生物識別技術   

　　所謂生（shēng）物（wù）識別技術就是，通過計算機與光（guāng）學、聲學、生物傳感（gǎn）器（qì）和生物（wù）統計學原理等高科（kē）技（jì）手段密切結合，利用人體固（gù）有的生理特性，(如指紋、臉象、虹膜等)和行為特征(如（rú）筆跡、聲音、步態等)來進行個人身份的鑒定。

　　根據IBG(International Biometric Group，國際生物識別小（xiǎo）組)2009年的統計結果，市（shì）場已有多種針對不同生理（lǐ）特征和行為特征的應用。其中，占有率（lǜ）最高的就（jiù）是指紋識別了。

　　定義

　　所謂生物識別技術就是，通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物（wù）統計學原理等高科技手段密（mì）切結合，利用人體固有的生理特性，(如指紋、指靜脈、人臉、虹膜等)和行為特征(如筆跡（jì）、聲音（yīn）、步態等)來進行個人身份的鑒定。

　　鑒定（dìng）方法

　　傳統的身份鑒定方法包（bāo）括身份標識物（wù）品（pǐn）(如（rú）鑰匙、證（zhèng）件、ATM卡等)和身份標識知識(如用戶名和密碼)但由於（yú）主要借助體外物，一旦證（zhèng）明身份的標識物品和標（biāo）識知識被（bèi）盜或遺忘，其身份就容易被他人冒充或取（qǔ）代（dài）。

　　生物識別技術比傳統的身份鑒定方法更具安（ān）全、保密和方便性。生物特征識別技術具（jù）不易遺忘、防偽性能好、不易偽造或被盜、隨身“攜（xié）帶”和隨（suí）時隨地可（kě）用等優點。

　　發展

　　生物識別技（jì）術主要是指通過人類生物特征進行身份認證的一種技術，人類的生物特征通常具有（yǒu）唯（wéi）一性、可（kě）以測量或可自動識別和驗證、遺傳性或終身不變等特點，因此生（shēng）物識（shí）別認證技（jì）術較傳統認證技術存在較大的優勢。

　　生物識（shí）別係統對生物特征進行取樣，提取其唯（wéi）一的特征並且轉化（huà）成數字代碼，並進一步將這些代碼組成特征模板。由於微處理（lǐ）器（qì）及各種電子元器件成本（běn）不斷下降，精度逐漸提高，生物識別係統逐漸應用於商業上的授權控製如門禁、企業考（kǎo）勤管理係統安全認證等領（lǐng）域。用於生物識別（bié）的生物特征有手形、指紋（wén）、臉（liǎn）形（xíng）、虹膜、視網膜、脈搏、耳廓等，行為特征有簽字、聲音、按鍵力度等。基於這些特征（zhēng），人們已（yǐ）經發展了手形識別、指紋識別、麵部識別、發音識別、虹膜識別、簽名識別等（děng）多種生物識別技（jì）術。

　　全球市場對生物識（shí）別產（chǎn）品的需求在2010年將達到71億（yì）美元。在未來五年，生物識別設備（bèi）的綜（zōng）合性年增長將率將達到21.3%。指紋生物識別是應用最多，也是應（yīng）用最早的生物識（shí）別技術，在2007年到2012年，此項（xiàng）識別技術將繼（jì）續是生物識別（bié）技術（shù）收（shōu）入主要貢獻（xiàn）者。2007年，其產值為13億美元，預計在2012年將達到27億美元，年增長率將預計為16%。增長的主要（yào）原因是指（zhǐ）紋識（shí）別設（shè）備價格的下降以及政府部門對指紋識別設備的推動和依賴。另外，人臉識別市場（chǎng）將（jiāng）從2007年的4.59億美元增長到2012年的13億美元，年增長率為24%。掌型（xíng）識別在2007年也是增長較大的市場，其產值為2.43億（yì）美元，到2012年（nián）掌型（xíng）識別將達到7.526億美元。其它（tā）生物識別技術如虹膜識別（bié）、中間件、多峰形性、聲音識別，筆跡識別等的（de）市場規模加在一起為7.29億美金。預計到2012年將達到23億美金，年增長率為26%。從（cóng）地域來（lái）看，由於用（yòng）戶對生物識別設（shè）備較高的認可和采（cǎi）用，以及大部分的歐洲國家（jiā）對生物識別設備的（de）引（yǐn）進使得歐洲成為生物識（shí）別設備的主（zhǔ）打市場。

