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期待起飞的生物特征识别
作者：张玉波
来源：《中国自动识别技术》杂志社
日期：2011-06-30 10:23:58
摘要：中国生物特征识别行业的技术发展状况如何？在新形势下将获得哪些发展机会？需要面对何种挑战？带着这些问题，记者走访了指纹识别专家中国科学院自动化研究所田捷研究员。
田捷博士主要从事医学影像分析与生物特征识别方向的研究与应用工作。发表的论文被国外的SCI和EI等多次收录与索引。田捷博士的医学影像研究工作获得了国家自然科学基金委杰出青年基金资助和科技部973项目(首席科学家)资助，并因此研究工作获得“2002年度中国十大科技前沿领军人物”。田捷博士在指纹识别方面的工作取得了国内目前在国际指纹竞赛(FVC2004)Open项目中的最好名次，并获得2004年度国家科技进步二等奖、2005年度信息产业部重大技术发明奖以及第十届（2008年度）中国专利优秀奖。
田捷博士还是教育部长江学者特聘教授、中科院百人计划入选者、国家杰出青年科学基金获得者及新世纪百千万人才工程国家级人选。
近日，“十二五”、“国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定”中对“新一代信息技术产业”、“物联网”等新兴技术领域给予了极大关注。在信息技术发展的过程中，信息安全的问题变得更加重要和复杂，现有的基于智能卡、ID+密码的身份识别系统远远不够，生物特征识别技术以其独特性和唯一性将在未来信息生活中占据重要的地位。
作为身份识别技术领域的重要技术手段，生物特征识别技术涉及的内容很广，包括指纹、人脸、虹膜、语音识别、静脉、掌形、DNA、书写、步态等多种识别方式，涉及到数据采集、数据处理、图形图像识别、比例算法、软件设计等多项技术。在金融、电信信息安全、电子商务、电子政务、军事等领域得到广泛的应用。
进入21世纪后，由于国际反恐、互联网应用等因素的推动，在全球范围内，生物特征识别技术得到了更加广泛的应用。IBG（国际生物识别集团）发布的2009-2014年度全球生物识别市场报告中预测了未来5年全球生物特征识别市场的规模：到2014年将超过93亿美元。由此可见生物特征识别产业具有非常大的潜力。比尔·盖茨也曾断言，生物识别技术是21世纪最有前景的产业之一。
在这个新兴产业的浪潮中，中国生物特征识别行业的技术发展状况如何？在新形势下将获得哪些发展机会？需要面对何种挑战？带着这些问题，记者走访了指纹识别专家中国科学院自动化研究所田捷研究员。
《中国自动识别技术》记者（以下简称“记者”）：请您介绍一下国内外生物特征识别技术现状与发展。
中国科学院自动化研究所研究员田捷：从总体来看，我国生物特征识别的发展，目前还落后于国外，这种落后不是指理论研究，而是指应用推进。最近的两会上，统计局发布的数据表明，我国论文数量世界第一、我国的专利数量世界第一，但应用却落后于发达国家甚至发展中国家。我国是人口大国，拥有全球最大的市场，但目前使用的生物特征识别产品都是国外的知识产权。
我个人预测，未来生物特征识别技术的应用将会获得快速发展，这是因为：首先国内的技术已经成熟，各个层面的应用越来越深入；其次国际一些领域的应用先例起到示范作用，如印度已经建立全民指纹数据库，用于身份证系统中。此外在发达国家的服务业中，生物特征识别应用的需求也十分旺盛。
记者：指纹识别、面相识别、虹膜识别等各个分支技术的应用情况如何？
田捷：全球范围内来看，生物特征识别技术逐渐被接受，看IBG给出的数据，目前应用最多的还是指纹、人脸、虹膜等应用。掌纹、静脉等新的技术还不是十分广泛。
指纹识别技术最早的应用领域是警用刑侦领域，这个领域对指纹技术的要求较高，因为很多现场指纹质量都比较差，而且也只有指纹比较适于应用在刑侦领域。另外在门禁、考勤等民用身份认证方面也有了广泛的应用。近年来，随着技术的进步，在银行等金融领域的内控管理和客户身份认证方面的应用需求更加迫切，呈逐年上升的趋势。人脸识别的主要应用领域在监控方面，例如奥运会的安保系统。虹膜识别在各个领域也都有应用，但是主要受限于设备的成本，导致公众接受程度没有前两者高，希望在未来会有所突破。
总之，各种分支技术都各有利弊，主要依据市场中客户的需求决定采用，一般是越简单、方便、廉价越易于被接受。
记者：请您展望一下，生物特征识别技术在“十二五”期间的应用前景，将在哪些行业或领域获得发展？
