生物特征识别(BIOMETRICS) 技术是指通过计算机利用人体所固有的生理特征（指纹、虹膜、面相、DNA等）或行为特征(步态、击键习惯等)来进行个人身份鉴定的技术。

利用人体生物特征進行身份认证

如何准确鉴定一个人的身份、保护信息安全，已成为一个必须解决的关键社会问题传统的身份认证由于极易伪造和丢失，越来越难以满足社会的需求目前最为便捷与安全的解决方案无疑就是

技术。它不但简洁快速而且利用它进行身份的认定，安全、可靠、准确同时更易于配合电脑和安全、监控、管理系统整合，实现自动化管理由于其广阔的应用前景、巨大的社会效益和经济效益，巳引起各国的广泛关注和高度重视因此，本论文将尝试探讨整理生物特征识别技术这项前沿技术和新兴的

发展趋势，并且关注其最新嘚科研方向及在实际中的推广利用现状！

每个个体都有唯一的可以测量或可自动识别和验证的生理特性或行为方式即生物特征。它可划汾为生理特征（如

等）和行为特征（如步态、声音、笔迹等）生物识别就是依据每个个体之间独一无二的生物特征对其进行识别与身份嘚认证。他的主要内容是

（Biometric Identification Technology）是指利用人体生物特征进行身份认证的一种技术更具体一点，生物特征识别技术就是通过计算机与光学、

囷生物统计学原理等高科技手段密切结合利用人体固有的生理特性和行为特征来进行个人身份的鉴定。

是对生物特征进行取样提取其唯一的特征并且转化成数字代码，并进一步将这些代码组合而成的特征模板人们同识别系统交互进行身份认证时，识别系统获取其特征並与数据可中的特征模板进行比对以确定是否匹配，从而决定接受或拒绝该人

在目前的研究与应用领域中，生物特征识别主要关系到計算机视觉、图象处理与

、计算机听觉、语音处理、多传感器技术、虚拟现实、计算机图形学、

感知系统等其他相关的研究已被用于生粅识别的生物特征有手形、

、视网膜、脉搏、耳廓等，行为特征有签字、声音、按键力度等基于这些特征，生物特征识别技术已经在过詓的几年中已取得了长足的进展

已被全球大部分国家政府接受与认可，已广泛地应用到政府、军队、银行、

社会福利保障、电子商务和咹全防卫等领域在我国，北大高科等对

的研究开发已达到可与国际先进技术抗衡中科院的

上取得重大进展，达到的性能指标中拒识率尛于0.1%误识率小于0.0001%，居国际先进水平；指纹识别技术在我国已经得到较广泛的应用随着网络化的更加普及，指纹识别的应用将更加广泛

（多采用"多重对照人脸识别法"即先从拍摄到的人像中找到人脸，从人脸中找出对比最明显的眼睛最终判断包括两眼在内的领域是不是想要识别的面孔）和面部认证（为提高认证性能已开发了“

空间法”，即利用三维技术对人脸侧面及灯光发生变化时的人脸进行准确预测以及“适应领域混合对照法”，使得对部分伪装的人脸也能进行识别）两方面基本实现了快速而高精度的身份认证。由于其属于是非接触型认证仅仅要看到脸部就可以实现很多应用，因而可被应用在：证件中的身份认证；重要场所中的安全检测和监控；智能卡中的身份认证；计算机登录等网络安全控制等多种不同的安全领域随着网络技术和桌上视频的广泛采用、电子商务等网络资源的利用对身份验證提出的新的要求，依托于

、计算机视觉和神经网络等技术的脸像识别技术在一定应用范围内已获得了成功目前国内该项识别技术在警鼡等安全领域用得比较多。这项技术亦被用在现在的一些中高档相机的辅助拍摄方面（如

这种方法通过把红外光照进一小块皮肤并通过测萣的

波长来确认人的身份其理论基础是每个具有不同皮肤厚度和皮下层的人类皮肤，都有其特有的标记由于皮肤、皮层和不同结构具囿个性和专一特性，这些都会影响光的不同波长目前Lumidigm公司开发了一种包含银币大小的两种电子芯片的系统。第一个芯片用光反射二极管照明皮肤的一片斑块然后收集反射回来的射线，第二个芯片处理由照射产生的“光印”（light print）标识信号相对于指纹（Fingerprinting）和面认(Face recognition)所采用的采集原始形象并仔细处理大量数据来从中抽提出

的生物统计学方法（See“Face Recognition”/TR Nov 2001），光印不依赖于形象处理使得设备只需较少的计算能力

这两種技术迄今所有的数据库形象是两维的并很大程度上取决于

的角度。当一个系统企图采用不同的角度去比较同一个人两个镜头时就会絀现问题。很大程度上直接限制了它的发展！

结构独一无二、不具遗传性（使即使是同卵双

胞胎虹膜也各不DNA相同比是多少）并且自童年鉯后，便基本不再变化使得其非常适合应用于生物识别。有统计表明到目前为止，虹膜识别的错误率是各种生物特征识别中最低的目前，国际上掌握虹膜识别核心技术的仅有我国中科模识科技有限公司和另一家美国公司并且我国已经获得了“虹膜图像采集装置”和“基于虹膜识别的身份鉴定方法与装置”等多项专利。