　　中國生物（wù）特征識別行業最早發展的是（shì）指紋識別技術，基本與國（guó）外同步，早在80年代初就開（kāi）始了研究，並掌握了核心（xīn）技術，產業發展（zhǎn）相（xiàng）對比較成熟。而中國對於靜脈識別、人臉識別、虹膜（mó）識別等生物認證技術研究的開展則在1996年之後。1996年，現任中國科學院副（fù）秘書長、模式（shì）識別國家（jiā）重點實（shí）驗室主任的譚鐵牛入（rù）選中科院的“百人計劃”，辭去英國雷丁大學的終身教職務回國，開辟了基於人的生物特征的（de）身份鑒別等（děng）國際前沿領域新的學科研究方向，開始了中國對靜脈（mò）、人臉、虹（hóng）膜等生物特征識（shí）別領域的研究。

　　特性

　　由（yóu）於人體（tǐ）特征具有人體所固有的不可複製的唯一性，這一生物密鑰無法複製，失竊或被遺忘，利用生物識別技術進行身份認定，安全、可靠、準確。而常見的（de）口令、IC卡、條紋碼、磁卡或鑰匙（shí）則存在著丟失（shī）、遺忘、複製及被盜用諸多不利（lì）因素（sù）。因此采用生物"鑰匙"，您可以不必攜帶大（dà）串的鑰匙，也不用費心（xīn）去記或更換密碼。而係統管理員更不必因忘記密碼而束手無策（cè）。生物識別技術產品均（jun1）借助於現代計算機技術實（shí）現，很容易配合（hé）電腦和安全、監（jiān）控、管理係統整（zhěng）合，實現自動（dòng）化管理。

　　種類

　　現今已經出現了（le）許多生物識別技術，如指紋識別、手掌幾何學識別、虹膜（mó）識別、視網膜識別、麵部識別、簽名識別、聲（shēng）音識別等，但其中一（yī）部分技術含量高的生物（wù）識別手（shǒu）段還處於實驗階段。我們相信隨著科學（xué）技術的飛速進步，將有越來越多的生物識別技術應用到實際生活中。

　　指紋識別（bié）

　　實現指紋識別有多種方法（fǎ）。其中有些是仿效傳統的公安（ān）部門使用的方法，比（bǐ）較指紋的局部細節;有些直接通過全部特征進（jìn）行識別;還有一些使用更獨特的方（fāng）法，如指（zhǐ）紋的波紋邊緣模式和超聲波。有（yǒu）些設備能（néng）即時測量手指指紋，有些則不能。在所有生物識別技術（shù）中，指紋識別是當前應用最為廣泛的一種。

　　指紋識別對於室內安全係統來說（shuō）更為適合（hé），因為可以有充分的條件為用戶提（tí）供講（jiǎng）解和培訓，而且係統運行環境也（yě）是可控的。由於其相對低廉的價格、較小的體積(可以很輕鬆地集成到鍵盤中)以及容易整合，所以在工作站（zhàn）安全訪問係統中應用的幾乎全部都是指（zhǐ）紋識別。

　　手（shǒu）掌幾何學識別

　　手掌幾何學識別（bié）就是通過測量使用者（zhě）的手掌和手指的物理特征來進行識別，高級的產品還可以（yǐ）識別三維圖象。作為一種已經確立的方法，手掌幾何學識別不僅（jǐn）性能（néng）好，而且使用比較方便（biàn）。它適用的場合是用戶人數（shù）比較多，或者用戶雖然不經常使用，但使用時很容易接受。如果（guǒ）需要，這種技術的準確性可以非常高，同時可以靈（líng）活地調整生物識別技術（shù）性能以適應（yīng）相當廣泛（fàn）的使用要求。手形讀取器（qì）使用的範圍很廣，且很容易集成到其他係統中，因此成為許多生物識別項目中的首選技術。

