「你好,歡迎每天聽本書,今天為你解讀的書叫《貨幣野史》。如果用一句話來概括這本書的主題,我會說是「找回丟失的貨幣常識」。
什麼是貨幣常識呢?我相信很多人都聽過,貨幣是一種特殊商品,它是在經濟發展中由物物交換演變出來的,充當一般等價物的交換媒介。比如說,在原始社會里,有人種田,有人打獵,有人採摘,他們一開始是直接交換彼此的產品,但很麻煩,於是慢慢約定,用某種貴金屬作為交換的中介,形成了貨幣。這就是一般經濟學告訴我們的常識。
但這本書告訴你,這個常識是錯的。書中說到,按人類學家的考察,歷史上不存在物物交換的經濟,更不用說由物物交換演變來的貨幣;相反,有很多證據表明,貨幣最初的形態是關於欠債的記錄,它不是一種物品,而是一項技術。比如,五千多年前蘇美爾人的債務記錄,近代英國使用的木條借據,太平洋的雅浦島上使用的石頭貨幣,乃至今天銀行系統中流動的電子數據,都能證明貨幣是一種信用債務記錄,而不是我們常說的交易媒介。
這裡需要提醒的是:信用和債務是同一件事的兩個方面,債務表示負擔,信用強調償還,它們都代表欠債,因此在很多時候可以互換,比如信用卡就是債務卡,信用記錄就是債務記錄,信用擴張就是債務擴張,等等。
那麼關於貨幣是信用的觀點是怎麼弄丟的呢?作者指出,在17世紀的英國,發生過一場關於貨幣鑄造的大辯論,當時德高望重的思想家洛克認為,貨幣作為商業活動的工具,價值要固定,標準要統一,他不認可貨幣是信用,而相信貨幣是金銀,這種觀點贏得了辯論,並影響了後來的經濟學家。經濟學的創始人亞當·斯密把它寫在經濟學的奠基之作《國富論》中,一直流傳到今天,成為經濟學的常識,也成為經濟學的一個失誤。
這本書的作者菲利克斯•馬汀,有經濟學、古典學以及國際關係等多個學位,所以這本書不像一般經濟學著作那麼嚴肅,而是很有戲劇性。比如上面提到的貨幣常識的丟失,書中稱之為「謀殺案」,不過作者認為,洛克否定正確的貨幣常識是無心之舉,所以將它定性為「意外死亡」,充滿了故事色彩。這本書的英文標題叫「Money:The Unauthorised Biography」,被翻譯為「貨幣野史」,充分反映了這一點。
按這本書的觀點,貨幣常識的死亡和丟失,是經濟學的重大失誤,我們要把丟失的貨幣常識找回來,才能更好地理解經濟現象。這有什麼用呢?用一位讀者的話說,魚恐怕永遠也不能操縱水的流向,但它明白了自己曾經逆流而動的徒勞,才會去嘗試改變那些可以改變的東西,讓事情變得更好。這就是認知的價值。
接下來,我就分三個部分為你解讀這本書:第一,為什麼說貨幣的本質是債務記錄,而不是交易媒介;第二,關於貨幣是欠債的觀點,是如何被經濟學遺忘的;第三,關於貨幣是欠債的觀點,如何幫我們更好地認識世界。
第一部分
先來看第一個問題, 貨幣的本質是什麼?說起這個問題,很多人憑借在書本上學過的知識,也能說出個一二三來,故事大概是這樣的:
在原始經濟中,貨幣是不存在的,只有物物交換,效率很低。因為你必須找到一個交換對象,他有你想要的東西,你有他想要的東西,兩方面湊齊才行。這個困難讓人們產生了對交易媒介的需要,比如貝殼、金銀、銅錢等等,你可以賣出商品賺取它,又可以用它來購買一切物品,並且可以囤積起來,作為今後的財富。這就是貨幣的由來。它的本質是交易媒介。
這套理論流傳廣泛、深入人心,因為它符合我們的邏輯想象,並有權威認證。早在兩千多年前,亞里士多德就提出這種觀點,17世紀著名的思想家洛克也堅持這種觀點,最重要的是亞當·斯密在1776年出版的經濟學奠基之作《國富論》中發展了這套理論,被後來的經濟學著作沿用,成了經濟學的標準常識。
當然,它有時也會受到懷疑,比如經濟史上有個著名的「拿石頭當錢」的案例,就對這種常識構成了挑戰。案例說的是在太平洋西部,接近菲律賓的地方有一個島叫雅浦島,當地人過著田園牧歌式的生活。島上只有三種產品——魚、椰子和海參,沒有農作物,幾乎沒有藝術品和手工製品,很少跟外界貿易,可以說是現代人眼中的原始社會。
按理說,這種地方最可能看到物物交換的景象,但恰恰相反,雅浦島有一套高度發達、與眾不同的貨幣,學術上叫「費幣」(中文是浪費的費)。這是一種又大又厚的石輪,直徑從1英尺到12英尺不等,中間有一個洞,可以插進木棒進行運輸。一開始人們認為,當地人選擇這種貨幣形式是為了防盜,因為它不易攜帶,就不會成為偷盜的目標。
但後來發現,事情沒那麼簡單。在雅浦島上,交易計算的是彼此的債務,用債務抵消,餘額在以後的交易中再結算。即便到最後結算的時候,如果需要轉移的費幣太大,不容易搬動,它還是會留在原處。這個案例引起了人類學家和經濟學家的注意,它不僅對貨幣起源的常見理論提出了挑戰,還引發了貨幣到底是什麼的懷疑。
一般理論認為,貨幣是一件「東西」——是從眾多商品中選出來的,充當中介起到方便交易作用的特殊商品。但雅浦島的費幣並非如此,通常這些石頭比交易的物品更難移動,在大多數交易中根本沒有被交換過,因此它不是嚴格意義上的商品交換媒介,更像是一種信用記錄和債務清算手段。
