近期于雜志媒體上看到業(yè)內(nèi)人士在探討生物識(shí)別產(chǎn)業(yè)時(shí)提到：生物識(shí)別未來(lái)可能陷入困境，筆者頗有感慨，于是有感而發(fā)撰寫(xiě)此文。文章主要從國(guó)內(nèi)生物識(shí)別技術(shù)目前的技術(shù)進(jìn)展、應(yīng)用現(xiàn)狀、研發(fā)上面臨的種種挑戰(zhàn)、未來(lái)應(yīng)用前景等方面進(jìn)行展望。希望通過(guò)本文的拋磚引玉，激發(fā)業(yè)內(nèi)外技術(shù)開(kāi)發(fā)人員的創(chuàng)造激情，同時(shí)歡迎各位發(fā)表不同的觀點(diǎn)。

    計(jì)算機(jī)視覺(jué)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的一個(gè)非?；钴S的領(lǐng)域，該學(xué)科旨在為計(jì)算機(jī)和機(jī)器人開(kāi)發(fā)出具有與人類(lèi)相當(dāng)?shù)囊曈X(jué)能力。各國(guó)學(xué)者對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的研究始于20世紀(jì)60年代初，但相關(guān)基礎(chǔ)研究的重要進(jìn)展則是在80年代以后取得的。眾所周知，計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別作為機(jī)器智能的核心，一旦和交叉領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合就能展示出亮點(diǎn)和特色。

    近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于生物識(shí)別技術(shù)的討論與開(kāi)發(fā)風(fēng)起云涌，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的不斷提高，處理速度的加快，過(guò)去想象中的夢(mèng)幻都相繼成為事實(shí)。中國(guó)讓外國(guó)人瞠目的“北斗星”、無(wú)人駕駛汽車(chē)、機(jī)器人就是例子。

    美國(guó)“911”和英國(guó)“倫敦大爆炸”說(shuō)明，現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)人口密集、高度復(fù)雜的社會(huì)，面臨的突發(fā)事件和異常事件越來(lái)越多，其監(jiān)控的難度與重要性也越來(lái)越突出。為此，世界各國(guó)政府和學(xué)者已開(kāi)始密切關(guān)注新一代的監(jiān)控技術(shù)，智能視覺(jué)監(jiān)控的研究也被提到議事日程上。

生物識(shí)別的需求領(lǐng)域在拓寬
    我國(guó)目前正處于建國(guó)成立以來(lái)最突出的社會(huì)轉(zhuǎn)型期，在國(guó)際大形勢(shì)下，社會(huì)穩(wěn)定、公共安全面臨著前所未有的新挑戰(zhàn)。

    隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，以城市交通管理為例，機(jī)動(dòng)車(chē)輛和駕駛員保有量的迅猛增長(zhǎng)，交通出行帶來(lái)的交通流量急劇增加，使得交通堵塞、交通事故、肇事逃逸、機(jī)動(dòng)車(chē)盜搶、以機(jī)動(dòng)車(chē)為工具流竄作案等案件的頻發(fā)，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了極大的危害，成為我國(guó)城市道路交通管理中頗受困擾的突出難題。以2002年全國(guó)的77萬(wàn)起交通事故為例，共死亡11萬(wàn)人，相當(dāng)于一個(gè)北京工人體育場(chǎng)的可容納觀眾人數(shù)，造成直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)33億，相當(dāng)于10座立交橋的建設(shè)投資；2003年8月5日零時(shí)，北京西四環(huán)主路上，一輛高速行駛的銀灰色捷達(dá)車(chē)，將豐臺(tái)交通支隊(duì)民警嚴(yán)重撞傷，肇事車(chē)當(dāng)場(chǎng)逃逸，根據(jù)目擊者的舉報(bào)，公安干警對(duì)全市同類(lèi)車(chē)輛逐一排查，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間努力仍無(wú)結(jié)果，4個(gè)月后，肇事者出于心理重大壓力而自首。

