生物特征識別技術(shù)比較

1、生物特征識別技術(shù)比較一、 簡述、背景：身份識別是人類社會生活的一個最基本問題，每一個人，每一天都會遇到，無處不在。早在3000多年前，人類就開始使用機(jī)械鑰匙，這是最早的身份識別技術(shù)。隨著近代電子科技的發(fā)展，密碼、條形碼、磁條卡、射頻卡、證件走進(jìn)了人們的生活，但這類身份識別技術(shù)都是通過“what you have?”或者“What you know”來實現(xiàn)，其易被偽造、丟失、遺忘，且不方便、不安全，不能真正認(rèn)證到人本身。于是最新一代的身份識別技術(shù)生物特征識別技術(shù)應(yīng)運而生，它是利用人類固有的生理或行為特征來識別與驗證身份的技術(shù)，具體包括： (1)生理特征：指紋、人臉、掌紋、掌形、虹膜、視網(wǎng)膜，靜脈

2、、耳廓。(2)行為特征：簽字、步態(tài)、語音、按鍵力度等?；谶@些特征，人們已經(jīng)發(fā)展了指紋識別、掌紋識別、掌形識別、人臉識別、發(fā)音識別、虹膜識別、靜脈識別、簽名識別等多種生物識別技術(shù)。生物特征識別技術(shù)被列為21世紀(jì)對人類社會帶來革命性影響的十大技術(shù)之一，微軟比爾?蓋茨曾經(jīng)預(yù)言：生物識別技術(shù)，將成為21世紀(jì)未來幾年IT產(chǎn)業(yè)的重要革新。生物特征識別技術(shù)是目前最為方便、安全的身份識別技術(shù)，它辨識的是人身的固有特征，不需要身外的其他標(biāo)識物。隨著近代科技的發(fā)展，這些新型的身份識別方式不斷走入人們的日常生活，其帶來方便和安全的同時，也帶來了對傳統(tǒng)物理識別方式的沖擊和思考，下面筆者就當(dāng)前生物特征識別技術(shù)的市場現(xiàn)

3、狀與發(fā)展趨勢，做一個粗淺的分析。二、 比較：1. 指紋識別技術(shù)：通過分析指紋的特征，如嵴、谷和終點、分叉點或分歧點，從而抽取特征值，通過指紋特征值的比對來確認(rèn)人的身份。指紋識別技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛、價格最低廉的一種生物特征識別技術(shù)，它是一種接觸性的識別技術(shù)，采集比較穩(wěn)定，但指紋采集頭常常容易損壞，尤其是使用人數(shù)多的場景下，或許幾個月就得更換一次指紋采集頭。據(jù)不完全統(tǒng)計，大約5%左右的人，由于指紋磨損，或者指紋比較淺，是不能使用指紋識別的，因此，這就大大制約了指紋識別的應(yīng)用領(lǐng)域。2. 虹膜：虹膜，一種在眼睛瞳孔內(nèi)織物狀的各色環(huán)狀物，每一個虹膜都包含一個獨一無二的基于像冠、水晶體、細(xì)絲、斑點、結(jié)構(gòu)

4、、凹點、射線、皺紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)。虹膜識別技術(shù)就是基于這些特征進(jìn)行比對來確定一個人的身份的，理論上來講虹膜識別的精度較高，但虹膜識別需要分辨率比較高的攝像頭，以及合適的光學(xué)條件，成本也比較高。因此，其應(yīng)用主要集中在高端市場，市場應(yīng)用面較窄。3. 人臉識別：在現(xiàn)實生活中，人與人之間的辨認(rèn)不是通過指紋、掌紋、虹膜等等，而是通過對人面部(人臉)的識別來實現(xiàn)的。因此，在眾多的生物特征識別技術(shù)中，人臉識別技術(shù)最具有吸引力，它最直觀、最自然，符合人的認(rèn)知規(guī)律，它具有如下特點：非接觸，用戶接受度高。人臉識別技術(shù)使用攝像頭作為識別信息的獲取裝置，以非接觸方式，自動獲取人臉，并完成人臉識別過程。直觀性突出。