那麼,雅浦島的狀況是不是特例呢?隨著更多的研究和證據出現,人們發現它不是特例,而是普遍現象。
比如,在距今五千多年前的中東兩河流域,就有了記錄債務的貨幣技術。考古發現當時的帳簿上有一種叫謝克爾的記賬單位,它記錄了商品、勞動和法律懲罰等各種事物的價格,比如每個月的勞動價值是1個謝克爾,租一輛牛車每天要支付1/3謝克爾,扇別人的耳光要罰款10個謝克爾,等等。這種經濟既不是物物交換,也不靠鑄幣支持,而是靠虛擬的債務和收入記賬系統來運作。這時候貨幣充當的是計量單位和債務記錄,而不是一種商品。
又比如在公元12世紀,英國出現了用木條作憑證的支付系統,人們在木條上鑿出凹口,以記錄貨幣單位的數量,將它一分為二,債權人和債務人各拿一根。債權人那一根可以作為支付憑證流通,當有人把代表債權的木條拿到債務人跟前要求償付時,兩根木條上的切口必須匹配。這種獨特的支付系統,在英國持續了幾百年之久。
今天的銀行體系,更能體現貨幣是信用和債務的特點。這一點我在《現代貨幣理論》這本書的解讀中談過,這裡就不展開說,只做簡單的概括,那就是:銀行通過批准對企業或個人的貸款,能夠憑空創造出新的貨幣,這些貨幣的本質,就是企業或個人的信用(債務)記錄。
總之,這本書通過引用一系列證據和研究,否定了傳統經濟學提出的,貨幣是物物交換演變出來的充當交易媒介的商品的觀點,比如美國學者喬治·道爾頓認為,如果將「以物易物」定義為沒有貨幣的市場交換,那麼從來沒有證據表明它是重要或主流的交易模式;劍橋大學的一位人類學家更是直截了當的說:「從來就沒有關於以物易物經濟的直接記錄,更不要說從這種體系中誕生貨幣了。」
那麼貨幣是什麼呢?這本書認為,貨幣是由債務記錄和清算系統構成的社會技術,它的核心是信用。傳統經濟學認為,有形的貨幣才是錢,信用和債務是以此為基礎衍生的虛擬現象;而這本書認為,信用和債務才是貨幣的本質,硬幣、鈔票、存款等等這些具體的貨幣,只是表徵,是用來跟蹤記錄經濟中債權債務關係的工具;打個比方,認為貨幣產生信用,就像說太陽圍著地球轉,那是錯誤的直覺,而認為信用產生貨幣,就像認為地球圍著太陽轉,這才是貨幣的常識和真相。
第二部分
那麼,這種常識和真相是如何被經濟學遺忘的呢?這要從一場辯論說起。因為17世紀的英國,出現了貨幣短缺,因此要重鑄貨幣,人們對此產生了分歧。
當時的英國,主要流通的是銀幣,它在使用中會磨損,還有人把邊角銼下來,鑄成新的硬幣牟利,這些殘缺的硬幣重量或成色不足,卻以法定面值在流通,於是就產生了「劣幣驅逐良幣」的現象。也就是說,當人們發現成色不同的硬幣都以相同的面值流通,就會把沒有毀損的貨幣貯藏起來,只用那些不合格的劣幣進行交易,這樣就把良幣從市場中排擠出去。
結果就是,在17世紀60至90年代,硬幣磨損、偷銼剪切的現象在英國愈演愈烈,劣幣充斥於市場。到了1695年,大多數流通硬幣所包含的銀的成分,只有出廠時的一半左右,相同材質的銀塊的價格,比鑄成硬幣要高出近25%。另外由於當時的金、銀兌價不合理,英國的銀幣外流,導致貨幣短缺,嚴重影響了英國的商貿秩序和經濟發展。
於是,英國政府和議會開始醖釀重鑄貨幣,但對於如何重鑄,爭議很大,其中有兩位重要人物,一位是財政大臣威廉·朗茲,另一位是當時著名的哲學家約翰·洛克,提出了針鋒相對的意見。
財政大臣朗茲建議,把所有銀幣的面值都提高25%,新幣和舊幣同時流通。舊的劣質硬幣雖然重量和成色不足,但可以按面值流通,而新鑄成的優質貨幣,要麼將法定面值提高25%,要麼將實際含量降低20%。總之就是提高銀幣的法定面值,降低鑄幣的金屬含量,這樣可以讓人們願意把白銀送到鑄幣廠被收購,同時那些被私藏的優質銀幣也會重新進入流通,使銀幣短缺的狀況得到改善。
但另一方面,當時著名的思想家洛克反對朗茲的意見。他認為白銀才是真正的價值來源,才能充當法定貨幣,貨幣必須保持固有的含銀量,才能維護貨幣的信譽,因此他反對降低鑄幣的含銀量。他主張按原來的重量和成色標準重鑄新幣,取代殘損的舊幣,而在新幣取代舊幣的過程中,由政府承擔損失。
他們的意見代表了兩種不同的貨幣觀。洛克認為貨幣是一種商品,貨幣的價值是由充當貨幣材料的金屬含量所決定的,因此不能隨意變動標準,這叫金屬主義;而朗茲認為貨幣的金屬含量不重要,重要的是貨幣標識,因為貨幣只是國家規定的計量符號,這個標準是可以變動的,這叫名目主義。換句話說,洛克認為錢是金銀,信用只是硬幣的延展;而朗茲認為錢就是信用,硬幣只是信用的物理表徵。這就是商品本位和信用本位的區別。
最後,這場辯論的結果是洛克的主張獲得了政府認可。1696年1月,英國議會下令,從當年6月起殘缺的硬幣不能再用。在此之前,它們可以用來繳納稅款或購買政府債券,仍然按法定面值計算,從7月起,就只能按貨幣中真實的含銀量以市場價回收。這樣,缺損的貨幣被收集起來,加上政府投入的白銀,按照標準的重量重鑄貨幣,整個過程持續了三年。