　　聲音識別

　　聲音（yīn）識別就是通過分析使用者的聲音的物（wù）理特性（xìng）來進行（háng）識別的技術。現今，雖然已經有一（yī）些聲音識別產品進（jìn）入市場，但使（shǐ）用起來（lái）還不太方便，這主要（yào）是因為（wéi）傳感器（qì）和人的聲音可變（biàn）性都很大。另外，比起其他的生物識別技術，它使用的步（bù）驟也比較複雜，在某（mǒu）些場合顯得不方便。很多研究工作（zuò）正在進行中，我們相信聲（shēng）音識別技術將取得重（chóng）大進展。

　　視網膜識別

　　視網膜識別使用光學設備發出的低強（qiáng）度光源掃描視網膜上獨特的圖案。有證據顯（xiǎn）示，視網膜掃描（miáo）是十分精（jīng）確的，但它（tā）要求使用者注視接收（shōu）器並盯（dīng）著一點。這對於戴（dài）眼鏡（jìng）的人來（lái）說很不方便，而且與接受器的距離很（hěn）近，也（yě）讓（ràng）人不太舒服。所以盡管視網膜識別技術本身很好，但用戶的（de）接受程度很低。因此（cǐ），該類產品雖在（zài）20世紀90年代經過重新設計，加強了連通性，改進了用（yòng）戶界麵（miàn），但仍然是一種非主流的生物識別產品。

　　虹膜識別

　　虹膜識別是與眼睛有關的生物識別中對人產生較少幹擾的技（jì）術。它使用相當普通的照相機元件，而且不需要用戶與機器（qì）發生接（jiē）觸。另外，它有（yǒu）能力實現更高（gāo）的模板匹配性能。因（yīn）此，它吸引了各種人的注意。以前，虹膜掃描設備在操作的簡便性和係統集成方麵沒有優（yōu）勢，我們希望新產品能在這些方（fāng）麵有所改進（jìn）。

　　簽名識別

　　簽名識別在應（yīng）用中（zhōng）具有（yǒu）其他生物識別所沒有的優勢，人（rén）們已經習慣將簽名作為一種（zhǒng）在交易中確認身份的方法，它的（de）進一步的（de）發展也不會讓人（rén）們覺得有太大不同。實踐證（zhèng）明，簽名識別是相當準確的，因此（cǐ）簽名很容易成為一種可以被接受的識別（bié）符。但與其他生（shēng）物識別產品相比，這類產品現（xiàn）今數量很少。

　　麵部識別

　　這是一種相當引人注意的技術，它的（de）性能也經常被誤解。關於麵部識別，經常有一些誇張的言論，但實際是很難實現的。比較兩個靜態圖（tú）象是一回事，在人（rén）群（qún）中發現和確認某個人的身份而（ér）不引起（qǐ）別（bié）人（rén）的注意（yì），就（jiù）是完全不同的另一回事了。有些係統宣稱能做到後一點，但它們實（shí）際上做的是前一種事，這實（shí）際並不是生物識別。從用戶的角度很容易理解麵（miàn）部識別的吸引力（lì），但人們對這種（zhǒng）技術的期望應該比較現實。麵部（bù）識別在實際應（yīng）用中（zhōng）還很少成功。但一旦克服了技術障礙，它將成（chéng）為一種重要的（de）生物識別方法。2012年，武漢公（gōng）安正構建（jiàn）一套高精準人像識別係統，建成後能在1秒鍾內比對1億次圖（tú）像，瞬間（jiān）可辨（biàn）認嫌疑人。

　　這套係統主要通過安裝在城市道路路口、兩側以及公（gōng）交車上的（de）25萬個視頻探頭進行圖像采集。視頻監控將捕捉到的人像，與後台數據中（zhōng）犯罪嫌疑人麵部特（tè）征進行精確比對（duì），可在（zài）幾秒（miǎo）內（nèi）鎖定犯罪嫌疑人。這套係統將在2013年3月投入實戰應（yīng）用。

