定義
所謂生物識别技術就是,通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統計學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盜或遺忘,其身份就容易被他人冒充或取代。
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、防僞性能好、不易僞造或被盜、随身“攜帶”和随時随地可用等優點。
發展
生物識别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,人類的生物特征通常具有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。
生物識别系統對生物特征進行取樣,提取其特征并且轉化成數字代碼,并進一步将這些代碼組成特征模闆。由于微處理器及各種電子元器件成本不斷下降,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。基于這些特征,人們已經發展了手形識别、指紋識别、面部識别、發音識别、虹膜識别、簽名識别等多種生物識别技術。
全球市場對生物識别産品的需求在2010年将達到71億美元。在未來五年,生物識别設備的綜合性年增長将率将達到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2012年,此項識别技術将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年将達到27億美元,年增長率将預計為16%。增長的主要原因是指紋識别設備價格的下降以及政府部門對指紋識别設備的推動和依賴。另外,人臉識别市場将從2007年的4.59億美元增長到2012年的13億美元,年增長率為24%。掌型識别在2007年也是增長較大的市場,其産值為2.43億美元,到2012年掌型識别将達到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為7.29億美金。預計到2012年将達到23億美金,年增長率為26%。從地域來看,由于用戶對生物識别設備較高的認可和采用,以及大部分的歐洲國家對生物識别設備的引進使得歐洲成為生物識别設備的主打市場。
中國生物特征識别行業最早發展的是指紋識别技術,基本與國外同步,早在80年代初就開始了研究,并掌握了核心技術,産業發展相對比較成熟。而中國對于靜脈識别、人臉識别、虹膜識别等生物認證技術研究的開展則在1996年之後。1996年,現任中國科學院副秘書長、模式識别國家重點實驗室主任的譚鐵牛入選中科院的“百人計劃”,辭去英國雷丁大學的終身教職務回國,開辟了基于人的生物特征的身份鑒别等國際前沿領域新的學科研究方向,開始了中國對靜脈、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獨一性,這一生物密鑰無法複制,失竊或被遺忘,利用生物識别技術進行身份認定,安全、可靠、準确。而常見的口令、IC卡、條紋碼、磁卡或鑰匙則存在着丢失、遺忘、複制及被盜用諸多不利因素。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。
種類
現今已經出現了許多生物識别技術,如指紋識别、手掌幾何學識别、虹膜識别、視網膜識别、面部識别、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處于實驗階段。我們相信随着科學技術的飛速進步,将有越來越多的生物識别技術應用到實際生活中。
指紋識别
實現指紋識别有多種方法。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;有些直接通過全部特征進行識别;還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。有些設備能即時測量手指指紋,有些則不能。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。
指紋識别對于室内安全系統來說更為适合,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。由于其相對低廉的價格、較小的體積(可以很輕松地集成到鍵盤中)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是指紋識别。
手掌幾何學識别
手掌幾何學識别就是通過測量使用者的手掌和手指的物理特征來進行識别,高級的産品還可以識别三維圖象。作為一種已經确立的方法,手掌幾何學識别不僅性能好,而且使用比較方便。它适用的場合是用戶人數比較多,或者用戶雖然不經常使用,但使用時很容易接受。如果需要,這種技術的準确性可以非常高,同時可以靈活地調整生物識别技術性能以适應相當廣泛的使用要求。手形讀取器使用的範圍很廣,且很容易集成到其他系統中,因此成為許多生物識别項目中的首選技術。
聲音識别
聲音識别就是通過分析使用者的聲音的物理特性來進行識别的技術。現今,雖然已經有一些聲音識别産品進入市場,但使用起來還不太方便,這主要是因為傳感器和人的聲音可變性都很大。另外,比起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行中,我們相信聲音識别技術将取得重大進展。
視網膜識别
視網膜識别使用光學設備發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着一點。這對于戴眼鏡的人來說很不方便,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,但用戶的接受程度很低。因此,該類産品雖在20世紀90年代經過重新設計,加強了連通性,改進了用戶界面,但仍然是一種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生接觸。另外,它有能力實現更高的模闆匹配性能。因此,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系統集成方面沒有優勢,我們希望新産品能在這些方面有所改進。
簽名識别
簽名識别在應用中具有其他生物識别所沒有的優勢,人們已經習慣将簽名作為一種在交易中确認身份的方法,它的進一步的發展也不會讓人們覺得有太大不同。實踐證明,簽名識别是相當準确的,因此簽名很容易成為一種可以被接受的識别符。但與其他生物識别産品相比,這類産品現今數量很少。
基因識别
随着人類基因組計劃的開展,人們對基因的結構和功能的認識不斷深化,并将其應用到個人身份識别中。因為在全世界60億人中,與你同時出生或姓名一緻、長相酷似、聲音相同的人都可能存在,指紋也有可能消失,但隻有基因才是代表你本人遺傳特性的、永不改變的指征。據報道,采用智能卡的形式,儲存着個人基因信息的基因身份證已經在中國四川、湖北和香港出現。
制作這種基因身份證,首先是取得有關的基因,并進行化驗,選取特征位點(DNA指紋),然後載入中心的電腦儲存庫内,這樣,基因身份證就制作出來了。如果人們喜歡加上個人病曆并進行基因化驗的話,也是可以的。發出基因身份證後,醫生及有關的醫療機構等,可利用智能卡閱讀器,閱讀有關人的病曆。