按照作者的觀點,朗茲的建議是正確的,而洛克的主張把事情弄糟了,但是沒辦法,他們的權威和影響力相差太遠。洛克不僅被後世認為是啓蒙時代最重要的思想家,被稱為「自由主義之父」,並且在當時也被看作英國議會制度的首席理論家,是名副其實的意見領袖。他不僅決定了英國鑄幣大討論的政策結果,也對經濟學的發展產生了重大影響。
在接下來誕生的古典經濟學理論中,從亞當·斯密的《國富論》開始,洛克的貨幣觀就佔據了主導,按原書的話說,「在斯密和他的古典經濟學追隨者的作品中,出沒著一個幽靈:這就是約翰·洛克以及他那套貨幣自然主義。古典經濟學家對洛克的忠誠不可動搖:貨幣就應該是黃金或白銀。」正像亞當·斯密在《國富論》中說到:「和其他商品比起來,金屬損耗較少,沒有任何東西比它們更抗侵蝕。此外,金屬還可以按任意數量分割成小塊……正是這種特性,讓金屬變成了最適合商貿和流通的工具。」
不僅如此,洛克對價值的認識,也就是「價值是物品的自然屬性」的觀點,對古典經濟學的分析方法影響深遠,它極大地簡化了理解經濟的任務。因為如果把價值看作天然的東西,那麼經濟學分析根本不用關心貨幣。貨幣只不過是為瞭解決交易不便的媒介,人們想要的不是它,而是可以用貨幣買到的商品。這樣一來,經濟學的分析最好是從忘掉貨幣開始,而去關注生產、分配、消費等「真實」的經濟問題,就像另一位經濟學家穆勒總結的那樣,「簡而言之,從本質上說,在社會經濟範疇中,不可能有比貨幣更不重要的東西了。」
就這樣,經濟學從創立開始,就把貨幣打入了冷宮,因為主流經濟學家認為,貨幣只是商品交換的媒介,不對經濟產生實質影響,這種觀點一直流傳到今天。而在《貨幣野史》這本書看來,這恰恰是貨幣常識的死亡和丟失,是經濟學的一個失誤。我們要把丟失的貨幣常識找回來,才能更好地理解經濟現象,解決經濟問題。
第三部分
那麼,運用新的貨幣常識,可以分析哪些現象、解決什麼問題呢?按照這本書的觀點,要想正確認識金融危機,保持社會穩定,就需要運用新的貨幣常識。
就拿過去幾十年來說,金融危機在世界各地層出不窮,從1997年的亞洲金融危機,到2000年的互聯網泡沫,再到2002年阿根廷主權債務危機,直到2008年全球金融危機,這種動蕩並不是偶然出現,而是反復發生的。這種金融系統的不穩定,是什麼原因造成的呢?
這本書的作者認為,貨幣本身就有不穩定的特質,因為它總是傾向於產生不可持續的債務負擔,當債務積累到一定程度,就會造成金融危機。
比如,在經濟景氣時,資產價格會上漲,導致投機增多,很多人將資產抵押成貸款,進一步買入資產,造成資產價格不斷上漲。而大量投機產生的債務,會讓投資者資金緊張,也就是收入不夠支付利息。當債權人開始要求償還時,負債累累的投資者必須賣掉資產來維持現金流,而這時候,已經沒有交易對手可以支付如此高昂的資產價格,因此出現拋售,導致資產價格跳水以及流動性緊張,最終造成金融危機。
更麻煩的是,金融危機會造成社會不穩定,因為它會帶來收入下降和失業。2008年之後發生的「佔領華爾街」還算是溫和的,往前追溯問題更嚴重,比如2002年阿根廷債務違約引發的金融危機,造成社會騷亂和政局動蕩。1990年日本經濟泡沫破裂,導致房價、股價的大幅下跌,企業大面積破產,造成日本經濟「失去的二十年」。
對此,作者的建議是什麼呢,他在書中說到:
「許多國家目前的金融不平等到了無以為繼的地步——或者說它們的債務太多了。而且我也認為,目前嘗試逐漸減輕這些巨額債務的策略……在政治上是不可行的,在經濟上也不令人滿意。而如果參考梭倫書中的建議,我們就能提前處理這個問題,或者通過設計幾年的高通脹,或者通過直接重組債務的方式。」
你看,這裡提到了梭倫的建議,也就是梭倫的改革。公元前594年,梭倫被選為雅典的執政官,展開了一系列被後世稱為「甩包袱」的社會改革,其中首要的一條是取消債務。而所謂通過高通脹或重組債務來處理問題,就是作者認為,為了減少金融危機和社會動蕩的隱患,需要通過技術手段來減輕社會負債群體的負擔,甚至是大規模地赦免債務。
這種建議是異想天開嗎?不是,它有一定的歷史依據和現實基礎。
書中說到,古代中東地區就有這樣的傳統,在整個社會不能支撐債務負擔的時候,國王會宣佈,所有債務一筆勾銷。《聖經》中也有類似記載,在宗教歷史上,每四十九年的最後一個贖罪日結束後,叫「禧年」,這一年每個奴隸都可以重獲自由,每一塊土地都可以物歸原主,每一筆債務可以一筆勾銷,每個人都有機會重新開始。
正是按這個思路,1997年有人發起了「禧年債務運動」,要求取消貧困國家的債務,特別是那些發生飢荒、戰爭和瘟疫的國家,因為這些國家無力償還債務和支付利息,陷入了依賴債務的惡性循環,唯一的辦法是減免或者完全取消債務。
按照中國人的傳統觀念,欠債還錢是天經地義的事,在市場經濟中,遵守契約也是非常重要的原則,這本書的作者為什麼還主張赦免債務呢?