　　麵部識別（bié）技術應用在（zài）很多領域

　　1、企業、住宅安全和管理。如人臉識別門禁考勤係（xì）統，人臉識別防盜門等。

　　2、電子護（hù）照（zhào）及身份證。

　　3、公安（ān）、司法和刑偵。

　　4、自助服務（wù）。

　　5、信（xìn）息安全。如計算機登錄、電子（zǐ）政務和電子商（shāng）務。

　　基因識別（bié）

　　隨著人類基因組計劃的開展，人（rén）們對基（jī）因的結構和功能的認識不斷深化，並將其應用到個人身（shēn）份（fèn）識別中。因為在（zài）全世界（jiè）60億人中，與你同時出生或姓名一致、長相酷似、聲音相同的人都可（kě）能存在，指紋也有可能消失，但隻（zhī）有基（jī）因才是代表你本人遺傳特性的、獨一無二、永不改變的指征。據報道，采用智（zhì）能卡的形式，儲存著個人基因信息的基因身份（fèn）證已經在中國四川（chuān）、湖北和香港出現。

　　製作這種基因身份（fèn）證，首先（xiān）是取得有關的基因（yīn），並進行化驗，選取特征位點(DNA指紋)，然後（hòu）載入中心的電腦儲存庫內，這樣，基因身份證就製作（zuò）出來了。如果人們喜歡加（jiā）上個人病曆並（bìng）進行基因化驗的話，也是可以的。發出基因身份（fèn）證後，醫生及有關的醫（yī）療機構等，可（kě）利用智能卡閱讀器，閱讀有關人（rén）的病曆。

　　基因識別是一種高級（jí）的生物（wù）識（shí）別技術，但由（yóu）於技術上的原因，還不能（néng）做（zuò）到（dào）實時取樣和迅速鑒定，這在某種程度上（shàng）限（xiàn）製了它的廣泛應用（yòng）。

　　除（chú）了上（shàng）麵提到的生物識別技術以外，還有通（tōng）過氣（qì）味、耳垂和其他特征進行識別的技術。但（dàn）它們現（xiàn）今還不能走進日常生活。

　　靜脈識別

　　靜脈識別，使用近紅外線讀取靜脈模式，與存儲的靜脈模式進行比較，進行本人識（shí）別的（de）識別技術。工作原理，是依據人類手指中流動的血液可吸收特定波長的光線，而（ér）使用特定波長光線對（duì）手指進行照射，可得到手指靜脈的清晰圖像。利用這一固有（yǒu）的科學特征，將實現對獲取的（de）影像進行（háng）分（fèn）析、處理，從而得到手指（zhǐ）靜脈的（de）生物特征，再將得到（dào）的（de）手指靜脈特征信息與事先注冊的手指靜脈特征進行比對，從而確認登錄者（zhě）的身份。

　　靜脈識別係統就是首（shǒu）先（xiān）通過靜脈識別儀取得個人靜脈分布圖，從（cóng）靜脈分布圖依據專用比對（duì）算法提取特征值，通過紅外線 CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背（bèi）靜脈的圖像，將靜脈的數字（zì）圖像存貯在（zài）計算機係統中，將特征值存（cún）儲。靜脈比對（duì）時，實時（shí）采取（qǔ）靜脈圖，提取（qǔ）特征（zhēng）值，運用先進（jìn）的濾（lǜ）波、圖像二值化（huà）、細化手段對數字圖像提取特征，同（tóng）存儲（chǔ）在主機中靜脈特征值比對，采用複雜的匹配算法對（duì）靜脈特征進行匹配，從（cóng）而對個人（rén）進行身份鑒定，確認身份。

　　在巨大的市場發展形勢麵前，將靜脈識別產品嵌入到門禁控製係統中的新一代門禁控製產品正隨著前些年的鋪墊而日趨成熟（shú）。為了（le）謀求門禁係統（tǒng）的智能化發展和趕上門禁市（shì）場飛速發（fā）展的列車，國（guó）內擁有靜脈（mò）識別技術（shù）的企業整裝待發，謀求爆破式發展。在此基礎上（shàng）開發適合（hé）中國市場的（de）係列產品，並成功應用到監獄（yù）、計劃生育、煤（méi）礦、信息安（ān）全、金融（róng）、教育（yù）、社保等行業或部（bù）門（mén）。而與此同時，眾多門禁企業也正以引入“靜脈”為門禁市場開辟藍海。