田捷：“十二五”期间，国内金融领域将成为生物特征识别应用的重要领域。因为金融行业对身份认证的需求更加迫切，以往用U盘认证的方式将被生物特征识别技术代替，因为生物特征具有不可抵赖性。中国自动识别技术协会也联合银行业做了指纹在金融领域应用的相关标准。
记者：您怎样看待生物特征识别技术的标准问题？
田捷：去年在金融领域，指纹方面的标准受到了足够的重视，得到一定的发展。但同时存在着标准分工不明确，多部门齐头并进，标准制定重叠的现象。因而，生物特征识别技术的相关标准的制定，应该由国家相关政府部门统筹安排，构建合理的标准体系。
记者：作为指纹识别专家，您近期关注的研究方向是什么？有哪些成果？
田捷：根据IBG统计，指纹识别应用最为广泛，我目前更多关注应用层面的问题，如低质量指纹的识别和形变指纹的识别，这是解决指纹应用的两个挑战性问题，是一个需要持续性完善的过程。
我一直关注指纹识别研究的上述几个挑战性问题，2010年生物特征研究领域内的权威学者A.K.Jain教授在其出版的书稿前言中也指出了同样的问题。经过长期的积累，我们团队在这方面取得了一定的成果，既有大量的论文发表在领域内权威期刊IEEE Trans.系列上，得到学术界积极的评价和认可，研究的核心算法获得2004年国家科技进步二等奖和信息产业部重大技术发明奖。同时我们关注国际指纹识别竞赛，这是由国际第三方组织的竞赛，参加者包括从事指纹研究和产品开发的知名科研院所和大公司，我们的算法在FVC2004取得国际第三、国内第一的成绩，在FVC2009 Ongoing测评中也排名第一。另外我们也非常注重成果的应用，将我们的核心技术应用于农村商业银行的指纹支付系统中，以及国家某安全部门的网络授权管理系统中。
另一方面，要想实现生物特征识别的规模化应用，还需要和成熟的技术结合在一起，比如PKI、密码技术等。指纹技术能够使这些应用变得简单、安全、高效，很好地解决了应用的安全问题。
传统的生物特征识别系统在识别的精度和速度上已经完全可以达到实用的要求，由于传统的系统不采用任何加密措施，由此也带来了生物特征识别系统本身的安全性以及用户身份的隐私性保护问题。同时，传统的密钥体制也存在使用不方便和记忆困难等问题。如果我们使用生物特征来代替密钥，或者将生物特征和密钥以某种方式结合起来，就会免去存储和管理密钥的很多麻烦，而且密钥本身又可以对生物特征进行加密保护，使得攻击者既获取不到密钥本身也不容易获得加密后的生物特征模板。这就是目前研究的一个热点问题：生物特征加密，同时也是生物特征技术推广应用的更高安全级别的一种有效手段。
记者：您认为要想推进我国生物特征识别技术的快速发展，应该依照怎样的模式？
田捷：应用是拉动技术进一步成熟的动力，因为技术是为应用服务的。对生物特征识别技术来说，民用级别的局部应用远远不如政府层面推动的作用大。比如美国“911事件”之后，在美国政府推动下，海关、出入境的应用一下把规模拉动起来。从国际惯例来说，目前多个国家已经开始大规模应用生物特征识别技术，必将推动生物特征识别技术在我国的应用。
从长远来看，民用级应用将持续增长。比尔盖茨也说过，21世纪是生物特征应用的时代，但民间的自发应用发展的周期会长一点，因为生物特征识别技术不是一种时尚技术，不能像苹果公司的“ipad”一样短时间在用户中掀起应用的风潮。所以从政府层面自上而下的拉动将使规模化应用时间更短、规模更大。
如今，我国的生物特征识别的发展到了一个重要关口：我们的理论研究并不比别人差，但我们的应用规模、发展速度、推动力度比发达国家甚至发展中国家都落后，如果不推动应用，必将落后于人。
生物特征识别技术与国家信息安全、金融安全、身份认证都息息相关。其技术的完善、应用的推广都需要国家级的项目推动。据我所知的国家自然科学基金委、“863”的一些项目都对生物特征识别技术有所关注，我十分希望看到能像印度全民身份证计划那样的项目，规模化推进中国生物特征识别技术的应用。
也希望通过中国自动识别技术协会、通过《中国自动识别技术》作为媒介，把研究和应用结合在一起，实现我国现在提倡的“产学研一条龙”，抓住机遇，更好地推动生物特征识别技术的健康有序发展。
记者：您怎样看待物联网应用的推进？生物特征识别技术在物联网时代会获得哪些发展机会？
田捷：物联网已经有一些典型应用，现在面临的挑战是如何深入化。生物特征识别如何与物联网融合，是我们关心的话题。因为在物联网时代，解决人的认证问题，将变得十分重要。
