几种典型生物特征识别技术

生物特征识别技术的发展方向和市场前景

各种生物特征识别技术，虽然这些技术能很好地解决传统安全保护方式存在的隐患，提供了相对方便、快速、准确的身份识别方法，但与此同时，这些单一的技术也存在着各自的缺点。就拿指纹识别来说，人们会突然失去可用的指纹，如手指过湿、过干或出现手指暴皮等特征损伤时，或者手指有污物，指纹图像会变的破损或模糊，这样成功比对的可能性就会降低，识别率会大幅度下降。而且这类情况在现实中是比较常见的如在煤矿里等。其他识别技术也有各自不同的缺点。

因此，生物特征识别领域又出现了一种新的方向，即多种生物特征识别技术结合使用。在国外，德国知名的法兰富尔协会研发了一种多重模板识别系统，DCSAG公司采用这种方法开发了身份识别系统BioID，提出了全方位生物特征识别的观点。在我们国内，也有不少的研究机构开始研究基于多特

征的识别技术。比如近期清华大学研制的TH．ID多模生物特征(人脸、笔迹签字、虹膜)身份识别认证系统，就是融合了人脸、笔迹和虹膜三种特征，因此识别率也很高。以后的研究，也将走这样的路线，即：将手指静脉和指纹两种特征结合起来以提高识别率和系统的稳定性。

近几年来，全球的生物特征识别技术已从研究阶段转向应用阶段，对该技术的研究和应用正进行的如火如荼，前景十分广阔。利用生物识别技术，使我们的日常生活更为方便、安全。这种新方法将在信息社会中起到越来越重要的作用，成为将来的主要发展方向。可见，人体生物特征识别是～项发 展前景极好的高新技术。逐渐被一些机构和消费者采用，成为一种越来越受欢迎的安全保障措旋，使得这项技术有着巨大的市场潜力。．

2006年1月，国际生物特征组织IBG(International Biometrie Group)最新的《2006．2010年生物识别市场研究报告》中给出的数据,如图1．1～1．4所示。

预计，受大量的政府项目等推动，全球生物识别产值将从2006年的$2．1B(billion)增长至2010年的$5．7B(billion)；2006年，指纹识别有望占到生物识别市场43．6％的份额，面部识别约占19％。亚洲和北美将有望成为全球最大的生物识别市场。各种生物识别应用系统的产值估计会占到整个生物识别市场(包括相关的设备生产、系统开发等)的产值的5％。

产业预测表明整个生物特征市场会继续增长。其中指纹识别市场仍然占据主导地位，如图1．3

和1．4所示。随着科技的进步，特别是那些具有更高的识别性能的生物特征识别技术的发展，相信这种状况会改变的。

可以预见在不久的将来，生物特征识别技术必将越来越广泛地应用于生活和工作各个领域。从过去的10年的市场情况来看，指纹、人脸和掌型识别技术应用最为广泛，指纹识别占据了更大的优势，看起来用手作为生物特征识别的手段更易为大众所接受。国内市场上主要的生物特征识别产品基本上都是基于指纹识别技术的产品，而且已经应用到了很多的方面。另外几种被看好的技术是静脉、语音以及虹膜识别技术。

几种典型的生物特征识别技术

(1)指纹识别

每个人(包括指纹在内)皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的，并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这就是指纹识别技术。作为生物特征识别的

一种，由于它具有唯一性、稳定性、便于采集性等的优点，使得指纹识别有着很广泛的应用。

(2)人脸识别

人脸识别是生物特征鉴别技术的一个重要方向，与其他生物特征相比，人脸识别具有主动性、非侵犯性和用户友好等许多优点，多年来一直受到许多研究者的关注。但是目前由于受到光照、姿势、表情变化的影响，人脸识别的准确度受到很大限制，迄今为止，建立一个鲁棒的人脸识别系统仍然是一个很困难的问题。

现在，已经有一些产品在销售。而且在2008年，北京奥运安保将启用人脸识别系统，相信能对人脸识别的研究有一定的推动作用。

(3)掌型识别

掌型识别技术是美国CARRETT博士经过多年的生物特征识别技术试验后首创。人类手掌的立体形状，如同指纹一样，是每个人都互不相同的，因此可以作为身份确认的识别特征。手掌特征是指手的大小和形状，它包括手的长度、宽度、厚度，以及手掌和除大拇指之外的其余四个手指的表面特征。掌形识别系统是通过红外线和CCD扫描获取手掌的三维图像，测量得到90多个掌形的数据，进而分析得出手掌独一无二的特征。

掌形识别技术的优点：

(a)对比速度快；

(b)掌形识别的FTE(Failure To Enroll，不能录入率)很低；

(c)需要计算机存储的空间很小；

掌形识别技术的缺点：

(a)由于手掌的相似性不是很容易区分的，掌形识别技术不能像指纹、入脸和虹膜识别技术那样容易获得丰富的数据。不能完成一对多的识别；

(b)掌形识别技术的易用性不及其它的识别技术，因为使用者需要知道自己的手掌怎样摆放，并花一定的时间来学习；

(c)由于使用者必须与设备直接接触，可能会带来卫生方面的问题。

(4)签名识别

签名作为身份认证的手段已经用了几百年了，而且我们都很熟悉在银行的格式表单中签名作为我们身份的标志。将签名数字化是这样一个过程，测量图像本身以及整个签名的动作——在每个字母以及字母之间的不同的速度、顺序和压力，签名识别和声音识别一样，是一种行为测定学。

签名识别的优点：使用签名识别有者良好的心里基础，更容易被大众接受。

签名识别的缺点：(a)随着经验的增长，性情的变化与生活方式的改变，签名也会随着而改变；(b)为了处理签名的不可避免的自然改变，我们必须在安全方面做以妥协；(c)因为签名的速度不快，我们无法在Intemet上使用它；(d)用于签名的手写板结构复杂而且价格昂贵，因为和笔记本电脑的

触摸板的分辨率有着很大的差异，我们在技术上很难将两者结合起来：很难将它的尺寸小型化。

（5）静脉识别

手指静脉识别相对于其他识别技术的优势:

(1)活体识别

用手指静脉进行身份认证时，获取的是手指静脉的图像特征，是手指活体时才存在的特征。非活体的手指是得不到静脉图像特征而无法识别的，从而也就无法造假。

(2)内部特征

用手指静脉进行身份认证时，获取的是手指内部的静脉图像特征，而不是手指表面的图像特征。因此不存在任何由于手指表面的损伤，磨损，干燥或太湿等带来的识别障碍。完全可以克服指纹的这些缺点。

(3)非接触式

用手指静脉进行身份认证，获取手指静脉图像时，手指无须与设备接触。手指轻轻一伸，即可完成识别。没有像指纹识别的接触设备时的不卫生、手指表面特征可能被复制所带来的安全问题，并避免了被当作审查对象的心理不适。

(4)安全等级高

因为有了活体识别，内部特征和非接触式三个方面的特征，确保了使用者的手指静脉特征很难被伪造，所以安全等级高，特别适合于安全要求高的场所使用。据日立公司提供的实验结果，他们研制的产品拒真率为O．01％，误判率为O．0001％，已经用于银行、安检等领域。

很明显，手指静脉识别克服了指纹识别等的诸多缺点，有着广阔的应用前景。

(文献参考者：深圳市骏裕隆智能系统有限公司)