這就要回到對貨幣的認識上來。傳統貨幣觀點認為,經濟價值是自然界中存在的事實,貨幣的職責就是衡量它,但不能影響它。貨幣本位是政治公平的支點,就像物理天平的支點一樣,它必須固定在一個位置,才能保證測量準確。因此,遵守債務契約和尊重貨幣本位是一件順應規律、理所當然的事,不能違背它。
但是這本書認為,沒必要把經濟價值看作天然的事實,而應該看作是為了實現公正繁榮的社會而發明的概念。貨幣政策的終極目標不是貨幣穩定,而是實現一個公正繁榮的社會,既然如此,債務重組或通貨膨脹導致的違約或偏離貨幣本位,只要有利於社會穩定,都是可以理解和接受的。
在《羊群的共識》這本書中有一個案例,似乎印證了作者的觀點。2008年全球金融危機後,冰島整個國家陷入了困境,因為之前他們大量擴張信貸,欠下了巨額債務,危機爆發後冰島三家最大的銀行破產,三十萬冰島人背負了上千億美元的外債,加上資本市場的虧損,平均每個人背負了上百萬美元的債務。於是,冰島政府決定重啓經濟,將危機時期產生的居民負債一筆勾銷,用三大銀行的稅款來補,受到舉國上下的熱烈支持。
結語
說到這兒,關於這本書的內容就快介紹完了,我幫你回顧一下它要回答的幾個重要問題。
首先是貨幣的本質是什麼?傳統經濟學認為,貨幣是由物物交換演變出來的,充當交易媒介的特殊商品。這也是我們大多數人所認為的常識,因為從小到大,幾乎每個級別的經濟學教科書,都是這麼說的。但是這本書告訴我們,這個常識是錯的。因為根據人類學家的考察,沒有發現大規模的物物交換的堅實證據,反而有大量的歷史研究表明,貨幣最初是以債務記錄的方式誕生的,它的核心是信用。它不是一種物品,而是一項技術。現代銀行通過借貸創造貨幣的機制,更是清晰無誤地展示了這一點。
其次是貨幣的這種常識,是怎麼在經濟學中被遺忘和顛倒的?這本書的作者認為,歷史的偶然造成了這個結果,因為17世紀著名的哲學家洛克,在一場重要的貨幣辯論中贏得勝利,並影響了後來的經濟學家。作者認為經濟學把貨幣看作交易媒介,把經濟看作是去掉貨幣之後的物物交換,進而認為貨幣在經濟中無關緊要,對我們看待經濟問題產生了極大的誤導。 只有把貨幣看作信用或債務,才能明白它對促進經濟發展至關重要,對造成經濟波動影響巨大,這才是貼近現實的觀點。
第三,關於貨幣是欠債的觀點,如何幫我們更好地認識世界?作者在書中談到了金融危機,他認為貨幣總是傾向於積累不可持續的債務負擔,是金融危機反復出現的根本原因,而要維護社會穩定,我們只能採用一些非常規的手段,比如赦免窮人的債務,這在西方有歷史和宗教的傳統,卻對「欠債還錢」的中國古訓構成了挑戰。
不過我認為,讀完了這本書,如果理解了貨幣是債務、同時也是信用的觀點,會對中國的另一句古訓「人無信不立」有更深的感悟。
過去我們通常認為,「人無信不立」是一種道德要求,跟人的物質利益沒有太大關係。而當我們知道貨幣就是信用之後,「講信用」似乎多了一層理由。它不僅是一種可貴的精神品質,並且會在某個時候給我們帶來實實在在的經濟利益,這就是講信用的巨大價值。」
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唯一官媒認證真實力 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的精選貼文
機器學習識別特徵阻絕代測 上鏈回送監理資料庫防竄改
人臉辨識加酒精鎖阻酒駕 串區塊鏈上傳比對告警
2021-05-24社團法人台灣E化資安分析管理協會元智大學多媒體安全與影像處理實驗室
本文將介紹酒精防偽人臉影像辨識系統,結合了人臉辨識、酒精鎖以及區塊鏈應用,以解決酒駕問題,並透過監控系統避免代測狀況發生。且利用區塊鏈不可修改的特性,將車輛與人臉資料串上區塊鏈,以確保駕駛人的不可否認性。
長長期以來「酒駕」都是一個很嚴肅且必須被重視的議題,儘管在2019年立法院修法酒駕及拒絕酒測的罰則,但是抱持僥倖心態的人還是數不勝數,導致因酒駕釀成車禍的悲劇還是一再重演,讓不少的家庭因此破滅。
據統計,從2015年到2018年的酒駕取締件數都逾10萬件,而因為酒駕車禍的死亡人數逾百人。在2019年酒駕新制上路以後,2020年警方酒駕取締件數有明顯下降至約6萬件,雖然成功達到嚇阻效果,但是死亡人數仍與去年前年持平,可見離完全遏止酒駕還有很長的路需要努力。
