人臉識別技術在銀行業的應用與挑戰


來源:《金融科技時代》    作者:王挺 李振興    2017-12-29 20:25

摘要:在互聯網技術迅速發展的大背景下,人臉識別在社會經濟各方面特別是銀行業方面發揮著越來越重要的作用。本文從人臉識別技術應用的背景出發,分析了人臉識別技術及原理,重點闡述了其在銀行業的應用場景,并以超級柜臺為例,結合人臉識別在農業銀行的應用情況進行說明,最后對其應用前景及問題進行分析。

作者:中國農業銀行廣東省分行 王挺 李振興

一、背景

隨著我國經濟社會的持續發展和各行各業對身份自動認證的強烈需求,特征識別這一技術在近年來得到突飛猛進的發展。與此同時,面對我國互聯網金融蓬勃發展,互聯網銀行如微眾、網商等銀行的興起,傳統商業銀行如何在保持自身優勢(如客戶群體廣泛、業務種類齊全等)的同時,利用現代技術提升產品的安全性、便捷性,以及各商業銀行如何最大化地將現代技術與銀行服務結合以取得競爭優勢,成為競爭各方發力的重點。生物特征作為人類必備的屬性,具有穩定性強和個體差異大的特點,可以作為天然的自動身份驗證依據。生物特征識別涵蓋范圍較廣,既有指紋、視網膜、虹膜識別,也有步態、靜脈和人臉識別等。

相較其他生物特征,人臉識別具有以下優勢。

一是使用方便,易于推廣。其采集設備條件要求低,一般的圖像采集設備都可完成頭像采集,比如使用便捷性設備攝像機、手機等就可完成采集,且不會對被采集人造成不便與困擾,易于被用戶接受。

二是與人的視覺特性相吻合,直觀性突出。其采集的是人的面部信息,符合人類“以貌取廠’的認知規律。

三是隨著技術的持續進步,人臉識別準確率得到極大提高,識別速度加快。

四是人臉具有唯一性和難以復制的良好特性,因此不易被仿冒,難以偽造。

五是隨著國內外人臉識別技術的持續運用,建設適用于不同客戶規模的人臉識別系統成本不斷下降,可降低客戶的投人成本,易于在各行各業快速推廣應用。

正是由于人臉識別存在以上優勢,國內銀行業早已布局,早期將其應用于開立弱實名的電子賬戶、ATM取款及在遠程柜員機開戶時輔助進行身份審核等。微眾、招商、江蘇銀行等已正式將人臉識別應用于銀行業務環節;甚全有些銀行專門成立研究團隊進行人臉識別應用的研究,如南京銀行、華夏銀行等。

二、人臉識別內容及運作模式概括

人臉識別作為生物識別技術的一種,顧名思義,是根據人的面部特征來協助進行身份識別。其用圖像采集設備采集視頻流或圖像,在采集的視頻流或圖像中檢測出人臉,并對其進行校正、提取、對比等一系列操作,因此人臉識別也稱作面部識別、人像識別等。其概念可簡單概括為:根據給定的任意場景的靜態或動態圖,依據數據庫中存儲的信息,找出與給定圖相匹配的一個或多個人。作為人臉識別的輔助手段,數據庫中還可存儲個人信息如性別、年齡、種族等作為參考信息進行識別。

人臉識別技術先進與否取決于算法,還要保證具有相當程度的識別率以及可接受的識別速度。現有的識別主要有幾何特征的人臉識別方法、基于特征臉的人臉識別算法、神經網絡的人臉識別方法、支持向量機(SVM)的人臉識別方法、彈性圖匹配的人臉識別方法及線段Hausdorff距離(LHD)的人臉識別方法等。

初期的臉部識別技術是在可見光圖像基礎上的臉部識別,這是人們思考的最簡單的方法,具有幾十年的研究歷史。但這種技術存在明顯缺陷,特別是在環境光線發生巨大變化時,識別成功率會急劇降低,很難達到實際系統的要求。該問題的解決方案有人臉識別熱成像和人臉識別三維圖像。但這兩種技術還在發展中,識別效果較差。

近年來,快速發展起來的應對方案是在主動近紅外圖像基礎上的多光源識別技術。它可以大大減輕光線不同對識別算法的干擾,并且在整體系統性能(如準確性、穩定性)和速度方面都比三維圖像人臉識別具有出色的識別性能。該技術經過近幾年的快速發展,使得面部識別技術逐漸實用化。人臉識別所采用的算法各異,但識別過程大同小異,總結下來主要有以下4步:

(一)人臉圖像采集

通過采集設備自動將拍攝范圍內不同角度、不同位置、不同表情的人臉進行采集,包括動態圖像和靜態圖像。

(二)人臉的規范化

識別出人臉圖像后,再校正人臉在不同尺度、光照及旋轉等各方面的變化,篩選出其中有用的信息,處理方式涵蓋對人臉補償光線、幾何校正、灰度變換、歸一化、直方圖均衡化、銳化及濾波等。

(三)提取人臉特征

校正完成后,從人臉圖像中抽取出人臉數值特征,用其代表人臉圖像,這是針對人臉特征進行建模的階段。

(四)匹配人臉特征

將抽取出的人臉特征與人臉庫中的人臉特征集進行逐一比較,當兩者相似度超過預先設定的一個閾值則將對比情況作為結果輸出,從而得到該人臉圖像的信息。在現實應用中,人臉識別技術還可增加其他輔助手段,如與活體檢測技術結合,從而判斷所識別出的人臉是圖像還是真人。

三、人臉識別技術在銀行業的主要應用場景

人臉識別技術主要應用于個業、住宅管理、電子護照及身份證核對、公安司法和刑偵破案等領域,而銀行業作為人臉識別技術大潮的積極參與者,主要將其應用在安全防控類、業務辦理、客戶營銷等方面。

(一)安全防控類應用場景

1.金庫、押運、ATM配鈔間等人員的身份識別。銀行作為金融行業,運營中要求極高的安全性,所以對身份驗證的要求也更嚴格。在ATM配鈔間、押鈔車、金庫、銀行營業網點二道門等特殊環境下,通常驗證身份的方法有鑰匙、門禁卡、驗證密碼及指紋認證等。其中密碼容易被犯罪分子盜用,且無法確定使用者;指紋識別易被復制且存在由于角度拒絕率高的缺點;鑰匙和門禁卡則易遺失,乃全于被竊取或偽造。若采用人臉識別結合活體檢測技術可有效避免上述問題,在更大程度上加強銀行運營環境的安全性。

2.營業場所智能視頻監控系統。在面對各類人群的營業場所中,銀行使用人臉識別技術來識別偽裝者,能夠增強銀行經營場所的安全性。針對營業場所的人群進行識別,若發現可疑人員(如戴口罩、墨鏡等)或反復出現的人員,人臉識別系統可實時與警方人臉庫進行對比,一旦識別出犯罪分子,可聯網報警。此外,還可將識別出的嫌疑人圖像提交給公安機關,為公安機關對嫌疑人抓捕或案件的偵破提供信息。如部分銀行利用視頻監控系統對往來人群進行人臉識別抓拍,分析判斷出近幾日頻繁出現的可疑人員,并主動將其加入黑名單進行告警防御。

3.智能識別報警系統。在自助設備例如ATM等應用場景下,人臉識別技術同樣可以大展身手。如可以通過ATM機配備的攝像頭捕獲取款人面部信息,與卡主留存在銀行的身份信息進行對比,以預防盜刷;識別出涉嫌偽裝面部的業務辦理人身份,與公安機關數據庫進行對比,一旦發現可疑人員,可根據預先制定的應急規則進行告警或報警處理,以達到保護客戶資金及人身安全的目的。

(二)業務辦理場景

1.遠程開戶。2015年末,央行公布了《中國人民銀行關于改進個人銀行賬戶服務加強賬戶管理的通知》,通知中提出“提供個人銀行賬戶開立服務時,有條件的銀行可探索將生物特征識別技術和其他安全有效的技術手段作為核驗開戶申請人身份信息的輔助手段”。以往,面簽作為客戶開戶時的必經流程,極大浪費了客戶的時間和精力,同時也占用銀行大量人力物力。

通過使用人臉識別系統來辨識客戶、確認客戶身份,能夠縮短客戶辦理時間及降低銀行成本,在線上即可完成從客戶資料收集到開戶再到取卡、激活流程,極大提升客戶開戶體驗。在規避面簽時人員、經驗等因素影響風險的同時,還可充分利用全網資源對客戶的背景及信用情況進行核查,有效規避冒開風險。

2.遠程登錄。客戶使用網上銀行、手機銀行進行遠程登錄時,可以刷臉登錄,取代密碼輸人操作,讓客戶從記憶各種密碼的苦惱中解脫出來,登錄完成后可完成個人卡間轉賬、業務查詢及信用卡還款等操作。