基因識别是一種高級的生物識别技術,但由于技術上的原因,還不能做到實時取樣和迅速鑒定,這在某種程度上限制了它的廣泛應用。
除了上面提到的生物識别技術以外,還有通過氣味、耳垂和其他特征進行識别的技術。但它們現今還不能走進日常生活。
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行比較,進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的光線,而使用特定波長光線對手指進行照射,可得到手指靜脈的清晰圖像。利用這一固有的科學特征,将實現對獲取的影像進行分析、處理,從而得到手指靜脈的生物特征,再将得到的手指靜脈特征信息與事先注冊的手指靜脈特征進行比對,從而确認登錄者的身份。
靜脈識别系統就是首先通過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算法提取特征值,通過紅外線 CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像,将靜脈的數字圖像存貯在計算機系統中,将特征值存儲。靜脈比對時,實時采取靜脈圖,提取特征值,運用先進的濾波、圖像二值化、細化手段對數字圖像提取特征,同存儲在主機中靜脈特征值比對,采用複雜的匹配算法對靜脈特征進行匹配,從而對個人進行身份鑒定,确認身份。
在巨大的市場發展形勢面前,将靜脈識别産品嵌入到門禁控制系統中的新一代門禁控制産品正随着前些年的鋪墊而日趨成熟。為了謀求門禁系統的智能化發展和趕上門禁市場飛速發展的列車,國内擁有靜脈識别技術的企業整裝待發,謀求爆破式發展。在此基礎上開發适合中國市場的系列産品,并成功應用到監獄、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,衆多門禁企業也正以引入“靜脈”為門禁市場開辟藍海。
步态識别
步态識别,使用攝像頭采集人體行走過程的圖像序列,進行處理後同存儲的數據進行比較,來達到身份識别的目的。中科院自動化所已經進行一定研究。 步态識别作為一種生物識别技術,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含有人的運動圖像序列進行分析處理,通常包括運動檢測、特征提取與處理和識别分類三個階段。
但是制約其發展還存在很多問題,比如拍攝角度發生改變,被識别人的衣着不同,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。如果能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,又叫人臉識别,或稱人像識别,運用人工智能領域内先進的生物識别技術,特指利用分析比較人物視覺特征信息進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人物進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,物聯網成為最耀眼的産業明星。
作為物聯網技術中的重要組成部分,生物特征識别技術的應用處在行業快速增長階段。在本次評選活動中也受到了更多關注。 生物特征識别技術2001年起在全球範圍内發展迅速,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:電子門禁控制與考勤管理、計算機終端的進入控制、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應用。
人臉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。
應用範圍
生物識别技術可廣泛用于政府、軍隊、銀行、社會福利保障、電子商務、安全防務。例如,一位儲戶走進了銀行,他既沒帶銀行卡,也沒有回憶密碼就徑直提款,當他在提款機上提款時,一台攝像機對該用戶的眼睛掃描,然後迅速而準确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生物識别技術中的“虹膜識别系統”。美國9.11事件後,反恐怖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
生物識别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,這裡的生物特征通常具有獨一的(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、面部識别、DNA識别等。其中,指紋識别、靜脈識别、虹膜識别、面部識别廣為安防領域應用。最新消息,為了順應形勢發展需要,中國将應用生物識别技術适時引入生物簽證。生物技術在簽證領域的應用,不僅提高了簽證頒發工作的質量和水平,也提升了簽證的防僞性能。相關業内人士表示,要在确保維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展的新趨勢。特别是在“9·11”事件後,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同時,開始對外國公民實行生物識别簽證。這一技術正在為越來越多的公衆所接受。所謂生物識别簽證,就是将生物識别技術引入簽證領域,利用人體面相、指紋等生物特征具有安全、保密等特點,在頒發簽證或入出境邊防檢查過程中采集和存儲生物特征信息數據,通過有效比對,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、研發工作也已開始準備。中國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。隻要将雙眼對準屏幕,機器就記下了虹膜特征密碼,就完成了注冊環節;在此後的識别環節,帶眼睛的人員便可無需再摘下眼鏡,隻要對準屏幕一瞅,不到一秒,機器就完成了比對識别,身份信息與“打卡”時間立即顯示在屏幕上。
這一虹膜識别技術,現今已經在中國煤礦工人考勤、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。而中科院自主研發的虹膜識别産品則已被20多個省市的近百萬用戶注冊使用,每天完成幾十億次虹膜比對,占據了國内虹膜識别市場70%的份額。
從近距離識别到遠距離識别,從對靜止的人識别到對運動的人進行識别,然後發展到針對大量人群的識别,虹膜識别的發展已經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,家門就能為你打開;去銀行取款,無需帶卡,刷臉即可,也不必擔心賬号被盜;家中來了陌生人,視頻監控會立即發出報警聲;網上購物,隻要看一下攝像頭,就能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網絡好友圈中的所有照片;超市老闆根據人臉分析結果,就能統計當天光顧的客戶數量和年齡分布,用以分析銷售情況,廣告商也能據此提供更為精準的定向廣告;想要進行盜竊等犯罪活動的人也得好好掂量掂量,不存在僞造身份的可能,還有無處不在的攝像頭能快速“揪出”壞分子。



