立法院於2018年三讀通過了「道路交通管理處罰條例部分條文修正案」,酒駕者必須重新考照,並且只能駕駛具有酒精鎖(Alcohol Interlock)的車輛,所謂酒精鎖,屬於車輛點火自動鎖定裝置,在汽車發動前必須進行酒測,通過才能將汽車發動,而且在每45分鐘至60分鐘後酒精鎖系統就會要求駕駛人在一定時間內進行重新酒測,以便防範在行車過程中有飲酒的情況發生,若駕駛人未遵守其要求,車子就會強制熄火並鎖死,必須回酒精鎖服務中心才能將鎖解開。
由於法案的方式無法完全遏止酒駕,因此許多創新科技或是企業致力於研究相關科技來解決酒駕的問題。
其中本田(Honda)汽車與日立(Hitachi)公司研發出手持型酒精含量檢測裝置,讓駕駛人必須在駕駛之前都先進行酒測,若酒精濃度超標就會將汽車載具上鎖,藉此避免酒駕意外或事故發生,且該技術結合了智慧鑰匙功能,若偵測到酒測值超標,車輛中的顯示面板將會發出警告訊號告知駕駛人,避免酒駕上路之問題。
另一方面則是解決酒精殘值之問題,因為有許多駕駛人都會認為,休息一下後,身體也無感到不適,即駕車出門,等到駕駛人被警方臨檢時才知道酒測未通過,因此收到罰單,甚至是吊銷駕照處罰等。
根據醫學研究指出,酒精是在人體體內由肝臟代謝,實際代謝時間必須看體質以及飲酒量而定。台灣酒駕防制社會關懷協會建議,喝酒後至少要10至20小時後再駕車比較安全。多數人無具備酒精代謝時間的觀念,導致駕駛人貿然上路,待意外發生或罰單臨頭時,已經為時已晚。
背景知識說明
本文介紹的方法為酒精鎖結合攝影鏡頭進行人臉辨識,並將人臉特徵資料與車輛資料串上區塊鏈,並利用區塊鏈不可篡改的特性,來避免駕駛人在解鎖酒精鎖時發生他人代測的問題。
由於人臉辨識技術具備防偽性、身分驗證的特性,因此將酒精鎖的技術結合人臉辨識,便可確認為駕駛本人。
何謂人臉辨識
人臉辨識技術屬於生物辨識的一種,基於人工智慧、機器學習、深度學習等技術,將大量人臉的資料輸入至電腦中做為模型訓練的素材,讓電腦透過演算法學習人類的面部特徵,藉以歸納其關聯性最後輸出人臉的特徵模型。
目前人臉辨識技術已經遍佈在日常生活之中,其應用面廣泛,最為常見的應用即為智慧型手機的解鎖、行動支付如LINE Pay、Apple Pay等,其他應用還包括行動網路銀行、網路郵局、社區大樓門禁管理系統、企業監控系統、機場出入關、智能ATM、中國天眼系統等。一般來說,人臉辨識皆具備以下幾個特性:
‧ 普遍性:屬於任何人皆擁有的特徵。
‧ 唯一性:除本人以外,其他人不具相同的特徵。
‧ 永續性:特徵不易隨著短時間有大幅的改變。
‧ 方便性:人臉辨識容易實施,設備容易取得,如相機鏡頭。
‧ 非接觸性:不須直接接觸儀器,也可以進行辨識,這部分考量到衛生問題以及辨識速度。
人臉辨識透過人臉特徵的分析比對進行身分的驗證,別於其他生物辨識如虹膜辨識、指紋辨識,無須近距離接觸,也可以精準地辨識身分,且具有同時辨識多人的能力。因應新冠肺炎疫情肆虐全球,人臉辨識技術也被用來管理人來人往的人流。人臉辨識的儀器可以搭配紅外線攝影機來測量人體體溫,在門禁進出管制系統中,利於提高管理效率,有效掌握到進出人員的身分,以及幫助衛生福利部在做疫調時更容易掌握到確診病患行經的足跡。
人臉辨識的步驟
人臉辨識的過程與步驟,包括人臉偵測、人臉校正、人臉特徵值的摘取,進行機器學習與深度學習、輸出人臉模型,從影像中先尋找目標人臉,偵測到目標後會將人臉進行預處理、灰階化、校正,並摘取特徵值,接著人臉資料交給電腦進行機器學習與深度學習運算,最後輸出已訓練好的模型。相關辨識的步驟,如圖1所示。
人臉偵測
基於Haar臉部檢測器的基本思想,對於一個一般的正臉而言,眼睛周圍的亮度較前額與臉頰暗、嘴巴比臉頰暗等其他明顯特徵。基於這樣的模式進行數千、數萬次的訓練,所訓練出的人臉模型,其訓練時間可能為幾個小時甚至幾天到幾周不等。利用已經訓練好的Haar人臉特徵模型,可以有效地在影像中偵測到人臉。
Python中的Dilb函式庫提供了訓練好的人臉模型,可以偵測出人臉的68個特徵點,包括臉的輪廓、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴。基於這些特徵點的資料就能夠進行人臉偵測,如圖2~4所示。圖中左上角的部分是偵測到的分數,若分數越高,代表該張影像就越可能是人臉,右側括弧中的編號代表子偵測器的編號,代表人臉的方向,其中0為正面、1為左側、2為右側。