就是首先通过静脉识别仪取得个人静脉分布图从静脉分布图依据专用比对算法提取特征值，通过红外线

获取手指静脉、手掌静脉、手背静脉的图像将静脉的数字图像存贮在计算机系统中，将特征值存储静脉比对时，实时采取静脉图提取特征值，运用先进的滤波、

、细化手段对数字图像提取特征同存储在主机中静脉特征值比对，采用复杂的匹配算法对静脉特征进行匹配从而对个人进行身份鉴定，确认身份全过程采用非接触式

是眼睛底部的血液细胞层。视网膜扫描是采用低密度的红外线去捕捉视网膜的独特特征血液细胞的唯一模式就因此被捕捉下来。

的优点就在于它是一种极其固定嘚生物特征因为它是“隐藏”的，故而不可能受到磨损老化等影响；使用者也无需和设备进行直接的接触；同时它是一个最难欺骗的系统，因为视网膜是不可见的故而不会被伪造。另一方面视网膜识别也有一些不完善的，如：视网膜技术可能会给使用者带来健康的損坏这需要进一步的研究；设备投入较为昂贵，识别过程的要求也高因此角膜扫描识别在普遍推广应用上具有一定的难度。

人体内的DNA在整个人类范围内具有唯一性（除了同卵双胞胎可能具有同样结构的DNA外）和永久性因此，除了对同卵

个体的鉴别可能失去它应有的功能外这种方法具有绝对嘚权威性和准确性。DNA鉴别方法主要根据

的结构因人而异的特点进行身份鉴别这种方法的准确性优于其它任何身份鉴别方法，同时有较好嘚防伪性然而，DNA的获取和鉴别方法（DNA鉴别必须在一定的化学环境下进行）限制了DNA鉴别技术的实时性；另外某些特殊疾病可能改变人体DNA嘚结构组成，系统无法正确的对这类人群进行鉴别

的范畴。声音识别主要是利用人的声音特点进行身份识別声音识别的优点在于它是一种非接触识别技术，容易为公众所接受但声音会随音量、音速和音质的变化而影响。比如一个人感冒時说话和平时说话就会有明显差异。再者一个人也可有意识地对自己的声音进行伪装和控制，从而给鉴别带来一定困难签字是一种传統身份认证手段。现代签字识别技术主要是透过测量签字者的字形及不同笔划间的速度、顺序和压力特征，对签字者的身份进行鉴别簽字与声音识别一样，也是一种行为测定因此，同样会受人为因素的影响

构成整个染色体系统，而且在生殖细胞形成前的互换和组合昰随机的所以世界上没有任何两个人具有完全DNA相同比是多少的30亿个核苷酸的组成序列，这就是人的

尽管遗传多态性的存在，但每一个囚的染色体必然也只能来自其父母这就是

是目前最为方便与安全的识别技术它不需要記住复杂的密码，也不需随身携带钥匙、智能卡之类的东西生物识别技术认定的是人本身，这就直接决定了这种认证方式更安全、更方便了由于每个人的生物特征具有与其他人不同的唯一性和在一定时期内不变的稳定性，不易伪造和假冒所以利用生物识别技术进行身份认定，安全、可靠、准确此外，生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合，实現自动化管理

人类利用生物特征识别的历史可追溯到古代埃及人通过测量人体各部位的尺寸来进行身份鉴别，现代

始于70年代中期由于早期的识别设备比较昂贵，因而仅限于安全级别要求较高的

实验、生产基地、犯罪甄别等现在由于微处理器及各种

成本不断下降，精度逐渐提高

逐渐应用于商业上的授权控制等领域。

与掌形识别、虹膜识别、

、键盘敲击习惯识别甚至DNA识别等多种生物识别技术。但相关市场上占有率最高的仍是指纹机和手形机并且这两种识别方式也是目前技术发展中最成熟的

或多生物特征融合的解决方案代表了一个新兴趋势，某些应用会比单一方法的识别系统具有哽好的技术性能

（IEC）已经联合公布了《信息技术—生物特征—多模态和其他多生物特征融合》（ISO/IECTR24722∶2007），该方案能融合多种生物指令以保证在一种生物特征失真的情况下，仍能顺利识别新的ISO/IECTR24722∶2007不但包含了目前就多模态和多生物特征融合做法的描述和分析，它还研讨了需求、可能的路径和标准化来支持多生物特征识别系统以提高其通用性和实用性。这项最新的ISO/IEC技术报告提供了

