生物识别在安防的应用与发展

□ 文/本刊记者　何　遥

人体生物特征识别技术在公共安全监控和服务中有着广泛应用。如，人脸识别系统能借助高清摄像机在不被人察觉的情况下，从人群中提取出犯罪分子的脸部信息，指纹识别技术是目前集安全性和可实现性最具性价比的生物识别解决方案。有数据显示全球生物识别市场的规模到2020年总市场规模达到百亿美元。

2017第十六届CPSE安博会上，涉及生物识别的企业既包括天地伟业、佳都新太、东方网力、威富安防、中控智慧、川大智胜等老牌安防企业，也涌现出旷视科技、商汤科技、深圳奥瞳等一批新兴公司。

生物特征识别技术的发展阶段

生物识别技术经历了四个发展阶段：第一阶段是萌芽期（20世纪60年代），标志事件是1965 年Chan 和 Bledsoe 设计的人脸识别系统；第二阶段是起步期（20 世纪 90 年代开始），标志事件是1991 年美国 MIT 的 Turk 和Pentland 提出的特征脸人脸识别方法；第三阶段是发展期（从2001 年开始），标志事件是2001 年美国 911 事件；最后一阶段就是：成熟期（2015 年），以深度学习的人脸识别方法为标志。深度学习技术很大程度 取决于测试环境和训练数据 ，随硬件资源和运算能力提升，比以往表现得好。

生物识别技术的特点和风险

人体生物特征是先天形成的生理特征和多年养成的行为特征的总称。

人体生物特征种分为很多种类。

生理特征：指纹、人脸、静脉、虹膜、声纹、掌纹、手形、颅像、唇纹、舌苔、足迹、牙齿、耳廓、骨骼、身形、视网膜、指节纹、 DNA 等等。

行为特征：步态、笔迹、书写、击键等等。

人体生物特征具有普遍性、唯一性、稳定性、可采集性和不具有伤害性。同时，生物特征也有造假的可能，这种风险不能忽视。

居民身份证的生物识别应用

在全球，电子身份证（e-ID）已经成为一种趋势。跟传统身份证比起来，电子身份证更安全，因其智能卡安全芯片、非接触的特点。电子身份证所采用的生物特征一般包括指纹、人像、虹膜、签名等等。通过电子身份识别，实现人证核验、大库比对。

中国居民身份证的发展经历了从单纯的传统实体卡到混合生物识别核验的过程。

2004年，第二代居民身份证换发。2012年5月30日，新修订的《居民身份证法》明确规定居民身份证登记项目包括指纹信息。2013年1月1日，开始登记指纹信息，一代身份证废止。2016年4月6日，公安部居民身份证登记指纹信息工作领导小组办公室公布了居民身份证指纹应用算法提供商推荐名单。2017年6月7日，中国安全技术防范认证中心发布《社会公共安全产品认证实施规则居民身份证阅读机具产品》第二号修改单。2018年1月1日起，所有居民身份证阅读机具必须加指纹，形成核验阅读机具，关键部件居民身份证指纹采集器、居民身份证指纹应用算法，关键元器件：台式居民身份证阅读器、内置式居民身份证阅读器、手持式居民身份证阅读器。

指纹核验居民身份证阅读机具三大关键单元：居民身份证指纹应用算法，居民身份证指纹采集器，居民身份证阅读机具。

生物识别核心技术方案提供商亚略特是本届安博会的参展企业，其居民身份证指纹应用算法是公安部推荐7家算法之一。

根据公安部技术标准要求，指纹识别等错率应达到0.1%，错误拒绝率 0.5%时，错误接受率0.05%，比对时间0.5s；而亚略特的指标达到了等错率0.003%，错误拒绝率 0.5% 时，错误接受率0%，比对时间为0.0728s。

虹膜识别应用

人眼睛的外观图由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成。巩膜即眼球外围的白色部分，约占总面积的30%；眼睛中心为瞳孔部分，约占5%；虹膜位于巩膜和瞳孔之间，包含了最丰富的纹理信息，占据65%。虹膜区域由凹点、放射纹、色素点和其他斑点等构成，具有高达266个独立特征点。