人臉的預處理
偵測到人臉後,要針對圖片進行預處理。通常訓練的影像與攝影鏡頭拍出來的照片會有很大的不同,尤其會受到燈光、角度、表情等影響,為了改善這類問題,必須對圖片進行預處理以減少這類的問題,其中訓練的資料集也很重要:
‧ 幾何變換與裁剪:將影像中的人臉對齊與校正,將影像中不重要的部分進行裁切,並旋轉人臉,並使眼睛保持水平。
‧ 針對人臉的兩側用直方圖均衡化:可以增強影像中的對比度,可以改善過曝的影像或是曝光不足的問題,更有效地顯示與取得人臉目標的特徵點。
‧ 影像平滑化:影像在傳遞的過程中若受到通道、劣質取樣系統或是受到其他干擾導致影像變得粗糙,藉由使用圖形平滑處理,可以減少影像中的鋸齒效應和雜訊。
人臉特徵摘取
關於人臉特徵摘取,相關的技術說明如下:
‧ 歐式距離:人臉辨識是一個監督式學習,利用建立好的人臉模型,將測試資料和訓練資料進行匹配,最直觀的方式就是利用歐式距離來計算所有測試資料與訓練資料之間的距離,選擇差距最小者的影像作為辨識結果。由於人臉資料過於複雜,且需要大量的訓練集資料與測試集資料,會導致計算量過大,使辨識的速度過於緩慢,因此需要透過主成分分析法(Principal Components Analysis,PCA)來解決此問題。
‧ 主成分分析法:主成分分析法為統計學中的方法,目的是將大量且複雜的人臉資料進行降維,只保留影像中的主成分,即為影像中的關鍵像素,以在維持精確度的前提下加快辨識的速度。先將原本的二維影像資料每列資料減掉平均值,並計算協方差矩陣且取得特徵值與特徵向量,接著將訓練集與測試集的資料進行降維,讓新的像素矩陣中只保留主成分,最後則將降維後的測試資料與訓練資料做匹配,選擇距離最近者為辨識的結果。由於影像資料經過了降維的步驟,因此人臉辨識的速度將會大幅度地提升。
‧ 卷積神經網路:卷積神經網路(Convolutional Neural Network,CNN)是一種神經網路的架構,在影像辨識、人臉辨識至自駕車領域中都被廣泛運用,是深度學習(Deep Learning)中重要的一部分。主要的目的是透過濾波器對影像進行卷積、池化運算,藉此來提取圖片的特徵,並進行分類、辨識、訓練模型等作業。在人臉辨識的應用中,首先會輸入人臉的影像,再透過CNN從影像提取像素特徵並轉換成特定形式輸出,並用輸出的資料集進行訓練、辨識等等。
何謂酒精鎖
酒精鎖(圖5)是一種裝置在車輛載體中的配備,讓駕駛人必須在汽車發動前進行酒測,通過後才能將車輛發動。且每隔45分鐘至60分鐘會發出要求,讓駕駛人在時間內再次進行檢測。
根據歐盟經驗,提高罰款金額以及吊銷駕照只有在短期實施有效,只有勸阻的效果,若在執法上不夠嚴謹,被吊照者會轉變成無照駕駛,因此防止酒駕最有效的方法就是強制讓駕駛人無法上路,這就是「酒精鎖」的設計精神。
在本國2020年3月1日起酒駕新制通過後,針對酒駕犯有了更明確且更嚴厲的規定,在酒駕被吊銷駕照者重考後,一年內車輛要裝酒精鎖,未通過酒測者無法啟動,且必須上15小時的教育訓練才能重考,若酒駕累犯三次,要接受酒癮評估治療滿一年、十二次才能重考。
許多民眾對於「酒精鎖」議論紛紛,懷疑是否會發生找其他人代吹酒精鎖的疑慮,為防範此問題,酒精鎖在啟動後的五分鐘內重新進行吹氣,且汽車在行駛期間的每45至60分鐘內,便會隨機要求駕駛重新進行酒測,如果沒有通過測量或是沒有測量,整合在汽車智慧顯示面板的酒精鎖便會發出警告,並勸告駕駛停止駕車。
對於酒精鎖的實施,目前無法完全普及到每一台車子,而且對於沒有飲酒習慣的民眾而言,根本是多此一舉,反而增加不少麻煩給駕駛。若還有每45~60分鐘的隨機檢測,會導致多輛汽車必須臨時停靠路邊進行檢測,可能加劇汽車違規停車的發生頻率。
認識區塊鏈
區塊鏈技術是一種不依賴於第三方,透過分散式節點(Peer to Peer,P2P)來進行網路數據的存儲、交易與驗證的技術方法。本質上就是一個去中心化的資料庫,任何人在任何時間都可以依照相同的技術標準將訊息打包成區塊並串上區塊鏈,而這些被串上區塊鏈的區塊無法再被更改。區塊鏈技術主要依靠了密碼學與HASH來保護訊息安全,也是賦予區塊鏈技術具有高安全性、不可篡改性以及去中心化的關鍵。區塊鏈相關概念,如圖6所示。