    面對(duì)新時(shí)期交通管理的特點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)案件的快速偵破查處，有效打擊犯罪，減少人民群眾的損失，成為提高公安交通管理部門(mén)管理水平、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求面臨的一大課題。對(duì)于交通肇事逃逸案件的頻繁發(fā)生，除了加強(qiáng)社會(huì)道德教育、加大懲罰力度以外，技術(shù)手段的實(shí)施以及所產(chǎn)生的威懾力量便成為當(dāng)務(wù)之急。

    眾所周知，美國(guó)“911”和英國(guó)連環(huán)大爆炸事件以后，基于國(guó)際反恐的需要，智能視覺(jué)監(jiān)控、生物特征識(shí)別等公共安全技術(shù)備受關(guān)注，世界各國(guó)紛紛將其列入重要的研究計(jì)劃。曾有報(bào)導(dǎo)：美國(guó)正在發(fā)展實(shí)施一項(xiàng)代號(hào)為“戰(zhàn)區(qū)觀察”的計(jì)劃，旨在通過(guò)這項(xiàng)計(jì)劃發(fā)展城市監(jiān)控系統(tǒng)，幫助美國(guó)保護(hù)軍隊(duì)、并保證其在境外展開(kāi)戰(zhàn)斗。這項(xiàng)計(jì)劃利用高科技計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以自動(dòng)識(shí)別被監(jiān)督車(chē)輛的型號(hào)、顏色、形狀和牌照，甚至可以通過(guò)被拍下的駕駛員及乘客面貌識(shí)別其身份，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)參與恐怖活動(dòng)車(chē)輛的辨別和控制。[nextpage]

    至于目前部分業(yè)內(nèi)專(zhuān)家及學(xué)者提到的生物識(shí)別引發(fā)的隱私問(wèn)題，筆者認(rèn)為，在維護(hù)國(guó)家安全、保障社會(huì)穩(wěn)定與代表商業(yè)利益的隱私、人權(quán)之間的選擇只能是唯一的。

    美國(guó)在使用生物識(shí)別技術(shù)上侵犯的不僅僅是個(gè)人的隱私，為了國(guó)家安全，不惜侵犯的還有人身的健康（如骨骼識(shí)別技術(shù)）。這恰恰是某些大國(guó)打著“人權(quán)”的旗號(hào)，壓制發(fā)展中國(guó)家的伎倆。在大談“自由、人權(quán)”的虛假偽裝下，西方世界其實(shí)沒(méi)有一刻停止過(guò)侵犯人權(quán)的技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)。

為生物學(xué)開(kāi)辟新路，與交叉領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合
    大家公認(rèn)的英文Biometrics，通常被譯為生物識(shí)別。這個(gè)單詞是由希臘文的bios（生命、生物體）加上metrics（計(jì)量、測(cè)度）而成，也被翻譯為生物測(cè)定學(xué)，解釋為：測(cè)度生物體上特征的學(xué)問(wèn)。

    在通常的理解中，生物識(shí)別常常被解釋為是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)人體所固有的生理特征或行為特征來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份鑒定。常用的生物特征包括指紋、掌紋、虹膜、面部、聲音、筆跡等。由于身份識(shí)別是人們?nèi)粘Ｉ钪袔缀趺繒r(shí)每刻都需要相互證明的基本現(xiàn)象，因此被人們廣泛重視。

    到目前為止，出于安全、方便的原因，世界上的學(xué)者往往把生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用集中在身份認(rèn)證上。各種學(xué)術(shù)論著，總是把生物識(shí)別給人類(lèi)的工作與生活帶來(lái)的成就歸結(jié)在準(zhǔn)確地區(qū)分出每一個(gè)人上。但是，傳統(tǒng)的身份識(shí)別方法正越來(lái)越受到局限和限制。2002年美國(guó)一位聯(lián)邦法官作出“指紋鑒定不科學(xué)”的裁決，推翻了英國(guó)科學(xué)家高爾頓“在640億人中才能找到一對(duì)特征完全相同的指紋”的定論就是一例。

