生物識别技術
所謂生物識别技術就(jiù)是，通過(guò)計算機與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統計學(xué)原理等高科技手段密切結合，利用人體固有的生理特性，(如指紋、臉象、虹膜等)和行為特征(如筆迹、聲音、步态等)來進(jìn)行個人身份的鑒定。
根據IBG(International Biometric Group，國(guó)際生物識别小組)2009年的統計結果，市場已有多種(zhǒng)針對(duì)不同生理特征和行為特征的應用。其中，占有率最高的就(jiù)是指紋識别了。
定義
所謂生物識别技術就(jiù)是，通過(guò)計算機與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統計學(xué)原理等高科技手段密切結合，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(如筆迹、聲音、步态等)來進(jìn)行個人身份的鑒定。
鑒定方法
傳統的身份鑒定方法包括身份标識物品(如鑰匙、證件、ATM卡等)和身份标識知識(如用戶名和密碼)但由于主要借助體外物，一旦證明身份的标識物品和标識知識被(bèi)盜或遺忘，其身份就(jiù)容易被(bèi)他人冒充或取代。
生物識别技術比傳統的身份鑒定方法更具安全、保密和方便性。生物特征識别技術具不易遺忘、防僞性能(néng)好(hǎo)、不易僞造或被(bèi)盜、随身“攜帶”和随時(shí)随地可用等優點。
發(fā)展
生物識别技術主要是指通過(guò)人類生物特征進(jìn)行身份認證的一種(zhǒng)技術，人類的生物特征通常具有唯一性、可以測量或可自動識别和驗證、遺傳性或終身不變等特點，因此生物識别認證技術較傳統認證技術存在較大的優勢。
生物識别系統對(duì)生物特征進(jìn)行取樣(yàng)，提取其唯一的特征并且轉化成(chéng)數字代碼，并進(jìn)一步將(jiāng)這(zhè)些代碼組成(chéng)特征模闆。由于微處理器及各種(zhǒng)電子元器件成(chéng)本不斷下降，精度逐漸提高，生物識别系統逐漸應用于商業上的授權控制如門禁、企業考勤管理系統安全認證等領域。用于生物識别的生物特征有手形、指紋、臉形、虹膜、視網膜、脈搏、耳廓等，行為特征有簽字、聲音、按鍵力度等。基于這(zhè)些特征，人們已經(jīng)發(fā)展了手形識别、指紋識别、面(miàn)部識别、發(fā)音識别、虹膜識别、簽名識别等多種(zhǒng)生物識别技術。
全球市場對(duì)生物識别産品的需求在2010年將(jiāng)達到(dào)71億美元。在未來五年，生物識别設備的綜合性年增長(cháng)將(jiāng)率將(jiāng)達到(dào)21.3%。指紋生物識别是應用最多，也是應用最早的生物識别技術，在2007年到(dào)2012年，此項識别技術將(jiāng)繼續是生物識别技術收入主要貢獻者。2007年，其産值為13億美元，預計在2012年將(jiāng)達到(dào)27億美元，年增長(cháng)率將(jiāng)預計為16%。增長(cháng)的主要原因是指紋識别設備價格的下降以及政府部門對(duì)指紋識别設備的推動和依賴。另外，人臉識别市場將(jiāng)從2007年的4.59億美元增長(cháng)到(dào)2012年的13億美元，年增長(cháng)率為24%。掌型識别在2007年也是增長(cháng)較大的市場，其産值為2.43億美元，到(dào)2012年掌型識别將(jiāng)達到(dào)7.526億美元。其它生物識别技術如虹膜識别、中間件、多峰形性、聲音識别，筆迹識别等的市場規模加在一起(qǐ)為7.29億美金。預計到(dào)2012年將(jiāng)達到(dào)23億美金，年增長(cháng)率為26%。從地域來看，由于用戶對(duì)生物識别設備較高的認可和采用，以及大部分的歐洲國(guó)家對(duì)生物識别設備的引進(jìn)使得歐洲成(chéng)為生物識别設備的主打市場。
