生物识别技术的类别及其在身份识别中的应用

王俊山 张文明

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州 450000）

生物识别技术的类别及其在身份识别中的应用

王俊山 张文明

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南 郑州 450000）

生物识别技术作为一个新的技术热点，引起了全世界科研机构的关注。一方面，生物识别技术代表了一个国家在半导体领域的工业技术水平；另一方面，生物识别技术也能使人民生活方式更加方便，极大地提高生产力。本文在生物识别技术类别的基础上，重点探讨指纹识别技术的发展。

生物识别技术；语音识别；人脸识别；虹膜识别；指纹识别

1 生物识别技术

1.1 语音识别

语音识别的目标是让机器像人一样听懂话语，甚至辨别说话者身份，其是实现人机对话必不可少的环节。语音识别系统输入的是形式千变万化的声音信号，这与内码形式单一的文本有很大不同，因此语音识别较语音合成更难实现［1］。

语音识别技术的应用包括语音拨号、语音导航、室内设备控制、语音文档检索、简单的听写数据录入等。语音识别技术与其他自然语言处理技术如机器翻译及语音合成技术相结合，可以构建出更加复杂的应用，如语音到语音的翻译。

1.2 人脸识别

人脸识别通常分为三类：辨认、认证、监视名单识别。辨认是指通过查询数据库中的人脸特征，与输入的人脸特征进行比对来确定与输入人脸特征相对应的未知人身份的过程，属于一对多的生物特征识别［2］。

阿里巴巴公司的移动终端“支付宝”提供了一种可行的刷脸支付功能，用户在进行交易的过程中，不需要输入密码，仅仅通过面部识别就可以轻松完成交易，极大促进了生活的便利性。

1.3 虹膜识别

虹膜识别技术是基于人的眼睛中的虹膜进行身份识别，其应用于安防设备，以及有高度保密需求的场所。三星电子公司已被证实在2012年5月申请了虹膜识别技术专利。

1.4 指纹识别

从全球来看，指纹识别技术占整个生物识别技术市场的近60%的市场份额，有超过几千多家的指纹识别公司生产数百种指纹识别产品，但其他生物识别技术厂商却不足其1/10。

最常见的利用指纹识别技术的是指纹打卡、指纹门禁等。随着移动互联网的到来，包括信息安全、移动支付等需要生物识别认证，指纹识别已经成为主流智能设备厂商和消费者能快速接受的方式。

2 指纹识别技术的发展历程

王树武［3］等提出了将指纹识别技术应用于银行领域，通过各类纹型的区别匹配、指纹中心定向定位以及指纹人工编码计算机识别技术，能有效地制止犯罪分子利用银行票据骗取企业单位和银行的资财问题。

祝恩［4］提出了基于神经网络纹路方向正确性训练和学习的方法，采用梯度计算纹路方向，从而根据正确的方向矫正错误，实验结果表面可以有效提高低质量指纹图像的正确提取率。

李昊、傅曦［5］等为读者揭开了指纹模式识别技术的神秘面纱，使读者快速了解、掌握指纹模式识别的关键技术，并通过大量实例了解指纹模式识别技术的实际应用。

杨小冬［6］介绍了验证模式下自动指纹识别系统的各算法模块，对其核心理论和技术作了深入研究，建立了一对一的自动指纹识别系统。除了对每一种改进方法进行详细介绍外，还分别进行了测试和验证。

现阶段，所有指纹识别半导体传感器技术都源于1997年5月16日Harris向美国专利商标局递交的名为具有增强特征和领先方法的电场指纹传感器的发明专利申请，该申请于1999年8月17日获得授权，授权号US9540526。在该专利的说明书里，发明人介绍了传统的电容式指纹传感器，并基于电场理论提出了新的设计，提高了对指纹进行探测的灵敏度，以提高传感器表面保护介质的厚度容限来增强可靠性。

Authentec公司的Setlak和Dale R在专利US7616786B2中提出了一种手指生物测量传感器，包括薄膜基底、薄膜基底上的薄膜晶体管（TFT）层，以及相邻于TFT层并用于接纳相邻的手指的电场传感电极阵列。薄膜晶体管层包括多个用于定义电场传感电极的放大器级的薄膜晶体管。传感器还包括用于施加电场到手指的手指激励电极，以及至少一个相邻于薄膜基底的集成电路。该集成电路包括单晶衬底和用于处理单晶衬底和薄膜晶体管层的放大器级连接的处理电路。

苹果公司申请的专利CN106133748A公开了一种具有显示器和指纹传感器的电子设备，该电子设备在显示器上显示第一用户界面。显示第一用户界面时，设备检测指纹在指纹传感器上的移动，并给出指纹在指纹传感器上的移动距离。

3 相关专利主要申请人

表1为指纹识别在中国申请的主要申请人列表。从申请日的申请量上看，在申请量排名前20位申请人中，中国申请人占了19名，仅仅一个韩国LG电子株式会社入围。可见，在指纹识别的专利申请方面，中国公司积极性十分高，特别是广东欧珀移动通信有限公司，占比达到了25%，远远领先于其他公司。

虽然申请量不能代表全部，但这在一定程度上表明，中国公司在指纹识别方面的科研投入非常大。同时也说明，中国公司在指纹识别技术领域具有非常高的专利技术储备。

表1 中国指纹识别主要申请人

4 相关专利申请量

指纹识别专利申请量总体呈现逐年增加的趋势，进入2006年后开始，每年大幅增加，总体保持较高的申请量。

5 展望

目前，中国电子消费市场潜力很大，但国内技术没有达到世界一流水平，需要进一步加强技术研发投入，同时要注重专利布局对技术成果的保护。此外，国家也在积极推荐半导体国家战略的规划，势必将加速我国在集成电路产业领域的技术升级和核心竞争力提升。因此，笔者有理由相信，随着国家将半导体产业提升到核心战略地位，中国的半导体产业一定能够得到更好的发展，在世界处于领先地位。

［1］王迈.语言形式化原理［M］.上海：上海大学出版社，2016.

［2］北京市科学技术协会，北京图象图形学学会.视觉盛宴［M］.北京：北京出版社，2015.

［3］王树武.银行专用快速识别指纹技术［M］.郑州：中原农民出版社，1993.

［4］祝恩.自动指纹识别技术［M］.长沙：国防科技大学出版社，2006.

［5］李昊，傅曦.物联网：指纹识别系统算法及实现（VISU⁃AL C++）［M］.北京：人民邮电出版社，2011.

［6］杨小冬.自动指纹识别系统原理与实现［M］.北京：科学出版社，2013.

The Category of Biometric Chip and Its Application in Identity

Wang JunshanZhang Wenming
（Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office，SIPO，Henan，Zhengzhou Henan 450000）

Biometrics,as a new hot spot of technology,has attracted the attention of scientific research institutions all over the world.On the one hand,biometrics represents a country's technological level in the field of semiconductors. On the other hand,biometric technology can make people's lifestyle more convenient and greatly increase productivity. Based on the classification of biometrics,this paper focused on the development of fingerprint identification technology.

Biometrics；speech recognition；face recognition；iris recognition；fingerprint identification

TS20

A

1003-5168（2017）08-0034-02

2017-07-01

王俊山（1988-），男，硕士，研究实习员，研究方向：集成电路；张文明（1984-），男，硕士，副研究员，研究方向：电学专利审查（等同第一作者）。