    不容置疑的事實(shí)是，當(dāng)幾乎所有的生物識(shí)別研究者在熱衷于利用全部精力和技術(shù)證明人體識(shí)別特征的時(shí)候，計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別的領(lǐng)域已經(jīng)向更新更高的層面發(fā)展了。近年來(lái)，世界眾多學(xué)者提出“生物學(xué)開(kāi)辟新路（Biology Outside the Box）”的概念，努力以計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別作為機(jī)器智能的核心，嘗試與交叉領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合，將本世紀(jì)生物和信息這兩大熱門(mén)技術(shù)交匯融合為一體，在新領(lǐng)域展示出亮點(diǎn)和特色。本人參與開(kāi)發(fā)的“車(chē)輛外形自動(dòng)識(shí)別技術(shù)”的突破恰恰證明了這一點(diǎn)。

    我國(guó)的科技人員在生物識(shí)別技術(shù)上奮斗了若干年，目標(biāo)很明確，彎路沒(méi)少走。

    筆者注意到，作為國(guó)內(nèi)生物特征認(rèn)證技術(shù)研究龍頭單位的中科院自動(dòng)化所，其組織的IEEE視覺(jué)監(jiān)控專(zhuān)題討論會(huì)已經(jīng)舉辦了四屆，收錄了大量智能視覺(jué)監(jiān)控領(lǐng)域內(nèi)的最新研究成果。作為一名多年從事城市交通管理的工程師，筆者也注意到，中科院自動(dòng)化所早已將“智能交通技術(shù)和視覺(jué)技術(shù)的結(jié)合”作為研發(fā)課題，并于2004年1月開(kāi)立“基于三維模型的車(chē)輛定位與跟蹤”的在研課題，開(kāi)始對(duì)基于交通場(chǎng)景的智能視覺(jué)監(jiān)控的研究。

    不能說(shuō)我們的研究人員在回避世界性技術(shù)難題，盡管難題確實(shí)存在。但當(dāng)成功者已經(jīng)將成果應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域之中并發(fā)揮重要作用時(shí)，誰(shuí)還能否定識(shí)別技術(shù)的定義呢？從廣義的角度理解，從一只水杯到一輛汽車(chē)，從一只香煙到一枚導(dǎo)彈，無(wú)一不留下人類(lèi)創(chuàng)作行為的特征和痕跡，將識(shí)別范圍擴(kuò)展到這些領(lǐng)域，無(wú)疑會(huì)具有重大的意義。這就是筆者在《生物識(shí)別與測(cè)量技術(shù)在現(xiàn)代交通管理中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用探討》一文中提供“生物識(shí)別與交通應(yīng)用分類(lèi)”框圖的目的（如圖1）。

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技術(shù)研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)
    智能視覺(jué)監(jiān)控的研究對(duì)象很廣泛，理論上說(shuō)，凡是動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)都可以作為被研究對(duì)象。但人們的理想和現(xiàn)實(shí)的差距是要通過(guò)努力、辛勤換來(lái)的。

    筆者曾經(jīng)在車(chē)輛牌照自動(dòng)識(shí)別的基礎(chǔ)上，與國(guó)內(nèi)專(zhuān)門(mén)研究機(jī)構(gòu)、著名大學(xué)、專(zhuān)業(yè)研發(fā)公司提出識(shí)別移動(dòng)物體特征的想法和思路，但是幾個(gè)月后，研發(fā)均無(wú)結(jié)果。其中的困難來(lái)自：技術(shù)人員開(kāi)設(shè)的課題往往得不到關(guān)鍵的支持；國(guó)內(nèi)缺少有力的軟件保護(hù)措施；舒適的生活條件和艱苦研發(fā)的沖突，我們似乎缺少些什么。于是，高新技術(shù)的研發(fā)變得漫漫無(wú)期，年度科研計(jì)劃暫停、延緩，無(wú)奈之下，有識(shí)之士大批外流。于是，在痛感創(chuàng)新之“容易”和成功之艱難之際，也切身體驗(yàn)了創(chuàng)造理論和身心投入的痛苦和快樂(lè)。