中國(guó)生物特征識别行業最早發(fā)展的是指紋識别技術，基本與國(guó)外同步，早在80年代初就(jiù)開(kāi)始了研究，并掌握了核心技術，産業發(fā)展相對(duì)比較成(chéng)熟。而中國(guó)對(duì)于靜脈識别、人臉識别、虹膜識别等生物認證技術研究的開(kāi)展則在1996年之後(hòu)。1996年，現任中國(guó)科學(xué)院副秘書長(cháng)、模式識别國(guó)家重點實驗室主任的譚鐵牛入選中科院的“百人計劃”，辭去英國(guó)雷丁大學(xué)的終身教職務回國(guó)，開(kāi)辟了基于人的生物特征的身份鑒别等國(guó)際前沿領域新的學(xué)科研究方向(xiàng)，開(kāi)始了中國(guó)對(duì)靜脈、人臉、虹膜等生物特征識别領域的研究。
特性
由于人體特征具有人體所固有的不可複制的唯一性，這(zhè)一生物密鑰無法複制，失竊或被(bèi)遺忘，利用生物識别技術進(jìn)行身份認定，安全、可靠、準确。而常見的口令、IC卡、條紋碼、磁卡或鑰匙則存在著(zhe)丢失、遺忘、複制及被(bèi)盜用諸多不利因素。因此采用生物"鑰匙"，您可以不必攜帶大串的鑰匙，也不用費心去記或更換密碼。而系統管理員更不必因忘記密碼而束手無策。生物識别技術産品均借助于現代計算機技術實現，很容易配合電腦和安全、監控、管理系統整合，實現自動化管理。
種(zhǒng)類
現今已經(jīng)出現了許多生物識别技術，如指紋識别、手掌幾何學(xué)識别、虹膜識别、視網膜識别、面(miàn)部識别、簽名識别、聲音識别等，但其中一部分技術含量高的生物識别手段還(hái)處于實驗階段。我們相信随著(zhe)科學(xué)技術的飛速進(jìn)步，將(jiāng)有越來越多的生物識别技術應用到(dào)實際生活中。
指紋識别
實現指紋識别有多種(zhǒng)方法。其中有些是仿效傳統的公安部門使用的方法，比較指紋的局部細節;有些直接通過(guò)全部特征進(jìn)行識别;還(hái)有一些使用更獨特的方法，如指紋的波紋邊緣模式和超聲波。有些設備能(néng)即時(shí)測量手指指紋，有些則不能(néng)。在所有生物識别技術中，指紋識别是當前應用最為廣泛的一種(zhǒng)。
指紋識别對(duì)于室内安全系統來說(shuō)更為适合，因為可以有充分的條件為用戶提供講解和培訓，而且系統運行環境也是可控的。由于其相對(duì)低廉的價格、較小的體積(可以很輕松地集成(chéng)到(dào)鍵盤中)以及容易整合，所以在工作站安全訪問系統中應用的幾乎全部都(dōu)是指紋識别。
手掌幾何學(xué)識别
手掌幾何學(xué)識别就(jiù)是通過(guò)測量使用者的手掌和手指的物理特征來進(jìn)行識别，高級的産品還(hái)可以識别三維圖象。作為一種(zhǒng)已經(jīng)确立的方法，手掌幾何學(xué)識别不僅性能(néng)好(hǎo)，而且使用比較方便。它适用的場合是用戶人數比較多，或者用戶雖然不經(jīng)常使用，但使用時(shí)很容易接受。如果需要，這(zhè)種(zhǒng)技術的準确性可以非常高，同時(shí)可以靈活地調整生物識别技術性能(néng)以适應相當廣泛的使用要求。手形讀取器使用的範圍很廣，且很容易集成(chéng)到(dào)其他系統中，因此成(chéng)為許多生物識别項目中的首選技術。