生物特征识别技术的应用，将会推动物联网的发展进程。在物联网中，物需要认证，人也需要认证，因为物联网最终是为人服务的。这就涉及到物联网与人的接口问题，而生物特征识别可以作为物联网的标识、认证技术，是十分好的物联网接口技术，指纹、人脸、虹膜都可以实现。物联网将会借助生物特征识别技术的应用向规模化应用推进，变得更加实用化、人性化。
物联网与生物特征识别二者相辅相成，物联网更需要和生物特征识别技术结合，因为生物特征识别技术的应用能够加大物联网的深入和推广。
田捷博士还是教育部长江学者特聘教授、中科院百人计划入选者、国家杰出青年科学基金获得者及新世纪百千万人才工程国家级人选。
近日，“十二五”、“国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定”中对“新一代信息技术产业”、“物联网”等新兴技术领域给予了极大关注。在信息技术发展的过程中，信息安全的问题变得更加重要和复杂，现有的基于智能卡、ID+密码的身份识别系统远远不够，生物特征识别技术以其独特性和唯一性将在未来信息生活中占据重要的地位。
作为身份识别技术领域的重要技术手段，生物特征识别技术涉及的内容很广，包括指纹、人脸、虹膜、语音识别、静脉、掌形、DNA、书写、步态等多种识别方式，涉及到数据采集、数据处理、图形图像识别、比例算法、软件设计等多项技术。在金融、电信信息安全、电子商务、电子政务、军事等领域得到广泛的应用。
进入21世纪后，由于国际反恐、互联网应用等因素的推动，在全球范围内，生物特征识别技术得到了更加广泛的应用。IBG（国际生物识别集团）发布的2009-2014年度全球生物识别市场报告中预测了未来5年全球生物特征识别市场的规模：到2014年将超过93亿美元。由此可见生物特征识别产业具有非常大的潜力。比尔·盖茨也曾断言，生物识别技术是21世纪最有前景的产业之一。
在这个新兴产业的浪潮中，中国生物特征识别行业的技术发展状况如何？在新形势下将获得哪些发展机会？需要面对何种挑战？带着这些问题，记者走访了指纹识别专家中国科学院自动化研究所田捷研究员。
中国科学院自动化研究所研究员田捷
《中国自动识别技术》记者（以下简称“记者”）：请您介绍一下国内外生物特征识别技术现状与发展。
中国科学院自动化研究所研究员田捷：从总体来看，我国生物特征识别的发展，目前还落后于国外，这种落后不是指理论研究，而是指应用推进。最近的两会上，统计局发布的数据表明，我国论文数量世界第一、我国的专利数量世界第一，但应用却落后于发达国家甚至发展中国家。我国是人口大国，拥有全球最大的市场，但目前使用的生物特征识别产品都是国外的知识产权。
我个人预测，未来生物特征识别技术的应用将会获得快速发展，这是因为：首先国内的技术已经成熟，各个层面的应用越来越深入；其次国际一些领域的应用先例起到示范作用，如印度已经建立全民指纹数据库，用于身份证系统中。此外在发达国家的服务业中，生物特征识别应用的需求也十分旺盛。
记者：指纹识别、面相识别、虹膜识别等各个分支技术的应用情况如何？
田捷：全球范围内来看，生物特征识别技术逐渐被接受，看IBG给出的数据，目前应用最多的还是指纹、人脸、虹膜等应用。掌纹、静脉等新的技术还不是十分广泛。
指纹识别技术最早的应用领域是警用刑侦领域，这个领域对指纹技术的要求较高，因为很多现场指纹质量都比较差，而且也只有指纹比较适于应用在刑侦领域。另外在门禁、考勤等民用身份认证方面也有了广泛的应用。近年来，随着技术的进步，在银行等金融领域的内控管理和客户身份认证方面的应用需求更加迫切，呈逐年上升的趋势。人脸识别的主要应用领域在监控方面，例如奥运会的安保系统。虹膜识别在各个领域也都有应用，但是主要受限于设备的成本，导致公众接受程度没有前两者高，希望在未来会有所突破。
总之，各种分支技术都各有利弊，主要依据市场中客户的需求决定采用，一般是越简单、方便、廉价越易于被接受。
记者：请您展望一下，生物特征识别技术在“十二五”期间的应用前景，将在哪些行业或领域获得发展？
田捷：“十二五”期间，国内金融领域将成为生物特征识别应用的重要领域。因为金融行业对身份认证的需求更加迫切，以往用U盘认证的方式将被生物特征识别技术代替，因为生物特征具有不可抵赖性。中国自动识别技术协会也联合银行业做了指纹在金融领域应用的相关标准。
记者：您怎样看待生物特征识别技术的标准问题？
田捷：去年在金融领域，指纹方面的标准受到了足够的重视，得到一定的发展。但同时存在着标准分工不明确，多部门齐头并进，标准制定重叠的现象。因而，生物特征识别技术的相关标准的制定，应该由国家相关政府部门统筹安排，构建合理的标准体系。
