購物請(qǐng)伸手　解讀亞馬遜手掌識(shí)別

技術(shù)宅

①·亞馬遜展示的手掌掃描結(jié)簋

②·G8 ThinQ手掌解鎖演示

一項(xiàng)不算新鮮的技術(shù)

說到生物識(shí)別，很多人每天都在使用，比如使用指紋解鎖手機(jī)、在超市刷臉完成支付等，其中的指紋、臉型就是每個(gè)人獨(dú)有的生物特征。這次亞馬遜推出的手掌支付與之類似，只不過生物特征是每個(gè)人的手掌靜脈掃描數(shù)據(jù)。

手掌識(shí)別并不是亞馬遜的首創(chuàng)，早在2019年2月的巴塞羅那世界移動(dòng)通信大會(huì)上（MWC 2019），LG就推出了支持手掌識(shí)別的手機(jī)——G8 ThinQ。在演示中，用戶只要將手掌放在手機(jī)的前置攝像頭面前，識(shí)別后就能將手機(jī)解鎖（圖2）。

伸手完成支付——手掌支付背后的技術(shù)

在亞馬遜的展示中可以看到，用戶出店時(shí)只要在掃描機(jī)上伸出自己的手掌，即可掃描完成結(jié)算。這個(gè)以手掌為支付載體的識(shí)別流程是怎樣的呢？一般來說，要讓人體的某一生物特征作為手機(jī)解鎖或者支付載體，首先要借助掃描識(shí)別工具提取出人體獨(dú)一無二的特征數(shù)據(jù)（比如人體的手掌數(shù)據(jù)），接著將其和特定的賬戶綁定，當(dāng)掃描識(shí)別系統(tǒng)再次獲得這個(gè)特征數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)和綁定的賬戶進(jìn)行校驗(yàn)，如果正確就可以完成確認(rèn)操作，如對(duì)用戶賬單進(jìn)行結(jié)算（圖3）。

③·生物特征識(shí)別圖解

亞馬遜的手掌支付原理如上所述，而要完成手掌支付首先要確保顧客的手掌數(shù)據(jù)是獨(dú)一無二的。為此亞馬遜開發(fā)出一套掃描和識(shí)別系統(tǒng)，它通過紅外攝像頭來掃描用戶手掌的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括手掌的外部特征（如手掌線條和皺紋）和內(nèi)部特征（手掌表皮下的靜脈血管分布、骨骼和其他特征）。在獲得用戶這些手掌數(shù)據(jù)后，掃描系統(tǒng)會(huì)對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始處理，比如對(duì)手掌外部圖像進(jìn)行亮度調(diào)整，并以特定朝向、特定姿勢(shì)顯示手掌，同時(shí)標(biāo)示出是左手還是右手。接著這組經(jīng)過篩選和校正的圖像集合中的圖像將被劃分為更小的子圖像，比如將手掌外部輪廓圖劃分為15×15像素的子圖像，之后再使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定特征向量，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別子圖像中的特征。這樣通過大量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練后，識(shí)別系統(tǒng)就可以根據(jù)輸入的子圖像精準(zhǔn)地識(shí)別出是哪個(gè)用戶的手掌數(shù)據(jù)（圖4）。

為此亞馬遜在超市的入口閘機(jī)上配備紅外攝像頭，用戶手掌在靠近攝像頭后，紅外掃描系統(tǒng)會(huì)對(duì)手掌內(nèi)外兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描。最后識(shí)別系統(tǒng)會(huì)將這兩組圖像組合起來，并將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器上，同時(shí)將數(shù)據(jù)和用戶賬戶關(guān)聯(lián)，這樣手掌數(shù)據(jù)就可以作為用戶的獨(dú)立識(shí)別ID了（圖5）。

④·手掌掃描數(shù)據(jù)

⑤·手掌掃描圖解

顧客在進(jìn)入超市的時(shí)候需要先掃描手掌，識(shí)別服務(wù)器在收到這些數(shù)據(jù)后如果校驗(yàn)無誤就將其和顧客在亞馬遜結(jié)算的賬戶綁定（比如信用卡賬戶）。而且亞馬遜還將手掌支付和超市內(nèi)原來已經(jīng)安裝的攝像頭和傳感器結(jié)合起來，這樣顧客進(jìn)店后，這些設(shè)備會(huì)實(shí)時(shí)記錄顧客從貨架上拿走的每一個(gè)商品（同樣顧客退回貨架的每一件商品也會(huì)被自動(dòng)感應(yīng)），同時(shí)顧客選購的這些商品會(huì)自動(dòng)添加到商場(chǎng)的虛擬購物車上（圖6）。

當(dāng)顧客完成購物在出口閘機(jī)掃描手掌的時(shí)候，結(jié)算系統(tǒng)收到用戶手掌數(shù)據(jù)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)根據(jù)綁定的結(jié)算賬戶對(duì)虛擬購物車的商品進(jìn)行結(jié)算，給顧客帶來無感購物體驗(yàn)（圖7）。

⑥·亞馬遜超市的攝像頭和傳感器

⑦·手掌支付全流程圖解

手掌支付的優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于指紋識(shí)別，手掌支付具有支持非接觸式使用的優(yōu)勢(shì)，使用起來方便、衛(wèi)生，特別是在類似超市這類各種人群聚集的地方，手掌支付只要將手掌和識(shí)別器保持一定的距離即可準(zhǔn)確識(shí)別。相對(duì)于人臉識(shí)別，手掌支付則對(duì)環(huán)境光線和使用者站立位置及姿態(tài)的要求幾乎沒有限制，在實(shí)際使用場(chǎng)景中更為易用可靠。而且由于手掌支付借助的主要是手掌內(nèi)部的靜脈血管掃描數(shù)據(jù)（非肉眼可見的生物特征），依據(jù)目前現(xiàn)有的公開技術(shù)是無法完成復(fù)制偽造的，而指紋和人臉屬于外部生物特征，更容易被復(fù)制偽造。

另一方面相對(duì)于傳統(tǒng)的信用卡、現(xiàn)金結(jié)算，手掌支付能夠在0.3秒內(nèi)就能完成支付（普通的銀行卡交易通常需要3～4秒的時(shí)間），當(dāng)然也不會(huì)再遇到傳統(tǒng)現(xiàn)金結(jié)算涉及的假鈔、找零的麻煩。

生物識(shí)別有喜有憂

隨著科技的發(fā)展，類似指紋、臉型、手掌等生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展越來越快，通過這些每個(gè)人獨(dú)有的生物特征我們可以很方便地完成手機(jī)解鎖、購物支付等操作，這樣以后我們出門都不需要攜帶現(xiàn)金、信用卡。

不過服務(wù)商采集我們的生物特征數(shù)據(jù)（當(dāng)然包括手掌靜脈掃描數(shù)據(jù)），隱私保護(hù)仍然是一個(gè)需要引起大家注意的問題，這些數(shù)據(jù)會(huì)被保存在哪里，以及會(huì)被用于哪些場(chǎng)景，這些都是令人擔(dān)憂的問題。此外這些生物數(shù)據(jù)會(huì)直接和個(gè)人綁定在一起，它們?nèi)羰切孤?，也可能?huì)造成更嚴(yán)重的后果。