3.支付業務。手機銀行大額轉賬增加在線簽約,用人臉識別作為驗證手段,可控制為單次人臉識別對單次大額轉賬有效性;遠程支付人臉驗證,將人臉識別技術加入到網銀和手機銀行的驗證中,客戶進行業務操作將操作時人頭像與預留頭像的信息進行比對以確認操作人身份,防范他人操作風險;個人結售匯業務中,通過人臉識別交叉驗證,完成最終身份審核后即可進行個人結售匯業務操作;大額資金支取身份驗證,人臉識別交叉驗證可作為查證操作流程的組成部分,也可成為防范支付結算風險、保護客戶和銀行資金安全的必要輔助手段。

4.無卡取款、人臉識別重置密碼等。無卡交易,客戶可在柜面將本人人臉與客戶號進行綁定,授權在某些自助渠道可驗證本人卡并辦理交易。辦理業務時,客戶只須“刷臉”并選擇交易卡號、輸人密碼即可完成交易,為規避風險,初期只針對小額支付類業務;密碼重置,將“初始密碼重置”交易納人手機銀行、網上銀行等渠道,采用人臉識別驗證;“刷臉+人工審核”模式,針對某些重要的、特殊業務,比如開卡、電子銀行簽約、大額轉賬等進行人臉識別驗證,可有效防控風險。

5.人臉識別貸款發放。針對貸款發放中的惡意騙貸及冒名貸款現象,可結合人臉識別技術進行防控,將人臉識別技術加人貸款遠程放款驗證中。客戶可以遠程自助放款,通過人臉識別技術比對客戶預留頭像,比對成功則放款,可提升客戶體驗,保證放款的安全性,如圖1所示。

貸款發放流程

6.個性化服務。目前,商業銀行之間的競爭越來越激烈,客戶資源競爭從以產品競爭轉向以服務為導向競爭。通過個性化的服務提升客戶體驗將是未來商業銀行角逐的重要手段。

使用人臉識別能夠較好地完成客戶識別和準確的信息搜索,一方面這有助于實現精準營銷。在各營業大廳的取號機或大堂經理手持設備上增加人臉驗證功能,若此前客戶已完成本人人臉及客戶號綁定,則客戶通過其人臉取號,取號的同時大堂經理即可從系統獲取客戶在銀行的資產信息,根據其歷史行為偏好,在其等候期間對其進行精準營銷;

另一方面有助于實現營業廳客戶分析,在銀行營業大廳內安裝人臉識別系統,在人臉識別后,集中分析大廳內客戶的性別、年齡、業務辦理時段,以便網點優化資源配置。“智慧嬌娃”是交通銀行創新實驗室自主研發的智能機器人,不僅具有強大的人類交互能力,還采用廠全球領先的TESO探索者人臉識別技術,可以自主識別出老客戶、V I P客戶,還能通過“人臉識別+身份證”在1秒查詢賬戶余額,為客戶辦理轉賬業務。

四、人臉識別在農業銀行的應用—以超級柜臺為例

超級柜臺是農業銀行(以下簡稱“農行”)在“中心共享”運營模式在全行大范圍生產實踐中得到檢驗和認同、基層行迫切要求將個人業務向集中模式遷移及個人集中作業改革基礎條件逐步成熟的新形勢下,自主研發的新型作業模式的業務處理系統,于2014年投入使用。超級柜臺針對業務處理過程中存在的流程復雜、憑證多、交易多、錄人多、成本高等問題提供“一攬子”綜合解決方案,具有整合憑證、整合交易、客戶免填單、后臺并發處理及全程無紙化等優勢。

(一)系統簡介

超級柜臺是傳統柜臺受理渠道的延伸,是業務受理前移的依托,是“網點現場引導、客戶發起交易、后臺集中作業”作業流程的開端,流程及系統架構如圖2、圖3所示。

超級柜臺作業模式

超級柜臺系統架構

(二)人臉識別系統建設目標

在分行試用期間主要存在著以下問題:

一是缺少整合,分行部署,安裝實施工作重復,運維難度大;

二是缺少管控,只使用人臉比對引擎,無統一管理平臺;

三是功能單一,不利于后續業務開展;四是數據分散,客戶的人臉信息分散存儲在分行服務器上。

針對以上問題,農行確立了以下的系統建設目標:全行集中部署,數據集中保存;支持多渠道多業務場景的接人;統一管理平臺,功能豐富,為后期客戶識別提供基礎;建立訓練模型,提高識別準確度。