记者：作为指纹识别专家，您近期关注的研究方向是什么？有哪些成果？
田捷：根据IBG统计，指纹识别应用最为广泛，我目前更多关注应用层面的问题，如低质量指纹的识别和形变指纹的识别，这是解决指纹应用的两个挑战性问题，是一个需要持续性完善的过程。
我一直关注指纹识别研究的上述几个挑战性问题，2010年生物特征研究领域内的权威学者A.K.Jain教授在其出版的书稿前言中也指出了同样的问题。经过长期的积累，我们团队在这方面取得了一定的成果，既有大量的论文发表在领域内权威期刊IEEE Trans.系列上，得到学术界积极的评价和认可，研究的核心算法获得2004年国家科技进步二等奖和信息产业部重大技术发明奖。同时我们关注国际指纹识别竞赛，这是由国际第三方组织的竞赛，参加者包括从事指纹研究和产品开发的知名科研院所和大公司，我们的算法在FVC2004取得国际第三、国内第一的成绩，在FVC2009 Ongoing测评中也排名第一。另外我们也非常注重成果的应用，将我们的核心技术应用于农村商业银行的指纹支付系统中，以及国家某安全部门的网络授权管理系统中。
另一方面，要想实现生物特征识别的规模化应用，还需要和成熟的技术结合在一起，比如PKI、密码技术等。指纹技术能够使这些应用变得简单、安全、高效，很好地解决了应用的安全问题。
传统的生物特征识别系统在识别的精度和速度上已经完全可以达到实用的要求，由于传统的系统不采用任何加密措施，由此也带来了生物特征识别系统本身的安全性以及用户身份的隐私性保护问题。同时，传统的密钥体制也存在使用不方便和记忆困难等问题。如果我们使用生物特征来代替密钥，或者将生物特征和密钥以某种方式结合起来，就会免去存储和管理密钥的很多麻烦，而且密钥本身又可以对生物特征进行加密保护，使得攻击者既获取不到密钥本身也不容易获得加密后的生物特征模板。这就是目前研究的一个热点问题：生物特征加密，同时也是生物特征技术推广应用的更高安全级别的一种有效手段。
记者：您认为要想推进我国生物特征识别技术的快速发展，应该依照怎样的模式？
田捷：应用是拉动技术进一步成熟的动力，因为技术是为应用服务的。对生物特征识别技术来说，民用级别的局部应用远远不如政府层面推动的作用大。比如美国“911事件”之后，在美国政府推动下，海关、出入境的应用一下把规模拉动起来。从国际惯例来说，目前多个国家已经开始大规模应用生物特征识别技术，必将推动生物特征识别技术在我国的应用。
从长远来看，民用级应用将持续增长。比尔盖茨也说过，21世纪是生物特征应用的时代，但民间的自发应用发展的周期会长一点，因为生物特征识别技术不是一种时尚技术，不能像苹果公司的“ipad”一样短时间在用户中掀起应用的风潮。所以从政府层面自上而下的拉动将使规模化应用时间更短、规模更大。
如今，我国的生物特征识别的发展到了一个重要关口：我们的理论研究并不比别人差，但我们的应用规模、发展速度、推动力度比发达国家甚至发展中国家都落后，如果不推动应用，必将落后于人。
生物特征识别技术与国家信息安全、金融安全、身份认证都息息相关。其技术的完善、应用的推广都需要国家级的项目推动。据我所知的国家自然科学基金委、“863”的一些项目都对生物特征识别技术有所关注，我十分希望看到能像印度全民身份证计划那样的项目，规模化推进中国生物特征识别技术的应用。
也希望通过中国自动识别技术协会、通过《中国自动识别技术》作为媒介，把研究和应用结合在一起，实现我国现在提倡的“产学研一条龙”，抓住机遇，更好地推动生物特征识别技术的健康有序发展。
记者：您怎样看待物联网应用的推进？生物特征识别技术在物联网时代会获得哪些发展机会？
田捷：物联网已经有一些典型应用，现在面临的挑战是如何深入化。生物特征识别如何与物联网融合，是我们关心的话题。因为在物联网时代，解决人的认证问题，将变得十分重要。
生物特征识别技术的应用，将会推动物联网的发展进程。在物联网中，物需要认证，人也需要认证，因为物联网最终是为人服务的。这就涉及到物联网与人的接口问题，而生物特征识别可以作为物联网的标识、认证技术，是十分好的物联网接口技术，指纹、人脸、虹膜都可以实现。物联网将会借助生物特征识别技术的应用向规模化应用推进，变得更加实用化、人性化。
物联网与生物特征识别二者相辅相成，物联网更需要和生物特征识别技术结合，因为生物特征识别技术的应用能够加大物联网的深入和推广。