聲音識别
聲音識别就(jiù)是通過(guò)分析使用者的聲音的物理特性來進(jìn)行識别的技術。現今，雖然已經(jīng)有一些聲音識别産品進(jìn)入市場，但使用起(qǐ)來還(hái)不太方便，這(zhè)主要是因為傳感器和人的聲音可變性都(dōu)很大。另外，比起(qǐ)其他的生物識别技術，它使用的步驟也比較複雜，在某些場合顯得不方便。很多研究工作正在進(jìn)行中，我們相信聲音識别技術將(jiāng)取得重大進(jìn)展。
視網膜識别
視網膜識别使用光學(xué)設備發(fā)出的低強度光源掃描視網膜上獨特的圖案。有證據顯示，視網膜掃描是十分精确的，但它要求使用者注視接收器并盯著(zhe)一點。這(zhè)對(duì)于戴眼鏡的人來說(shuō)很不方便，而且與接受器的距離很近，也讓人不太舒服。所以盡管視網膜識别技術本身很好(hǎo)，但用戶的接受程度很低。因此，該類産品雖在20世紀90年代經(jīng)過(guò)重新設計，加強了連通性，改進(jìn)了用戶界面(miàn)，但仍然是一種(zhǒng)非主流的生物識别産品。
虹膜識别
虹膜識别是與眼睛有關的生物識别中對(duì)人産生較少幹擾的技術。它使用相當普通的照相機元件，而且不需要用戶與機器發(fā)生接觸。另外，它有能(néng)力實現更高的模闆匹配性能(néng)。因此，它吸引了各種(zhǒng)人的注意。以前，虹膜掃描設備在操作的簡便性和系統集成(chéng)方面(miàn)沒(méi)有優勢，我們希望新産品能(néng)在這(zhè)些方面(miàn)有所改進(jìn)。
簽名識别
簽名識别在應用中具有其他生物識别所沒(méi)有的優勢，人們已經(jīng)習慣將(jiāng)簽名作為一種(zhǒng)在交易中确認身份的方法，它的進(jìn)一步的發(fā)展也不會(huì)讓人們覺得有太大不同。實踐證明，簽名識别是相當準确的，因此簽名很容易成(chéng)為一種(zhǒng)可以被(bèi)接受的識别符。但與其他生物識别産品相比，這(zhè)類産品現今數量很少。
面(miàn)部識别
這(zhè)是一種(zhǒng)相當引人注意的技術，它的性能(néng)也經(jīng)常被(bèi)誤解。關于面(miàn)部識别，經(jīng)常有一些誇張的言論，但實際是很難實現的。比較兩(liǎng)個靜态圖象是一回事(shì)，在人群中發(fā)現和确認某個人的身份而不引起(qǐ)别人的注意，就(jiù)是完全不同的另一回事(shì)了。有些系統宣稱能(néng)做到(dào)後(hòu)一點，但它們實際上做的是前一種(zhǒng)事(shì)，這(zhè)實際并不是生物識别。從用戶的角度很容易理解面(miàn)部識别的吸引力，但人們對(duì)這(zhè)種(zhǒng)技術的期望應該比較現實。面(miàn)部識别在實際應用中還(hái)很少成(chéng)功。但一旦克服了技術障礙，它將(jiāng)成(chéng)為一種(zhǒng)重要的生物識别方法。2012年，武漢公安正構建一套高精準人像識别系統，建成(chéng)後(hòu)能(néng)在1秒鐘内比對(duì)1億次圖像，瞬間可辨認嫌疑人。
這(zhè)套系統主要通過(guò)安裝在城市道(dào)路路口、兩(liǎng)側以及公交車上的25萬個視頻探頭進(jìn)行圖像采集。視頻監控將(jiāng)捕捉到(dào)的人像，與後(hòu)台數據中犯罪嫌疑人面(miàn)部特征進(jìn)行精确比對(duì)，可在幾秒内鎖定犯罪嫌疑人。這(zhè)套系統將(jiāng)在2013年3月投入實戰應用。
