国内外生物特征识别技术的发展与研究

国内外生物特征识别技术的发展与研究 1. 引言 利用生物特征的主要手段就是生物识别技术，生物识别技术是指通过计算机利用人体固有的生理特征或者行为特征来进行身份鉴定的过程。由于生物特征本身与传统的密码等身份鉴别相比，具有很大的优点，因此得到了广泛而深入的研究和应用。目前较常用来进行身份鉴别的生物特征有:面像、指纹、虹膜、声纹、步态、签名等。 最近几年，在技术开发商的努力和资金流向的共同作用下，生物识别技术进入高速发展的阶段。由于生物识别技术的精度和产品稳定性的提高，生物识别技术在公共安全防范领域得到广泛的应用。各国政府基于安全的考虑和市场的迫切要求，一直是这项技术的关注者和推动者，特别是今年7月的英国伦敦爆炸案,使得公共安全问题再次成为各国所面临的一个重要课题。在当今世界充满变幻的国际环境下，特别需要一个安全的体制来保障公民的人身安全和社会安定，而生物识别技术自然成为整个安全保障体制的关键技术之一。 随着计算机和网络的快速发展，人们日常的生活娱乐、经济往来，已经与电脑和网络密不可分。数字化生存中的身份问题逐渐突现。作为娱乐的数字化生活，虚拟的身份未偿不可甚至可以保护个人。但作为承载经济生活的数字化网络，身份问题却容不得半点虚假。因为网络使面对面的交易变成非面对面的，面对面的安全感顿然消失。网络还使得面向连接的交易变成非面向连接的交易，双方的在线安全感完全消失。所以说身份问题，在信息化的今天，比过去更加重要。因此生物特征技术也正在成为未来数字世界身份确认的重大工具。 2. 最新国际生物特征的应用背景 英国伦敦爆炸案、印尼巴厘岛的一系列恐怖袭击，表明这个世界还不安全,“9?11事件”以后，美国通过了《反恐法案》。同样在爆炸前伦敦申奥口号是“种族融合的伦敦”，而在爆炸后,英国政府为了加强国内信息收集和反恐工作,也开始准备修改《反恐法》，同时欧盟国家及八国集团的重要会议中多次将国家安全列在首位，积极推动本国的国家反恐法案的制定和补充。 在这样的背景下，各国政府寄希望于生物识别技术，希望在身份确认和安全防范中引入生物识别技术。在过去的一年中,最引人注目的就是电子生物护照的推进，2005年6月，ICAO(国际民航组织)官员公布了护照9303第6次改版,这次改版对生物识别特别是人脸识别的应用提出最新规划。同时美国政府一直在推动电子生物护照这个应用，它坚持所有使用免签证的国家必须在2006年 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 发行允许使用生物技术的护照。这项决定已获得美国国会通过。 来自美国国务院的官员强制使用生物特征识别技术预定在三年内开始。他们已经宣布计划在2005年底开始换发本国的外交护照，并且计划在2006年之前让所有的护照包含生物识别数据。该计划迫使许多国家特别是免签国家更紧密地关注该技术并可能加速他们原来认为并不重要的计划。许多国家都在努力进行这方面的研究与测试，欧盟的有些国家也在今年已经发放了少数的电子生物护照。 不仅如此，美国国务院和移民局开始给外国访客签发具有身体识别技术的签证和其他文件。美国政府已经开始为外国人签发上面附带指纹信息和照片的过境卡，凡是申请签证的人员，除了接受更严格的审查外，必须留下自己近期的指纹数据。而到规定的截止期限之前，27个可以免签证到美国旅 行的国家公民必须开始签发带生物特征数据的护照。而之前签发出去的证件仍然可以用来访问美国，只是不再享受免签待遇。 生物识别技术在电子商务中越来越显现重要地位，电子商务中身份的表示方式也经历了几次发展变化。从最初的帐号方式，到出现“帐号+密码”的方式,以及现有的数字证书。无论以上的哪种方式，都因为它自身的可泄漏可复制可传播的特点，导致其不能满足识别的唯一性和安全性需要。传统的身份不是人与生俱来的特征，而是系统分配的信物符号。所以传统的身份识别系统只认牌(符号)不认人。随着电子商务、电子政务的发展推进，构建可信任的交易主体表示形式，已经成为交易系统中的基础课题。正因为生物特征的独一无二性、不可抵赖性，以及自身的防伪性，使得采用生物特征作为身价标识将成为主流选择。在身份识别方面的技术焦点亦将要转变为以生物特征为身份确认信息的生物识别技术。