口罩暫時摘不下來，人耳識別可能會更方便？

后疫情時代，人們依舊需要帶著口罩，衛(wèi)生意識也大有提升，同時也因此愈發(fā)需要高效的身份驗(yàn)證措施。人耳識別，聽起來是一項(xiàng)不錯的選擇，并且有著獨(dú)特的優(yōu)勢：被動、無接觸、非侵入式，且不涉及任何表情。

在佐治亞大學(xué)的一項(xiàng)新研究中，研究者們提出，人們有望在不久后讓人們用耳朵進(jìn)行識別，而不是用人臉或指紋。

論文地址：https://ieeexplore.ieee.org/document/9887947

該研究的主要作者、佐治亞大學(xué)工程學(xué)院副教授 Thirimachos Bourlai 談到，人耳是少數(shù)能隨著時間的推移而保持相對不變的身體部位之一，所以它可以替代需要面部或指紋識別的技術(shù)。據(jù)此，Bourlai 的團(tuán)隊(duì)開發(fā)的人耳識別系統(tǒng)可以準(zhǔn)確驗(yàn)證個人身份，其準(zhǔn)確率高達(dá) 99%。

Thirimachos Bourlai

耳朵對每個人來說都是獨(dú)一無二的，就像指紋一樣。研究者表示，即使是同卵雙胞胎的耳朵也有差異。還有一個好處在于，除了耳垂會隨著年齡的增長而下降以外，人耳不會像人臉一樣變老。

人耳識別軟件的工作原理與人臉識別類似：當(dāng)人們換了新手機(jī)，必須注冊自己的指紋或人臉以便機(jī)器識別。新設(shè)備通常要求用戶反復(fù)將手指放在傳感器上，以獲得指紋的完整「圖像」。人臉識別技術(shù)依賴于用戶在攝像頭前以特定方式移動面部，以便設(shè)備有效地捕捉他們的面部特征。Bourlai 提出的人耳識別算法的方式相似。

基于深度學(xué)習(xí)的耳朵識別系統(tǒng)概述。

Bourlai 說：「手機(jī)會捕捉一個人的多個身份樣本，這些圖像會暫時保存在你的設(shè)備中。就像你必須使用活體指紋來解鎖手機(jī)，并將其與你的注冊指紋進(jìn)行對比一樣，你必須使用活體的耳朵來解鎖?！?/span>

Bourlai 還說，這實(shí)際上并不是第一次將人耳識別用于安全驗(yàn)證?！赣性S多獨(dú)特的方法可以利用其他傳統(tǒng)方式來識別個人，例如通過人臉、指紋和虹膜。人耳識別，聽起來就令人興奮，我們需要多多討論它的好處，盡管在捕捉自己的耳朵圖像方面還存在挑戰(zhàn)?！?/span>

在設(shè)置生物識別設(shè)備時，算法會采集一個人的多個身份樣本，如面部圖像或指紋，并將其記錄到設(shè)備中。當(dāng)使用生物特征來解鎖設(shè)備時，它需要實(shí)時樣本來與設(shè)備上的日志進(jìn)行比較，比如臉的照片，就這項(xiàng)研究而言則是耳朵的照片。

Bourlai 的軟件使用一種耳部識別算法來評估耳部掃描，并確定它們是否適合自動匹配。Bourlai 還使用了各種耳部數(shù)據(jù)集和各種耳部形態(tài)來測試軟件。 

耳朵圖像質(zhì)量評估工具。該數(shù)據(jù)集由 WVU 耳朵數(shù)據(jù)集的原始圖像和降質(zhì)圖像的組合組成。

Bourlai 使用兩個不同的現(xiàn)有人耳圖像數(shù)據(jù)集測試了他的算法。在一個數(shù)據(jù)集中，與之前的人耳識別軟件相比，系統(tǒng)性能從 58.72% 提高到 97.25%，而在另一個數(shù)據(jù)集中，與基線方法相比，性能從 45.8% 提高到 75.11%。

為確保該系統(tǒng)即使在繁瑣的圖像中也能運(yùn)作，Bourlai 團(tuán)隊(duì)使用受圖像噪聲因素影響的人耳圖像（包括模糊度、亮度和對比度的變化）對幾個模型進(jìn)行了評估。

如上表所示，DenseNet 模型在 WVU 和 USTB 數(shù)據(jù)集中的識別性能最好，而 SqueezeNet 的 Rank-1 評分最低。

Bourlai 說，人耳識別軟件可以用來改進(jìn)現(xiàn)有的安全系統(tǒng)，比如世界各地機(jī)場使用的安全系統(tǒng)，以及基于攝像頭的安全系統(tǒng)。他的團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃改進(jìn)提出的人耳識別算法，以更好地處理熱圖像，并將較暗的環(huán)境納入考慮，畢竟在這種環(huán)境下，使用傳統(tǒng)相機(jī)可能難以捕捉清晰的可見光波段圖像。

更多研究細(xì)節(jié)，可參考原論文。

參考鏈接：

https://news.uga.edu/new-facial-recognition-technology-scans-your-ear/