面(miàn)部識别技術應用在很多領域
1、企業、住宅安全和管理。如人臉識别門禁考勤系統，人臉識别防盜門等。
2、電子護照及身份證。
3、公安、司法和刑偵。
4、自助服務。
5、信息安全。如計算機登錄、電子政務和電子商務。
基因識别
随著(zhe)人類基因組計劃的開(kāi)展，人們對(duì)基因的結構和功能(néng)的認識不斷深化，并將(jiāng)其應用到(dào)個人身份識别中。因為在全世界60億人中，與你同時(shí)出生或姓名一緻、長(cháng)相酷似、聲音相同的人都(dōu)可能(néng)存在，指紋也有可能(néng)消失，但隻有基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(dào)，采用智能(néng)卡的形式，儲存著(zhe)個人基因信息的基因身份證已經(jīng)在中國(guó)四川、湖北和香港出現。
制作這(zhè)種(zhǒng)基因身份證，首先是取得有關的基因，并進(jìn)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内，這(zhè)樣(yàng)，基因身份證就(jiù)制作出來了。如果人們喜歡加上個人病曆并進(jìn)行基因化驗的話，也是可以的。發(fā)出基因身份證後(hòu)，醫生及有關的醫療機構等，可利用智能(néng)卡閱讀器，閱讀有關人的病曆。
基因識别是一種(zhǒng)高級的生物識别技術，但由于技術上的原因，還(hái)不能(néng)做到(dào)實時(shí)取樣(yàng)和迅速鑒定，這(zhè)在某種(zhǒng)程度上限制了它的廣泛應用。
除了上面(miàn)提到(dào)的生物識别技術以外，還(hái)有通過(guò)氣味、耳垂和其他特征進(jìn)行識别的技術。但它們現今還(hái)不能(néng)走進(jìn)日常生活。
靜脈識别
靜脈識别，使用近紅外線讀取靜脈模式，與存儲的靜脈模式進(jìn)行比較，進(jìn)行本人識别的識别技術。工作原理，是依據人類手指中流動的血液可吸收特定波長(cháng)的光線，而使用特定波長(cháng)光線對(duì)手指進(jìn)行照射，可得到(dào)手指靜脈的清晰圖像。利用這(zhè)一固有的科學(xué)特征，將(jiāng)實現對(duì)獲取的影像進(jìn)行分析、處理，從而得到(dào)手指靜脈的生物特征，再將(jiāng)得到(dào)的手指靜脈特征信息與事(shì)先注冊的手指靜脈特征進(jìn)行比對(duì)，從而确認登錄者的身份。
靜脈識别系統就(jiù)是首先通過(guò)靜脈識别儀取得個人靜脈分布圖，從靜脈分布圖依據專用比對(duì)算法提取特征值，通過(guò)紅外線 CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像，將(jiāng)靜脈的數字圖像存貯在計算機系統中，將(jiāng)特征值存儲。靜脈比對(duì)時(shí)，實時(shí)采取靜脈圖，提取特征值，運用先進(jìn)的濾波、圖像二值化、細化手段對(duì)數字圖像提取特征，同存儲在主機中靜脈特征值比對(duì)，采用複雜的匹配算法對(duì)靜脈特征進(jìn)行匹配，從而對(duì)個人進(jìn)行身份鑒定，确認身份。