因此有了生物识别技术，数字化生存中的身份确认问题将得到彻底解决。 2008年即将在中国举行的奥运会,其安全问题是保障整个会议顺利圆满举行的前提，这两年奥运会技术小组一直关注和测试生物特征识别系统，我们相信，生物识别技术一定会给奥运会的安全保障提供最强的技术支持。 3. 国内外生物特征技术的最新发展 近几年生物特征领域三大发展引人注目，第一生物特征的多样化发展;其次各项生物技术的高速发展;第三是多生物特征融合技术的研究。 生物特征的多样化发展:提起生物特征，人们自然会想到指纹，指纹技术由于其技术的稳定性一直在生物特征领域是“热门技术”，但是指纹技术自身的缺陷，也给其他生物特征留下很大的发展空间。 让人们感到惊奇的是，以前大家不大关注的生物特征如虹膜、语音、步态等现在又有了重大的技术突破。最有代表性的是拥有掌型技术、人指静脉纹技术、虹膜技术的厂商在今年陆续推出了自己的最新产品，在例如手机等商业应用中经过对使用人群的简单训练，这些产品的高识别率、可接受度等优秀品质受到众多使用人员的欢迎。 备项生物技术的高速发展:人脸识别技术以其非侵犯性、可接受性等众多优势，近几年来一直是世界上生物识别公司及科研院所开发的热点，人脸识别技术在生物技术产业中精确度方面的发展可能是最快的。FRVT2002技术表明人面像识别技术的验证能力可与1998年的基于指纹的商用系统相比(False Accept Rate设为 0.01)。在仅一年后，提供商声称改进的技术超出了这个水平。特别考虑到在不久的将来有更多的大规模的项目指定该技术(电子生物护照指定人脸技术为必须的生物特征)。这一指标的提高是至关重要的，大大缩小了与指纹技术的差距。在2003年人脸识别技术有一项重大突破:3D技术的出现。该技术能够很好的解决2D中光照和姿势带来的困扰，虽然3D技术本身也有一些问题，但其卓越的识别性能还是吸引了更多技术厂商和应用客户的眼光。 多生物特征融合技术的研究:在实际应用中，由于客观条件变化的不可估计性，单生物特征识别技术往往会遇到难以克服的特例，譬如在使用指纹认证时，相当一部分人不能采集到清晰的指纹。另外，在一些安全性要求极高的应用领域，单生物特征识别的性能很难达到预期的需要。多生物特征认证技术利用了多个生物特征，结合数据融合技术，不仅可以提高识别的准确性，而且可以扩大系统覆盖的范围，降低系统的风险，使之更接近实用。 多生物特征认证系统比单生物特征认证系统在具有更好的性能。国际上许多学者已致力于多生物特征人的身份认证技术的研究，达到最新技术发展水平的指纹和人脸商业系统进行结合，并在大规模人群上进行测试，取得令人满意的效果。因此，多生物特征融合识别技术近年来己成为生物特征识别技术研究领域的一个热点，也是未来生物特征应用领域的必然趋势。 4. 我国生物特征技术的发展和最新应用 2002年公安部第一研究所组织了国内第一次面像识别技术测试。在这次测试中，遵从公平、公正、客观、科学的原则，建立了严谨的评测方案与流程，严格遵守商业规则及保密承诺，以其独立方的性质、行业地位及测试方案的科学指导性赢得参评厂家的信任和支持。通过此次工作，公安部第一研究所建立了相应的测试软硬件环境，是国内最早开展人体生物特征技术评测及拥有实测经验的部门。 随着新技术的不断推出和行业应用的迫切需求，公安部第一研究所再次举行了人脸识别技术测试，其中测试中最优人脸识别算法推荐到深圳罗湖自助通关中应用，经过几个月的测试，人脸认证软件的旅客自助通道系统在深圳罗湖口岸正式投入使用，通过率超过了97,。 2005年2月受公安部出入境管理局委托,我所就公安部出入境管理周边防检查指纹算法及指纹采集器开展技术测试及招标选型活动。作为技术咨询方，配合六局及珠海、深圳边防总站的同志进行技术调研,并协助六局及招标公司参与标书有关技术指标的制定。完成指纹算法测试、指纹算法与指纹采集器适应性测试、指纹采集器物理性测试三大内容。 2005年6月经过本次测试中标的厂家，已经在开通的深圳、珠海自助通关中应用,指纹识别率达到99,，特别是珠海总站的指纹识别系统，在应用当天就抓到一名通缉犯。我们看到，生物特征技术的应用为公安业务的改革带来实实在在的好处。 纵贯历史，人类对生物特征的认识和利用由来己久。展望未来，更加安全的国土、更加和谐的社会、更加便捷的商务必将让生物识别技术大放光彩。