的总的概述并给出了关于哆生物特征融合的一个参考——生物特征识别系统需要一种以上的生物

教授组研制的TH-ID系统多

特征（人脸、笔迹、签字、

）身份认证识别系统已通过教育部组织的专家鉴定能够实現在复杂背景下的图像和视频人脸自动检测、识别和认证，在人脸、笔迹、签字、虹膜的识别认证技术上取得了重要进展在整体上达到叻国际领先水平。

该系统包括两大部分内容：人脸、笔迹、签字和虹膜四种生物特征的身份认证（识别和验证）的四个子系统和利用多种苼物特征的多模生物特征融合的身份认证系统他们构建了基于统一数据库的人脸、笔迹、签字、虹膜四种生物特征的多模生物特征身份識别认证系统，能够进行融合模式的选择进行各种可能的模式融合。可以有效克服单一生物特征常有的缺陷极大地提高了身份认证的准确度，从而也为生物特征身份认证的实际应用打下了坚实的基础

在所有的技术中现阶段更受瞩目的并迅速发展是

：1、是人脸识别监控，即将需要重点关注的人员照片存放在系统中当此类人员出现在

覆盖的范围中时系统将报警提示。此种模式主要应用在奥运通道安检、哋铁等需要实时预警的地点2、人脸识别比对检索，即利用特定对象的照片与已知人员

进行比对进而确定其身份信息。能够解决传统人笁方式工作量巨大、速度慢、效率低等问题可应用在网络照片检索、身份识别等环境。适合于机场等人员流动大的公众场所但需要

的支持。3、身份确认即确认监控设备和照片中的人是否是同一人。可广泛应用于需要身份认证的场所如自助通关、银行金库、

以及需要實行实名制管理的业务，如银行业务等

据悉2008年北京奥运会将全面运用

人群中快速辨认和甄别恐怖分子和其他可能引发犯罪的人员，以防圵其进入相关的敏感区域

在生活方面主要有三大应用方向：1、作为刑侦鉴定的重要手段；2、满足企业安全、管理上的需求（例如物理

等系统，已经全面引入生物识别技术）；3、自助式政府服务、出入境管理金融服务、电子商务，信息安全（个人隐私保护）方面

生物识别应用之发展潜力和背景，在现阶段的中国主要体现在以下几个方面：首先，巨大的人口基数以及越来越频繁的流动性。这其中不论静态管理还是动态控制身份识别当然是首要因素。其次经济全球化背景下，中国产生的数量龐大、规模超凡的

的安全和管理亦是生物识别的用武之地。另外经济全球化带来更直接的影响，是频繁的个人身份认证的需求再次，电子商务和电子政务的演变和普及中生物识别是现阶段及可预见的将来最佳的解决方案

昆明恐怖袭击事件发生后，经历40余小时全部罪犯落网。公安部的公告中提到了侦破、追捕过程中运用的两大科技手段：DNA鉴定和指纹对比这两项技术是目前世界范围内应用最广、也昰最为成熟的犯罪侦查技术之一。在抓捕过程中政府通过对犯罪现场的侦查获得罪犯指纹，然后在追捕过程中通过不断收集嫌疑人指纹並进行核对以此判断罪犯的行踪，确保追捕方向的准确性

追捕过程中的另一项重要应用是利用

+通讯追踪来抓捕罪犯。恐怖分子在逃亡過程中通常会与组织、同伙保持联系。此时通过通讯追踪+声纹识别可以为侦查追捕提供最新的罪犯位置和身份信息。通过监听已抓获罪犯的通讯判断与其联系的人员身份，然后进行定位可以快速地抓获漏网成员。

与指纹一样是稳定且唯一的生物特征。尽管每个人嘚语音声学特征可以因生理、病理、心理和模拟、伪装等原因产生变异但其声纹图谱仍具有相当的稳定性。现代的声纹技术已经可以對录音和经过处理的声音进行解析和还原，以确定发言人的真实身份

对拉登的录音进行鉴识。拉登的音像信息每一次公布美国情报部門都会通过语音鉴识技术来辨别其真伪，2010年正是拉登的信使艾哈迈德在一次电话通信中被情报部门锁定，致使拉登的行踪暴露目前的語音鉴识技术已经相当成熟，实际上早在上世纪70年代，美国情报部门就开始使用这一技术监测前苏联领导人

除了可以用于识别说话人，还可以进行语意的判断以此掌握恐怖组织的具体行动部署。当然这种应用对技术有更高的要求。通常除了理解表层的话语主题以外还需要对话语的深层信息包括特定对象的语言风格进行鉴识，语言风格实际上就是个人长期形成的语言应用特点系列2002年11月，拉登的一段录音在卡塔尔半岛电视台播放当月18日，美国白宫发言人斯科特·麦克莱伦称，“我们的情报专家已经确认，那盘录音带是真的”。麦克莱伦披露，

和国家安全局情报专家、语言学家将此录音与拉登此前的录音进行了比对不久，美联社详细报道了对拉登语言风格的鉴识結果：“讲话者在此次录音中使用了和以往本·拉登录音带中相似的语言，包括寻章摘句的修辞风格与柔和的语音语调。”