    多年來(lái)，國(guó)內(nèi)習(xí)慣按照外國(guó)人的思路跟行，在生物識(shí)別領(lǐng)域也是如此，我們跟隨著他們的理解，稱(chēng)為“根據(jù)人體生理特征和行為特征來(lái)識(shí)別身份的技術(shù)”，根據(jù)指紋、掌紋、虹膜、面部、力度、筆跡等出現(xiàn)了一大批識(shí)別技術(shù)，而實(shí)際上由國(guó)人真正發(fā)明出來(lái)的少之又少。

    眾所周知，保持科技工作者先進(jìn)性的最好方法就是在最高級(jí)別的國(guó)際會(huì)議上發(fā)表文章。目前，計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域影響最大的兩個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議是由IEEE每年主辦的CVPR（國(guó)際計(jì)算機(jī)視覺(jué)與模式識(shí)別大會(huì)）和逢奇數(shù)年舉辦的ICCV（國(guó)際計(jì)算機(jī)視覺(jué)大會(huì)），兩者都是被國(guó)際公認(rèn)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別方面水平最高的會(huì)議。于是各類(lèi)與國(guó)際水平接軌的計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別論文每年都發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上，成為中國(guó)學(xué)術(shù)界評(píng)價(jià)學(xué)者水平的重要標(biāo)志。任務(wù)完成了，學(xué)位拿到手，課題開(kāi)展了，卻沒(méi)有任何進(jìn)展，也無(wú)人追究與過(guò)問(wèn)。陳舊的理論推導(dǎo)和傳統(tǒng)保守思維對(duì)現(xiàn)代科研進(jìn)程毫無(wú)幫助，重復(fù)的試驗(yàn)過(guò)程和前途無(wú)望的課題令人意冷，終于在2009年爆出有院士參與的國(guó)際醫(yī)學(xué)論著涉及“抄襲”丑聞，令人汗顏赤面。因此引發(fā)了人們對(duì)中國(guó)自基礎(chǔ)至高深科研水準(zhǔn)的強(qiáng)烈關(guān)注。

    中國(guó)科協(xié)副主席、中國(guó)科學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)白春禮院士在“2007年中國(guó)科協(xié)學(xué)術(shù)建設(shè)發(fā)布會(huì)”上，對(duì)我國(guó)自主創(chuàng)新與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距精辟總結(jié)認(rèn)為，目前的研究工作存在著“三多三少”現(xiàn)象：證明西方學(xué)者提出的假說(shuō)和理論的研究多，提出我國(guó)自己的假說(shuō)和理論少；單一學(xué)科封閉式研究多，真正意義上的多學(xué)科交叉與綜合集成研究少；模仿性研究多，獨(dú)創(chuàng)性的成果少。

前途光明
    2005年7月12日，在北京20萬(wàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)民遭遇突然斷網(wǎng)帶來(lái)的前所未有的災(zāi)難時(shí)，北京豐臺(tái)云崗地區(qū)的一個(gè)紅綠燈路口，正在進(jìn)行著一次對(duì)生物識(shí)別領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響的革命性試驗(yàn)。

    “識(shí)別正確！” “識(shí)別正確！”??隨著各類(lèi)車(chē)輛的飛駛而過(guò)，在計(jì)算機(jī)屏幕上隨即顯示出來(lái)的快速比對(duì)結(jié)果：“奧迪”、“桑塔納”、“捷達(dá)”、“羚羊”、“東風(fēng)”??操作員興奮地一一宣布識(shí)別結(jié)果。

    “我們成功了！”
    在有資料可查的、到目前為止尚沒(méi)有商品化的計(jì)算機(jī)圖像自動(dòng)處理與識(shí)別技術(shù)終于誕生了；計(jì)算機(jī)視覺(jué)與模式識(shí)別領(lǐng)域中的重大突破實(shí)現(xiàn)了。
（以上內(nèi)容摘自《中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)》2005年第十一期） [nextpage]

    2004年，在項(xiàng)目主創(chuàng)者的指導(dǎo)下，北京某外企公司毅然接受了這一挑戰(zhàn)，組織了由大學(xué)教授、計(jì)算機(jī)專(zhuān)家、圖像處理專(zhuān)家等參加的攻關(guān)隊(duì)伍，試用各種技術(shù)手段，采集數(shù)十萬(wàn)張基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖片，歷經(jīng)18個(gè)月的研發(fā)，失敗、修改、再失敗、再修改，反復(fù)調(diào)整技術(shù)方案、反復(fù)更換硬件設(shè)備，使系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別正確率不斷提高，從開(kāi)始的60%一直達(dá)到項(xiàng)目主創(chuàng)者提出的“必須超過(guò)80%”的當(dāng)前水平。