在巨大的市場發(fā)展形勢面(miàn)前，將(jiāng)靜脈識别産品嵌入到(dào)門禁控制系統中的新一代門禁控制産品正随著(zhe)前些年的鋪墊而日趨成(chéng)熟。為了謀求門禁系統的智能(néng)化發(fā)展和趕上門禁市場飛速發(fā)展的列車，國(guó)内擁有靜脈識别技術的企業整裝待發(fā)，謀求爆破式發(fā)展。在此基礎上開(kāi)發(fā)适合中國(guó)市場的系列産品，并成(chéng)功應用到(dào)監獄、計劃生育、煤礦、信息安全、金融、教育、社保等行業或部門。而與此同時(shí)，衆多門禁企業也正以引入“靜脈”為門禁市場開(kāi)辟藍海。
步态識别
步态識别，使用攝像頭采集人體行走過(guò)程的圖像序列，進(jìn)行處理後(hòu)同存儲的數據進(jìn)行比較，來達到(dào)身份識别的目的。中科院自動化所已經(jīng)進(jìn)行一定研究。步态識别作為一種(zhǒng)生物識别技術,具有其它生物識别技術所不具有的獨特優勢,即在遠距離或低視頻質量情況下的識别潛力,且步态難以隐藏或僞裝等。步态識别主要是針對(duì)含有人的運動圖像序列進(jìn)行分析處理,通常包括運動檢測、特征提取與處理和識别分類三個階段。
但是制約其發(fā)展還(hái)存在很多問題，比如拍攝角度發(fā)生改變，被(bèi)識别人的衣著(zhe)不同，攜帶有不同的東西，所拍攝的圖像進(jìn)行輪廓提取的時(shí)候會(huì)發(fā)生改變影響識别效果。但是該識别技術卻可以實現遠距離的身份識别在主動防禦上有突出的性能(néng)。如果能(néng)突破現有的制約因素，在實際應用中必定有用武之地。
人物識别
人物識别，又叫(jiào)人臉識别，或稱人像識别，運用人工智能(néng)領域内先進(jìn)的生物識别技術，特指利用分析比較人物視覺特征信息進(jìn)行身份鑒别的計算機技術。人物識别概述 廣義的人物識别實際包括構建人物識别系統的一系列相關技術，包括人物圖像采集、人物定位、人物識别預處理、身份确認以及身份查找等;而狹義的人物識别特指通過(guò)人物進(jìn)行身份确認或者身份查找的技術或系統。
人物識别的應用
2010年，物聯網産業被(bèi)定義為戰略性新興産業，并獲得各級政府的大力扶持。"十二五"規劃出台後(hòu)，物聯網成(chéng)為最耀眼的産業明星。
作為物聯網技術中的重要組成(chéng)部分，生物特征識别技術的應用處在行業快速增長(cháng)階段。在本次評選活動中也受到(dào)了更多關注。 生物特征識别技術2001年起(qǐ)在全球範圍内發(fā)展迅速，全球生物識别市場根據不同的應用主要可分為以下幾個方面(miàn)：電子門禁控制與考勤管理、計算機終端的進(jìn)入控制、政府及司法部門(人臉識别系統或指紋識别系統)、消費者或商家用于買賣交易及其他多種(zhǒng)應用。
應用範圍
生物識别技術可廣泛用于政府、軍隊、銀行、社會(huì)福利保障、電子商務、安全防務。例如，一位儲戶走進(jìn)了銀行，他既沒(méi)帶銀行卡，也沒(méi)有回憶密碼就(jiù)徑直提款，當他在提款機上提款時(shí)，一台攝像機對(duì)該用戶的眼睛掃描，然後(hòu)迅速而準确地完成(chéng)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生物識别技術中的“虹膜識别系統”。美國(guó)9.11事(shì)件後(hòu)，反恐怖活動已成(chéng)為各國(guó)政府的共識，加強機場的安全防務十分重要。
簽證應用
