識(shí)別,為了保障識(shí)別的準(zhǔn)確性,需要一些“黑科技”來達(dá)到最理想的識(shí)別效果。從芯片數(shù)量上來說,人臉和掌紋識(shí)別需要至少1~2顆CIS芯片,來獲取人臉或手掌的3D信息,而從芯片的類別來看,卷簾式快門CIS很難滿足高速、準(zhǔn)確的識(shí)別要求,需要用到全局快門的CIS芯片。目前支付級(jí)別的人臉識(shí)別(支付寶、微信的刷臉)主要采用單顆130萬像素全局快門圖像傳感器+結(jié)構(gòu)光的方案來使用的,可以獲取高精度的人臉3D信息。 

關(guān)于卷簾式快門與全局快門的區(qū)別需要進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹一下。這兩者在工作原理上略有區(qū)別,卷簾式快門的工作原理是將畫面分割成尺寸大小相同的條狀,然后逐條曝光,逐條轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào),這一類快門的很適合指紋識(shí)別這種2D應(yīng)用場(chǎng)景。缺點(diǎn)是卷簾快門由于是逐條曝光所以容易產(chǎn)生畸變(業(yè)內(nèi)也稱之為“果凍效應(yīng)”)。這一點(diǎn)在全局快門中則不存在。 

全局快門的工作原理是將整個(gè)畫面同時(shí)曝光,然后整個(gè)畫面可以同時(shí)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),這種工作方式的好處是曝光時(shí)間快,不需要人臉或者手掌短時(shí)間固定不動(dòng),所以很適合用在非接觸式識(shí)別場(chǎng)景中。 

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卷簾快門(左)與全局快門(右)的曝光方式區(qū)別(圖片來自于網(wǎng)絡(luò)) 

但全局快門傳感器也存在缺點(diǎn),那就是其感光度一般比卷簾式的圖像傳感器低,需要在曝光時(shí)補(bǔ)光,不過已經(jīng)有企業(yè)在芯片層面改進(jìn)了這項(xiàng)科技,且這款芯片不是來自國外,而是國產(chǎn)圖像傳感器企業(yè)的SC132GS。其技術(shù)原理是將全局曝光的CIS芯片從前照式升級(jí)到背照式工藝,即BSI+Global Shutter的CMOS圖像傳感器,背照式工藝的高感光度能夠很好的解決曝光量不足的問題,與結(jié)構(gòu)光相結(jié)合后可以被廣泛應(yīng)用于人臉和掌紋識(shí)別領(lǐng)域,也是目前人臉/掌紋支付領(lǐng)域最主流的方案之一。 

值得一提的是,基于背照式+全局快門圖像傳感器相關(guān)技術(shù)的首次亮相是在2019年的ISSCC舊金山國際電路峰會(huì)(俗稱芯片界的奧林匹克)上,且正是由中國企業(yè)推出并作為圖像傳感器領(lǐng)域的開場(chǎng)論文現(xiàn)場(chǎng)發(fā)表的。 

掌紋識(shí)別重塑產(chǎn)業(yè)格局

一項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)并被應(yīng)用,勢(shì)必會(huì)引起行業(yè)格局重塑。掌紋識(shí)別的出現(xiàn),也會(huì)讓整個(gè)生物特征識(shí)別市場(chǎng)的格局發(fā)生改變。考察生物特征識(shí)別技術(shù)能否被市場(chǎng)和消費(fèi)者接受有兩個(gè)核心原則,第一條是足夠安全,第二條則是足夠便利。 

安全性是生物特征識(shí)別的底線,無論是指紋識(shí)別、人臉識(shí)別還是如今的掌紋識(shí)別,其最核心的一點(diǎn)就是要保證不被破解盜用,而便利性關(guān)乎用戶的使用體驗(yàn),使用不方便導(dǎo)致用戶體驗(yàn)差,那么該技術(shù)則無法跨越鴻溝,進(jìn)入早期大眾市場(chǎng),進(jìn)一步無法達(dá)到規(guī)模優(yōu)勢(shì),最終只會(huì)淪為小眾市場(chǎng)。 

首先從技術(shù)的安全性來看,指紋識(shí)別、掌紋識(shí)別和人臉識(shí)別都已經(jīng)達(dá)到了支付級(jí),但人臉識(shí)別相對(duì)于其它兩者來說有一個(gè)天然缺陷,人臉是天然暴露在外,隱匿性太低,因此很容易被盜取人臉信息,用戶會(huì)有這一層擔(dān)心,這也是騰訊此前大力推廣人臉支付不成功轉(zhuǎn)而研究掌紋支付的核心原因。  

在便捷性上,指紋識(shí)別因?yàn)樾枰佑|才能識(shí)別,所以稍遜一籌,目前最大的應(yīng)用場(chǎng)景還是安卓手機(jī),另一方面,指紋識(shí)別在流行病高發(fā)期間會(huì)增加交叉感染風(fēng)險(xiǎn)。人臉識(shí)別和掌紋識(shí)別這種非接觸式識(shí)別會(huì)十分方便,但需要說明的是,人臉識(shí)別太過于迅捷,沒有留給用戶足夠考慮的時(shí)間,筆者曾在支付寶人臉識(shí)別付款過程中,發(fā)現(xiàn)被默認(rèn)開通螞蟻花唄,但臉貼上去之時(shí)已悔之晚矣。 

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圖片來自于網(wǎng)絡(luò) 

綜合來看,指紋識(shí)別和人臉識(shí)別各自在便捷性與安全性存在不足,而掌紋識(shí)別則將這兩者的長(zhǎng)處集于一身,是一項(xiàng)十分有前景的技術(shù)。 

在國內(nèi)市場(chǎng)中,騰訊與阿里在力推掌紋支付,北京大興機(jī)場(chǎng)已經(jīng)開始使用,未來也許會(huì)有更多的城市跟隨。另一方面,在超市、醫(yī)療行業(yè)這些to B市場(chǎng)中掌紋識(shí)別也能夠發(fā)揮巨大空間,未來不排除這些系統(tǒng)會(huì)使用掌紋識(shí)別,或?qū)⑴f有的識(shí)別產(chǎn)品替換為掌紋識(shí)別。在國外市場(chǎng)中,2022年8月亞馬遜已經(jīng)在加利福尼亞州的65個(gè)全食超市中使用上了掌紋識(shí)別技術(shù)。 

總結(jié)

無論是從技術(shù)的成熟度還是產(chǎn)業(yè)化的能力,抑或是巨頭們的推廣力度,掌紋識(shí)別技術(shù)都具有一個(gè)比較美好的未來,至于在掌紋識(shí)別這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,誰能成為未來的霸主,則需要看各家的實(shí)力與布局了。



關(guān)鍵詞: 刷掌支付 思特威 掌紋支付

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