區塊鏈的原理與特性
可以將區塊鏈想像成是一個大型公開帳本,網路上的每個節點都擁有完整的帳本備份,當產生一筆交易時,會將這筆交易廣播到各個節點,而每個節點會將未驗證的交易HASH值收集至區塊內。接著,每個節點進行工作量證明,選取計算最快的節點進行這些交易的驗證,完成後會把區塊廣播給到其他節點,其他節點會再度確認區塊中包含的交易是否有效,驗證過後才會接受區塊並串上區塊鏈,此時就無法再將資料進行篡改。
關於區塊鏈的特性,可分成以下四部分做說明:
1. 去中心化:區塊鏈其中一個最重要的核心宗旨,就是「去中心化」,區塊鏈採用分散式的點對點傳輸,該概念架構中,節點與節點之中沒有所謂的中心,所有的操作都部署在分散式的節點中,而無須部署在中心化機構的伺服器,一筆交易或資料的傳輸不再需要第三方的介入,因此又可以說每個節點就是所謂的「中心」。這樣的結構也加強了區塊鏈的穩定性,不會因為其中的部分節點故障而癱瘓整個區塊鏈的結構。
2. 不可篡改性:透過密碼學與雜湊函數的運用來將資料打包成區塊並上鏈,所有區塊都有屬於它的時間戳記,並依照時間順序排序,而所有節點的帳本資料中又記錄了完整的歷史內容,讓區塊鏈無法進行更改或是更改成本很高,因此使區塊鏈具備「不可篡改性」,並且同時確保了資料的完整性、安全性以及真實性。
3. 可追溯性:區塊鏈是一種鏈式的資料結構,鏈上的訊息區塊依照時間的順序環環相扣,這便使得區塊鏈具有可追溯的特性。可追本溯源的特性適用在廣泛的領域中,如供應鏈、版權保護、醫療、學歷認證等。區塊鏈就如同記帳帳本一般,每筆交易記錄著時間和訊息內容,若要進行資料的更改,則會視為一筆新的交易,且舊的紀錄仍會存在無法更動,因此仍可依照過去的交易事件進行追溯。
4. 匿名性:在去中心化的結構下,節點與節點之間不分主從關係,且每個節點中都擁有一本完整的帳本,因此區塊鏈系統是公開透明的。此時,個人資料與訊息內容的隱私就非常重要,區塊鏈技術運用了HASH運算、非對稱式加密與數位簽章等其他密碼學技術,讓節點資料在完全開放的情況下,也能保護隱私以及用戶的匿名性。
區塊鏈與酒精鎖
由於區塊鏈的技術具備去中心化、記錄時間以及不可篡改的特性,且更加強酒精鎖的檢測需要身分驗證的保證性。當進行酒精鎖檢測解鎖時,系統記錄駕駛人吹氣時間以及車輛的相關資訊,還有人臉特徵資料打包成區塊並串上區塊鏈。因此,在同一時間當監控系統偵測到當前駕駛人與吹氣人不同時,此時區塊鏈中所記錄的資料便能成為一個強而有力的依據,同時也能讓其他的違規或違法事件可以更容易進行追溯。
酒駕防偽人臉辨識系統介紹
為了解決酒精鎖發生駕駛人代測的問題,酒精鎖產品應導入具有身分驗證性的人臉辨識技術。酒駕防偽人臉辨識系統即為駕駛人在進行酒精鎖解鎖時,要同時進行人臉辨識,來確保駕駛人與吹氣人為同一人。
在駕駛座前方的位置會安裝攝影鏡頭,作為駕駛的監控裝置。進行酒測吹氣的人臉資料將會輸入到該系統中的資料庫儲存,並將人臉資料以及酒測的時間戳記打包成區塊串上區塊鏈,當汽車已經駛動時,攝影鏡頭將會將當前駕駛人畫面傳回系統進行人臉比對驗證。如果驗證成功,會將通過的紀錄與時間戳一同上傳至區塊鏈,若是系統偵測到駕駛人與吹氣人為不同對象,系統將發出警示要求駕駛停車並重新進行檢測,並同時將此次異常的情況進行記錄上傳到區塊鏈中。
如果駕駛持續不遵循系統指示仍持續行駛,該系統會將區塊鏈的紀錄傳送回給開罰的相關單位,並同時發出警報以告知附近用路人該車輛處於異常情況,應先行迴避。且該車輛於熄火後,酒精鎖會將車輛上鎖,必須聯絡酒精鎖廠商或酒精鎖服務中心才能解鎖。相關的系統概念流程圖,如圖7所示。
區塊鏈打包上鏈模擬
在進行酒測解鎖完畢以及進行人臉資料儲存後,會透過CNN將影像轉換輸出成128維的特徵向量作為人臉資料的測量值,接著將128個人臉特徵向量資料取出,並隨著車輛資訊一起打包到同一個區塊,然後串上區塊鏈。取出的人臉特徵資料,如圖8所示。
要打包成區塊和上鏈的內容,包括了人臉特徵資料、車牌號碼、酒測解鎖時間點等相關輔助資料,接著透過雜湊函數將相關的資料打包成區塊。以車牌號碼ABC-1234為例,圖9顯示將車輛資料和人臉資料進行區塊鏈的打包,並進行HASH運算。