5、人臉識別技術(shù)所使用的依據(jù)是人的面部圖像，而人臉無疑是肉眼能夠判別的最直觀的信息源，“以貌取人”符合人的認(rèn)知規(guī)律。同時也方便后期人工確認(rèn)，且具再利用等明顯優(yōu)勢。識別速度快，不易被察覺。與其它生物識別技術(shù)相比，人臉識別屬于一種自動識別技術(shù)，一秒時間內(nèi)可以識別好幾次。不被察覺的特點對于識別方法也很重要，這會使該識別方法不令人反感，并且因為不容易引起人的注意而不容易被欺騙。不易仿冒。人臉識別技術(shù)要求識別對象必須親臨識別現(xiàn)場，他人無法仿冒。人臉識別技術(shù)所獨具的活性判別能力，保證了他人無法以非活性的照片、木偶、蠟像乃至人頭欺騙識別系統(tǒng)。 應(yīng)用領(lǐng)域廣。除了目前指紋識別的所有應(yīng)用領(lǐng)域外，人臉識別還可以應(yīng)用到各

6、種人臉視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)、數(shù)碼相機(jī)的人臉檢測，以及未來的機(jī)器人，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。 另外，人臉識別具有自然性不被察覺性的雙重優(yōu)點。自然性，是指該識別方式同人類(甚至其他生物)進(jìn)行個體識別時所利用的生物特征相同，人類也是通過觀察比較人臉來區(qū)分和確認(rèn)某個人的。另外，具有自然性的識別還有語音識別、體形識別等，而指紋識別、虹膜識別等都不具有自然性，因為人類或者其他生物并不通過此類生物特征區(qū)別個體。不被察覺的特點對于一種識別方法也很重要，這會使該識別方法不令人反感，并且因為不容易引起人的注意而不容易被欺騙。人臉識別具有這方面的特點，它完全利用可見光獲取人臉圖像信息，而不同于指紋識別或者虹膜識別，需要

7、利用電子壓力傳感器采集指紋，或者利用紅外線采集虹膜圖像，這些特殊的采集方式很容易被人察覺，從而有可能被偽裝欺騙。4. 視網(wǎng)膜特征：每個人的視網(wǎng)膜圖紋也都是不同的。視網(wǎng)膜血管分布具有唯一性，視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)在人的一生中是穩(wěn)定的，誤識率低于百萬分之一。（1）、視網(wǎng)膜識別技術(shù)的優(yōu)點是：a.視網(wǎng)膜識別的可靠性高；b.視網(wǎng)膜識別技術(shù)的準(zhǔn)確性高；c.視網(wǎng)膜是不可見的，不易偽裝，有效防止生物欺騙。（2）、視網(wǎng)膜識別技術(shù)的缺點是：a.采集設(shè)備昂貴，成本高，采集過程較復(fù)雜；b.有眼睛疾病的不適合使用視網(wǎng)膜識別技術(shù)；c.采集視網(wǎng)膜圖案時，要求有較近的距離和靜止注視采集設(shè)備；d.視網(wǎng)膜靜脈圖像不夠穩(wěn)定，視網(wǎng)膜識別系統(tǒng)的

8、拒識率較高；e視網(wǎng)膜采集設(shè)備對人的眼睛有一定的傷害。5. DNA：DNA 是脫氧核糖核酸的英文縮寫，DNA存在于一切有核的動物和植物中，生物的全部遺傳信息都貯存在DNA分子里。核苷酸的總數(shù)達(dá)30億左右，如隨機(jī)查兩個人的DNA圖譜，其完全相同的概率僅為三千億分之一，這一概率遠(yuǎn)低于目前世界人口總數(shù)的倒數(shù)，所以其認(rèn)定個人的價值可看作是100%。識別技術(shù)的優(yōu)點是：a.可以對嫌疑人父母兄妹做樣品檢驗，間接認(rèn)定罪犯；b.為案件的偵查、嫌疑人的排查提供方向，節(jié)約大量的時間、警力和財力，使DNA 成為真正意義上的“物證之首”；c.采集的檢材少，如脫落的表皮和毛發(fā)等。識別技術(shù)的缺點是：對雙胞胎無法使用DNA技術(shù)