　　步態識別

　　步態識別，使用攝像頭采集人體（tǐ）行走過程的圖像序列，進行處理後（hòu）同存儲的（de）數據進行（háng）比較，來達到身（shēn）份識別的目的。中科院自動化所已經進行一定研究。步態識別作為一種生物識別技術,具有其它生物識別技（jì）術所不具有的獨特優勢（shì）,即在遠距離或低視頻質量情況下的識別潛力,且步態（tài）難以隱藏或（huò）偽裝等。步態識別主要是（shì）針對含有人的運動圖像序列（liè）進行分析處理,通常包（bāo）括運動檢測、特征提取與（yǔ）處（chù）理（lǐ）和識別分類三個階段。

　　但是製約其發（fā）展還存在很多問題，比如拍攝角度發生改變，被識別人（rén）的衣著不同，攜帶有不同的東西，所拍攝的圖像進行輪廓提取的時候會發生（shēng）改變影（yǐng）響識別效果（guǒ）。但是該識別技術卻可以實現遠距離的身份識別在主動防禦上有突出的性能。如果能突破現（xiàn）有的製（zhì）約因素，在實際應用（yòng）中必定有用武之地。

　　人物識（shí）別

　　人物識別，又（yòu）叫人臉識別，或稱人像識別，運用人工智能領域內先進的生物識別技術，特指利用（yòng）分析比較人物視覺特征信息進（jìn）行身份鑒別的計算機技術。人物識別概述 廣（guǎng）義的人物識別實際包括構建（jiàn）人物識別係統（tǒng）的一係列相（xiàng）關（guān）技術，包括人物圖像采集、人（rén）物定位、人物識別預處理、身份確認以及（jí）身（shēn）份查找等;而狹（xiá）義的人物識別特指通過人物進行身份確認（rèn）或（huò）者身份（fèn）查找的技（jì）術（shù）或係（xì）統（tǒng）。

　　人物識別的應用

　　2010年，物聯網（wǎng）產業被定（dìng）義為戰略性新（xīn）興產業，並獲得各級（jí）政府的大力扶持。"十二五（wǔ）"規劃出台後（hòu），物聯網成（chéng）為最耀眼的產業明星。

　　作為（wéi）物聯網技術中的重要組成部分，生物特征識別技術的應用處在行業（yè）快速增長階段。在本次評選活動中也受到了更多（duō）關注。 生物特征識別（bié）技術2001年起在全球範圍內發展（zhǎn）迅速，全球生物識別市場根據不同的應（yīng）用主要（yào）可分為（wéi）以下（xià）幾（jǐ）個方麵：電子門禁控製與考勤管理、計算機終端的進入控製、政府及司法部門(人臉識別係統或指紋識別係（xì）統)、消費者或（huò）商家用於買賣交易及（jí）其他多種（zhǒng）應用。

　　應用範圍

　　生（shēng）物識別技術可廣泛用於政府、軍隊、銀（yín）行、社會福利保障、電子商（shāng）務、安全防務。例如，一位儲戶（hù）走進了銀行，他既沒帶銀行卡，也沒有回憶（yì）密碼就徑直提款，當他在提款機上提（tí）款時，一台攝像機對該用戶的眼（yǎn）睛掃描，然後迅速而準確地完成了用戶身份鑒定，辦理完業務。而該營業部所使用的正是現代（dài）生物識別技（jì）術中的“虹膜識別係統”。美（měi）國9.11事件（jiàn）後，反恐怖（bù）活動已成為各國政府的共識，加強機場的安全防務十分重要。