將人臉資料和車輛相關資料作為一次的交易內容,並打包區塊,經過HASH後的結果如圖10所示,其中prev_hash屬性代表鏈結串列指向前一筆資料,由於這是實作模擬情境,並無上一筆資料,其中messages屬性代表內容數,一筆代表車牌資料,另一筆則為人臉資料。time屬性則代表區塊上鏈的時間點,代表車輛解鎖的時間點。
情境演練說明
話說小禛是一間企業的上班族,平時以開車為上下班的交通工具,他的汽車配置了酒駕防偽影像辨識系統,以下模擬小禛下班後準備開車的情境。
已經下班的小禛今天打算從公司開車回家,當小禛上車準備發動車子時,他必須先拿起安裝在車上的酒測器進行吹氣,並將臉對準攝影鏡頭讓系統取得小禛的人臉影像。小禛在汽車發動前的人臉影像,如圖11所示。
待攝影鏡頭偵測到小禛的人臉後,接著系統便會擷取臉上五官的68個特徵點,如圖12所示。然後,相關數據再透過CNN轉換輸出成128維的特徵向量作為人臉資料的測量值,如圖13所示。
酒精鎖通過解鎖後,車輛隨之發動,解鎖成功的時間點將會記錄成時間戳記,隨著影像與相關資料串上區塊鏈。在行駛途中,設置在駕駛座前方的鏡頭將擷取目前駕駛的人臉,以取得駕駛人的128維人臉特徵向量測量值,並且與汽車發動前所存入的人臉資料進行比對,藉以判斷目前的駕駛人與剛才的吹氣人臉是否為同一位駕駛。當驗證通過後,也會再將通過的紀錄與時間戳上傳至區塊鏈中,如此一來,區塊鏈的訊息內容便完整記載了這一次駕車的紀錄,檢測通過的示意圖如圖14所示。
系統通過辨識後,便確認了駕駛人的身分與吹氣人一致。且透過時戳的紀錄和區塊鏈的輔助,也確保了駕駛的不可否認性。若有其他違規事件發生時,區塊鏈的紀錄便成為一個強而有力的依據來進行追溯。
如此一來,便可以預防小禛喝酒卻找其他人代吹酒測器的情況發生。在駕駛的途中,如果有需要更換駕駛人,必須待車輛靜止時,從車載系統發出更換駕駛要求,再重新進行酒測以及重複上述流程,才可以更換駕駛人。如果沒有按照該流程更換駕駛,系統將視為異常情況。
結語
酒駕一直是全球性的問題,將有高機率導致重大交通事故,造成人員傷亡、家庭破碎,進而醞釀後續更多的社會問題,皆是酒駕所引發的不良效益。為了解決酒駕的問題,各個國家都有不同的酒駕標準或是法律規範,但是大部分國家的規範和制度都只有嚇阻作用卻無法完全遏止。在不同的國家防止酒駕的方式不盡相同,有的國家如新加坡,透過監禁及鞭刑來遏止酒駕犯,又或者是薩爾瓦多,當發現酒駕直接判定死刑,這樣的制度雖嚇阻力極強,但是若讓其他國家也跟進,會造成違憲或是違反人權等問題。因此,各國都在酒駕的問題方面紛紛投入研究,想要達到零酒駕的社會。
為達成此理想,本文介紹了基於區塊鏈的酒駕防偽辨識系統,利用酒精鎖搭配人臉辨識技術以及區塊鏈技術,使有飲酒的駕駛人無法發動汽車。且該系統搭載在行車電腦中,結合攝影鏡頭的監控對駕駛進行酒測防制管理,將人臉資料、酒精鎖、解鎖時間點與相關資訊打包成區塊並上鏈。基於區塊鏈技術內容的不易篡改,可加強駕駛人的不可否認性,當汽車發生異常情況時,便能利用有效且可靠的依據進行追溯。人工智慧和物聯網時代已經來臨,透過酒駕防偽辨識系統來改善酒駕問題,在未來能夠普及並結合法規,智慧汽車以及智慧科技的應用將會帶給人們更安全、更便利的社會。
附圖:圖1 人臉辨識的步驟。
圖2 人臉特徵點偵測(正臉)。
圖3 人臉特徵點偵測(左側臉)。
圖4 人臉特徵點偵測(右側臉)。
圖5 酒精鎖。 (圖片來源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Guardian_Interlock_AMS2000_1.jpg with Author: Rsheram)
圖6 區塊鏈分散式節點的概念圖。
圖7 系統概念流程圖。
圖8 取出人臉128維特徵向量。
圖9 儲存車輛相關資料及人臉資料到區塊。
圖10 HASH後及打包成區塊的結果。
圖11 汽車發動前小禛的人臉影像。
圖12 小禛的人臉影像特徵點。
圖13 小禛的人臉特徵向量資料。
圖14 系統通過酒測檢測者與駕駛人為同一人。
資料來源:https://www.netadmin.com.tw/netadmin/zh-tw/technology/CC690F49163E4AAF9FD0E88A157C7B9D
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