9、進(jìn)行個體識別。6. 簽名特征：簽名筆跡特征含有生物特征、心理特征和社會語言學(xué)特征。簽名主要是通過生物特征中的行為特征表現(xiàn)出來的，不能完全排除心理特征和社會語言學(xué)特征的跡象。簽名識別技術(shù)的優(yōu)點是：a.使用簽名作為身份識別的方法，有良好的心理基礎(chǔ)，易于接受；b.靜態(tài)簽名應(yīng)用普及，方便、快速，幾乎沒有成本；c.動態(tài)簽名不易模仿，即行為動力學(xué)特征不易模仿和被盜。簽名識別技術(shù)的缺點是：a.動態(tài)簽名的設(shè)備成本較高；b.靜態(tài)簽名易于模仿和偽造；c.靜態(tài)簽名的自動識別、誤判率較高；d.受書寫工具、心情、心理等影響，產(chǎn)生不穩(wěn)定7. 語音識別：語音識別是一種行為特征識別技術(shù)，聲音識別設(shè)備不斷地測量、記錄語音的波形

10、和變化。而語音識別基于將現(xiàn)場采集到的語音同登記過的語音模板進(jìn)行精確的匹配。語音識別也是一種非接觸的識別技術(shù)，用戶可以很自然地接受，但語音識別的穩(wěn)定性較差，容易被欺騙，因此，目前還沒有進(jìn)入實用階段。8. 生物特征識別技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀：從市場應(yīng)用的角度而言，對于指紋、虹膜、人臉、聲音等幾種生物特征識別技術(shù)，它們的目標(biāo)市場基本重合，因此存在相互競爭關(guān)系，根據(jù)國際生物識別集團(tuán)(IBG)最新權(quán)威報告生物識別市場與產(chǎn)業(yè)報告2009-2014顯示，在各種生物特征識別技術(shù)中，自動指紋識別系統(tǒng)(AFIS)和實時掃描所占份額最大，為38.3%；指紋識別占到28.4%(自動指紋識別系統(tǒng)(AFIS)和實時掃描，是指在公

11、安、刑偵、機(jī)場、安檢等行業(yè)應(yīng)用的指紋識別系統(tǒng)；指紋識別，是指其他指紋識別的民用市場 。)人臉識別占到11.4%；虹膜識別、語音識別、靜脈識別和掌形識別各占8.0%、3.0%、2.4%和1.8%。其中一個突出的市場變化就是，經(jīng)過短短三年時間，我國人臉識別技術(shù)的市場份額從零增長到16%，指紋識別的市場份額則從98%下降到82%，充分顯示了人臉識別技術(shù)不斷替代指紋識別的市場發(fā)展趨勢。9. 未來發(fā)展：隨著各種生物特征識別技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，在全球信息化、網(wǎng)絡(luò)化的大背景下，筆者相信，生物特征識別技術(shù)的應(yīng)用面會越來越廣，深度會不斷深入，并將呈現(xiàn)三個發(fā)展趨勢：(1)、網(wǎng)絡(luò)化趨勢，生物特征識別解決了人類社會日常生活中一個基本的身份識別問題，今后，這種身份認(rèn)證的結(jié)果會越來越多地和各種行業(yè)應(yīng)用結(jié)合起來，并通過網(wǎng)絡(luò)得以信息共享，簡單來說就是“身份識別 + 物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展趨勢。(2)、融合趨勢，各種生物特征識別技術(shù)有各自的優(yōu)點，也有各自的短處