(三)人臉識別的應用

在超級柜臺業務辦理中,對于業務風險較高的業務須由后臺審核中心進行人工審核,以確認客戶身份防范風險,人工審核前使用人臉識別技術對客戶現場影像圖片和公安部聯網核查圖片進行比對,將返回結果作為人工審核的重要參考標準,有效減輕廠人工工作量,提高了業務效率和客戶體驗。人臉識別服務器采取總行集中部署、獨立的人臉識別引擎算法服務、統一的人臉識別管理平臺和統一的人臉識別接口服務,分行則采取統一接人的方式。業務架構、系統架構及部署架構如圖4,圖5和圖6所示。

(四)安全技術分析

農行在大規模應用人臉識別服務的同時,充分考慮到系統的安全性,結合了以下安全技術。

業務架構

一是數據安全存儲防篡改,系統前端SDK利用圖像壓縮算法把原始較大的圖像用盡量少的字節表示并傳輸。使用高效的圖像壓縮算法,可以減輕圖像占用空間和傳輸流量負擔,進而達到圖像的快速傳輸及實時處理。特征庫建立后,特征圖像庫的圖片數據可以添加水印,以防止圖片的盜用和篡改,保證了數據的真實性和安全性。

二是網絡傳輸安全,系統傳輸數據的加密處理,在發起端對傳輸數據進行加密,在接收端進行判斷數據完整性和準確性。如果數據在途被截取篡改,服務端在接收數據后是無法驗證通過。

三是接口服務調用授權,接口服務被調用時,系統會獲取數據報文中的認證信息,判斷此調用是否已授權使用,從而保證了接口服務調用的安全。

(五)應用情況分析

農行人臉識別服務器日均業務量約200萬筆,人臉識別通過率達到96%,系統運行平穩,有力地支撐廠全行超級柜臺系統業務的辦理,為農行網點業務分流和網點轉型打下堅實基礎。根據我國現階段銀行業發展現狀,建議國內銀行在努力發展自身業務的基礎上,以業務推動為契機,盡快推動人臉識別技術在客戶服務方面的應用與推廣。

其原因在于:從客戶的角度看,客戶服務中應用人臉識別技術能抓住客戶痛點解決客戶最實際的需求,提供最直觀的客戶體驗,對客戶滿意度的快速提升大有裨益;從銀行角度來看,人臉識別應用于客戶服務可顯著節省銀行經營成本,進而為銀行的利潤提升做出貢獻。

五、風險和挑戰

人臉識別的發展和應用如火如茶,比如我國第一家互聯網銀行—前海微眾銀行在其App上就應用了人臉識別技術,平安普惠將人臉識別作為發放貸款前的驗證手段,京東錢包可通過刷臉來解鎖。但限于技術及政策等多方面原因,人臉識別在銀行業務主要還是作為輔助手段,主要采用的應用方式是人和人臉識別系統的雙認證模式,即使應用了“刷臉開戶”,后續還是要求銀行審核人員來進行核實,并且有嚴格的審核過程。造成這種現象的根本原因在于人臉識別還存在以下問題。

(一)活體檢測或成遠程開戶最大掣肘

活體檢測要解決的是如何確認所識別的人臉是活生生的人而不是面具、假人、視頻或圖片。2017年央視315晚會上,主持人憑一張觀眾自拍就成功攻破人臉識別系統,引起輿論嘩然,導致很多人認為人臉識別不安全。目前通常的活體檢測的方法就是用戶需要對著攝像機鏡頭讀出一串隨機出現的數字或是要求用戶按照指令做出諸如搖頭、張口、點頭等動作,但存在客戶較難通過或易讓客戶產生做這些動作顯得比較尷尬的問題,這涉及到平衡人臉識別通過率和客戶體驗。因此,在應用人臉識別時,要對使用場景進行評估,做好成本、客戶體驗和安全上的平衡。

(二)化妝、整容

從人臉識別的過程可以看出,主要還是以人的面部特征為基礎,但如果用戶通過化妝在較大程度上影響廠人臉的關鍵特征點,如使用美瞳改變眼睛大小、在嘴唇四周添加大量胡須或使用劉海遮住眉毛等,這些行為會影響人臉識別甚全于無法識別。同樣地,割雙眼皮、額頭整形、隆鼻等整容行為也會使面部特征發生較大變化,對人臉識別產生更顯著的影響。因此,人臉識別技術應用廣闊,但要充分發揮人臉識別的功能,還需要克服活體檢測困難和化妝整容等因素的影響,這有待于人臉識別技術的進一步發展和應用方式的進一步探索。

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