    這個(gè)被命名為“車(chē)輛特征識(shí)別與測(cè)量解決方案”（Vehicle Characteristic Biometrics Measure Solution Project，縮寫(xiě)VCBMS）的系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，并取得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)。

    2003年，筆者以在交通管理行業(yè)從事技術(shù)工作近30年的經(jīng)驗(yàn)，曾在《中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)》發(fā)表《生物識(shí)別與測(cè)量技術(shù)在現(xiàn)代交通管理中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用探討》一文，就生物識(shí)別領(lǐng)域的定義及識(shí)別技術(shù)在交通管理中的多種應(yīng)用進(jìn)行探討，并預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)會(huì)出現(xiàn)的結(jié)果，真切盼望“通過(guò)本文的拋磚引玉，激發(fā)起業(yè)內(nèi)外技術(shù)開(kāi)發(fā)人員的創(chuàng)造激情，敢于走前人沒(méi)走過(guò)的路，攀前人沒(méi)有涉足過(guò)的峰，在交通事業(yè)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)程中，留下自己一串閃光的腳印?！蔽暮蠊P者不無(wú)感慨地呼吁：“廣大從事交通科研的研發(fā)、工程技術(shù)人員，應(yīng)克服困難、樹(shù)立信心、刻苦鉆研、不懈努力，要向研發(fā)‘兩彈一星'的科研人員學(xué)習(xí)，具有遠(yuǎn)離安逸、甘于寂寞、耐受艱苦和頑強(qiáng)不息的奉獻(xiàn)精神。在前人鋪墊的道路和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，繼續(xù)擴(kuò)大知識(shí)領(lǐng)域，‘超思維'、‘換角度'、調(diào)整思路，瞄準(zhǔn)填補(bǔ)技術(shù)空白、占領(lǐng)科技高峰的目標(biāo)，為交通事業(yè)、為人類(lèi)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)?！?

    2007年，筆者收到《第四屆中國(guó)國(guó)際機(jī)器視覺(jué)展覽會(huì)暨第四屆機(jī)器視覺(jué)技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用研討會(huì)》VisionChina 2007即將召開(kāi)的通知，看過(guò)之后，異常興奮，終于等到了這一天！

    正如邀請(qǐng)函中所云：“一場(chǎng)視覺(jué)國(guó)產(chǎn)品牌風(fēng)暴即將席卷而來(lái)”，自認(rèn)為已經(jīng)卷入這場(chǎng)“風(fēng)暴”的我，立即表態(tài)愿意“與廣大參會(huì)代表一起探討自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)于行業(yè)發(fā)展的重要性，為中國(guó)機(jī)器視覺(jué)的‘中國(guó)制造'之路出謀劃策?！?

    在2007年6月“第四屆中國(guó)國(guó)際機(jī)器視覺(jué)工業(yè)應(yīng)用研討會(huì)”和2008年11月“第五屆中國(guó)國(guó)際機(jī)器視覺(jué)展覽會(huì)暨研討會(huì)”兩次會(huì)上，筆者關(guān)于車(chē)型識(shí)別的介紹打破了沉寂的例會(huì)氣氛，贏得與會(huì)者熱烈響應(yīng)，這說(shuō)明大家對(duì)該領(lǐng)域投入熱切關(guān)注。

    在計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，也確實(shí)充滿(mǎn)了荊棘，更充滿(mǎn)了挑戰(zhàn)。只有那些既有實(shí)力又敢于開(kāi)拓并能付出辛勤勞動(dòng)的先行者，才能在未來(lái)無(wú)限的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)中取得主動(dòng)權(quán)，占領(lǐng)制高點(diǎn)。

    借一句話(huà)以勉勵(lì)各位及我自己：跟隨別人，不愿超越，永遠(yuǎn)得不到第一。