虹膜识别概念1987年由眼科专家提出，1993年首次实现高性能自动化的原型设备。

虹膜识别的技术特点：

独特性强：虹膜区域有266个独立特征点，远高于其他生物特征的14-60个；

稳定性好：虹膜自婴儿胚胎期第3个月开始发育，第8个月成形，不再变化；

比对速度快：虹膜特征大都为二值特征，可利用异或进行比对，速度快；

防伪性高：虹膜难以被盗取和仿造，且具有极强的生物活性；

普遍存在：虹膜不易磨损，人人都有。

当然，本届安博会上也不乏以虹膜识别见长的生物识别企业，但一般都是混合其他识别方式使用。

谭林来自警用物联网应用技术公安部重点实验室，他就虹膜认别技术的相关问题在安博会的生物识别论坛上作了演讲。

据他介绍，虹膜识别在国际上的应用较为成熟。1991年，美国Johnson实现最早的虹膜识别应用系统，1993年，John Daugman实现高性能自动虹膜识别原型系统。

美国的四大生物识别工程都使用了虹膜识别。美国国防部的自动生物特征识别系统（ABIS）为军队安全提供全方位的身份管理服务，如军事基地访问、疑犯管理等，建于2006年，2011年启动系统升级计划。美国联邦调查局的下一代身份识别系统（NGI）将基于生物特征识别的身份管理和犯罪历史信息相结合，减少恐怖袭击和犯罪活动，提高国家和公共安全（仅Lockheed公司合同额达$10亿）。美国国土安全部的出入境管理系统（US-Visit），在外国访客在进入美国时录入指纹、虹膜、人脸等生物特征信息，用于罪犯、恐怖分子的排查。美国联邦政府的国土安全第12号总统令（HSPD-12））为1200万联邦政府雇员建立生物特征识别管理系统。

在国内，2005年，虹膜识别国际核心专利到期后，发展较快，目前已形成完成的产业链。公安部第一研究所是虹膜技术的行业应用典型。涉及虹膜识别的模组和镜头供应商有信利光电、舜宇光学等等；设备和算法供应商有中科虹霸、思源科安、天诚盛业、航天203所，等等。

虹膜识别技术国内主要的应用领域：矿山、建筑工地等其他生物特征不易发挥作用的领域；金融、安防等对活体和安全性要求高的领域；社保、教育等对普遍性和识别准确率要求高的领域，移动终端应用。

混合生物识别

中控智慧生物识别证卡事业部总经理金海荣认为，单一生物识别技术具有局限性，因此更推荐混合生物识别。混合生物识别是指利用多种生物特征或相同生物特征的多种采集、多种表达、多种匹配等方式恰当的融合，进行个体身份的识别及验证。

中控智慧自主知识产权的生物识别技术包括近红外人脸、可见光人脸、虹膜、指纹、手掌、指静脉识别等技术，中控智慧将这些生物识别技术组合使用，为用户提供基于自主知识产权的混合生物识别技术。

混合生物识别就是将指纹和指静脉，面部和指纹、面部和虹膜、掌纹和掌静脉等多种识别方式结合起来进行身份的判定。混合生物特征识别技术融合了多种模态的特征，通过技术融合提高了识别系统的安全性和抗攻击能力，同时降低了错误率，使得多模生物特征识别技术能够有效缓解单模生物特征识别技术的缺陷，带来更好的识别性能。

例如，“人脸+掌纹静脉+指纹”不仅具有多模态识别以及复合识别优势，而且识别准确率高，安全系数高。

百傲慧识是中控智慧推出的面向开发者及企业级用户的开放云平台。以云端API 、离线SDK 以及用户自主研发产品的形式，将领先的混合生物识别技术通过“O2O”服务平台的方式，与互联网、物联网、身份识别、智慧安防等应用相结合，在行业内形成研发、产品、销售、服务集线上线下于一体的垂直智慧生态体系。

百傲慧识云平台具有如下特点：多模态识别；30年“技术+数据”资源积累；深度学习；人工智能+“O2O”服务平台；提供云端API 、线下SDK服务；互联网、物联网、身份识别、智慧办公应用相结合；适用不同场景的垂直生态体系。

结束语

从本届安博会参展企业的综合情况来看，复合生物技术将逐步取代单一生物识别技术，在公共安全领域发挥日益重要的作用。