生物識别技術主要是指通過(guò)人類生物特征進(jìn)行身份認證的一種(zhǒng)技術，這(zhè)裡(lǐ)的生物特征通常具有唯一的(與他人不同)、可以測量或可自動識别和驗證、遺傳性或終身不變等特點，包括了指紋識别、靜脈識别、虹膜識别、視網膜識别、面(miàn)部識别、DNA識别等。其中，指紋識别、靜脈識别、虹膜識别、面(miàn)部識别廣為安防領域應用。最新消息，為了順應形勢發(fā)展需要，中國(guó)將(jiāng)應用生物識别技術适時(shí)引入生物簽證。生物技術在簽證領域的應用，不僅提高了簽證頒發(fā)工作的質量和水平，也提升了簽證的防僞性能(néng)。相關業内人士表示，要在确保維護國(guó)家和公民安全的同時(shí)，做好(hǎo)保障正常人員出入境工作，簽證載體和可識别信息的技術變革勢在必行。
生物識别簽證是當前世界簽證技術發(fā)展的新趨勢。特别是在“9·11”事(shì)件後(hòu)，美、英、法等國(guó)家在為本國(guó)公民簽發(fā)具有生物特征信息的電子護照的同時(shí)，開(kāi)始對(duì)外國(guó)公民實行生物識别簽證。這(zhè)一技術正在為越來越多的公衆所接受。所謂生物識别簽證，就(jiù)是將(jiāng)生物識别技術引入簽證領域，利用人體面(miàn)相、指紋等生物特征具有唯一性、安全、保密等特點，在頒發(fā)簽證或入出境邊防檢查過(guò)程中采集和存儲生物特征信息數據，通過(guò)有效比對(duì)，更加準确、快捷地鑒别出入境人員身份。現今，相關的配套法規已在讨論、制定之中，相關的技術、研發(fā)工作也已開(kāi)始準備。中國(guó)的生物識别簽證值得期待。
打卡應用
“打卡”應用是利用了生物識别的虹膜識别技術。據統計，該技術現今已在礦山安全生産、監獄犯人管理、銀行金庫門禁等衆多領域實現應用。隻要將(jiāng)雙眼對(duì)準屏幕，機器就(jiù)記下了虹膜特征密碼，就(jiù)完成(chéng)了注冊環節;在此後(hòu)的識别環節，帶眼睛的人員便可無需再摘下眼鏡，隻要對(duì)準屏幕一瞅，不到(dào)一秒，機器就(jiù)完成(chéng)了比對(duì)識别，身份信息與“打卡”時(shí)間立即顯示在屏幕上。
這(zhè)一虹膜識别技術，現今已經(jīng)在中國(guó)煤礦工人考勤、監獄犯人管理、銀行金庫門禁、邊境安檢通關、軍隊安保系統、考生身份驗證等領域實現應用。而中科院自主研發(fā)的虹膜識别産品則已被(bèi)20多個省市的近百萬用戶注冊使用，每天完成(chéng)幾十億次虹膜比對(duì)，占據了國(guó)内虹膜識别市場70%的份額。
從近距離識别到(dào)遠距離識别，從對(duì)靜止的人識别到(dào)對(duì)運動的人進(jìn)行識别，然後(hòu)發(fā)展到(dào)針對(duì)大量人群的識别，虹膜識别的發(fā)展已經(jīng)清晰描繪了科技研究路線圖。暢想一下未來生物識别技術無孔不入的生活：鑰匙已無必要存在，隻要你給一個眼神，家門就(jiù)能(néng)為你打開(kāi);去銀行取款，無需帶卡，刷臉即可，也不必擔心賬号被(bèi)盜;家中來了陌生人，視頻監控會(huì)立即發(fā)出報警聲;網上購物，隻要看一下攝像頭，就(jiù)能(néng)實現資金的支付和流動;登陸社交網絡，可以瞬間找出同一張臉出現在網絡好(hǎo)友圈中的所有照片;超市老闆根據人臉分析結果，就(jiù)能(néng)統計當天光顧的客戶數量和年齡分布，用以分析銷售情況，廣告商也能(néng)據此提供更為精準的定向(xiàng)廣告;想要進(jìn)行盜竊等犯罪活動的人也得好(hǎo)好(hǎo)掂量掂量，不存在僞造身份的可能(néng)，還(hái)有無處不在的攝像頭能(néng)快速“揪出”壞分子。