　　簽證應用

　　生物識別技術主要是指通過人類生物特征進行身份認證的一種技術，這裏的生物特征通（tōng）常具有（yǒu）唯一的(與他人（rén）不同)、可以測量或可自動識別和驗證、遺傳性或（huò）終身不（bú）變等特點，包括了指紋識別、靜脈識別、虹膜識別（bié）、視網膜識別、麵部識別、DNA識別等。其（qí）中，指紋識（shí）別、靜脈識別、虹膜識別、麵部識別廣為安防（fáng）領域應用。最新消息，為了順應形勢發展需（xū）要，中國將應用生物識別（bié）技術適時引入生（shēng）物（wù）簽證。生物技術在簽證（zhèng）領域的應用，不僅提高了簽證頒發工作（zuò）的質量（liàng）和水平（píng），也提升了簽證的防偽性能。相關業內人士表示，要在確保維（wéi）護國家和公民安全的同時，做好保障正常人員出入境工作，簽（qiān）證載體和（hé）可識別信息（xī）的技術變革（gé）勢在必（bì）行。

　　生物識別簽證（zhèng）是當前世界簽證技術發展的新趨勢。特別是在“9·11”事件（jiàn）後，美、英、法等國家在為本國公民簽發具有生物特征信息的電子護照的（de）同時，開始對外國公民實行生物識別簽（qiān）證。這（zhè）一技術正在為越來越（yuè）多的公眾所接受（shòu）。所謂生物識別簽證，就是（shì）將（jiāng）生物識別技（jì）術引入簽證領域，利用人體麵相、指紋等生物特征具有唯一（yī）性、安全、保密等特點，在頒發簽證或入出境邊防（fáng）檢查過（guò）程中采集和存（cún）儲生物特征信息數據，通過有效比對，更加準確、快捷地鑒（jiàn）別出入境人員身份。現今，相關的配套法規已在討論、製定之中，相關的技術、研發工作也（yě）已開始準（zhǔn）備。中國的生物識（shí）別簽證值得期待。

　　打（dǎ）卡應用

　　“打卡”應用是利用了生物識別的虹膜識別（bié）技術。據統計，該技術現今已（yǐ）在礦山安全生產、監獄犯人管理、銀行金庫門禁等眾多領域實現應用（yòng）。隻要將雙眼對準屏幕，機器就記下了虹膜特征密碼，就完成了注冊環（huán）節;在此後的識別環（huán）節，帶（dài）眼睛的人員便可（kě）無需再摘（zhāi）下眼鏡，隻要對準屏幕一瞅，不到一秒，機器就完成了比對識別，身份信息與“打卡”時（shí）間（jiān）立（lì）即顯示在屏幕（mù）上。

　　這一虹膜識別技術，現今已經在中國煤礦工人考勤、監獄（yù）犯人管理、銀行金庫門禁、邊境（jìng）安檢通關、軍隊安保（bǎo）係統、考生身份驗證等領域實現應用。而中科院自主研發的虹膜識別產品則已被20多個省市（shì）的近百萬用戶注冊使用，每天完成幾十（shí）億次虹膜（mó）比對，占據（jù）了國內虹膜識別市場70%的份額。

　　從近距離識別到遠距離識別，從對靜止的人識別到對運動的人進行識別，然後發展到（dào）針對（duì）大量人群的識（shí）別，虹膜識別的發展已經清晰描繪了科技研究路線圖。暢想一（yī）下（xià）未來生物識別技術（shù）無（wú）孔不入的生活：鑰匙已無必要存（cún）在，隻要你給一個眼神，家門就能為你打（dǎ）開;去銀行取款，無需帶卡（kǎ），刷臉即可，也不必擔心（xīn）賬號（hào）被盜;家中（zhōng）來了陌生人，視頻監控會立即發出報（bào）警聲;網上（shàng）購物，隻要看一下攝（shè）像頭，就能實現資金的支付和流動（dòng）;登陸社交網絡，可以瞬間找（zhǎo）出同一張臉出現在網絡好友圈中的所有照片;超市老（lǎo）板根據人臉分析結果，就能統計當（dāng）天光顧（gù）的客戶數量和年齡分布，用以分析銷售情況，廣告（gào）商也能據此提（tí）供更（gèng）為精準的定向廣告;想要進行盜竊等犯罪活動的人也得好好掂量（liàng）掂量，不存在偽（wěi）造身份的可能，還（hái）有無處不在的攝像頭能快速“揪出”壞分子。