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1、 生物特征识别生物特征识别白皮书白皮书 2017 版 版 中国中国电子电子技术技术标准化研究院标准化研究院 全国全国信息技术标准化技术委员会信息技术标准化技术委员会生物特征识别分技术委员会生物特征识别分技术委员会 2017 年年 7 月月 生物特征识别白皮书编委会成员单位生物特征识别白皮书编委会成员单位 北京得意音通技术有限责任公司 北京集创北方科技股份有限公司 北京市商汤科技开发有限公司 北京曙光易通技术有限公司 北京中科虹霸科技有限公司 博宏信息技术有限公司 长春鸿达光电子与生物统计识别技术有限公司 广东光阵光电科技有限公司 广东智冠信息技术股份有限公司 广州广电运通金融电子股份有限公司
2、广州微盾生物科技有限公司 杭州海康威视数字技术股份有限公司 惠州市桑莱士智能科技股份有限公司 南京拉科朗哥信息科技有限公司 山西天地科技有限公司 深圳市汇顶科技股份有限公司 四川川大智胜软件股份有限公司 西安凯虹电子科技有限公司 浙江蚂蚁小微金融服务集团股份有限公司 中国电子技术标准化研究院 目 录 目目 录录 1 概述概述 1 1 1 生物特征识别简介 1 1 2 我国生物特征识别产业发展现状 2 1 3 我国政府引导与政策支持现状 5 2 技术和产业分析技术和产业分析 8 2 1 常见生物特征模态 8 2 2 生物特征识别关键技术分析 16 2 3 生物特征识别技术安全性分析 24 2 4
3、 生物特征识别技术发展趋势分析 31 2 5 国外生物特征识别产业规模和结构特征分析 32 2 6 国内生物特征识别产业发展趋势分析 37 2 7 国内生物特征识别产业风险分析 41 3 生物特征识别典型应用生物特征识别典型应用 46 3 1 金融行业 46 3 2 人社行业 49 3 3 公共安全行业 51 3 4 教育行业 55 3 5 其他行业 56 4 生物特征识别标准化生物特征识别标准化 59 4 1 国际标准化 59 4 2 国内标准化 62 5 我国生物特征识别发展规划建议我国生物特征识别发展规划建议 67 5 1 产业政策支持建议 67 5 2 标准化工作建议 72 附录附录
4、A 75 第 1 章 概述 1 1 概述概述 1 1 生物特征识别生物特征识别简介简介 随着现代社会对公共安全和身份鉴别的准确性 可靠性要求 日益提高 传统的密码和磁卡等身份认证方式因容易盗用和伪造 等原因已远远不能满足社会的需求 而以指纹 人脸 虹膜 静 脉 声纹等为代表的生物特征 如图 1 所示 以其唯一性 即任 意两人的特征应不同 稳健性 即特征不随时间变化 可采 集性 即特征可以定量采集 高可信度和高准确度在身份认证 中发挥着越来越重要的作用 受到越来越多的重视 图图 1 部分部分常见常见生物特征生物特征 生物特征识别 biometrics 是指为了进行身份识别而采用自 动技术对个体生
5、理特征或个人行为特点进行提取 并将这些特征 或特点同数据库中已有的模板数据进行比对 从而完成身份认证 识别的过程 生物特征识别白皮书 2 呈现 数据采集 传感器 生物特征 数据存储 注册 数据库声称身份 重新采集 信号处理 模板 生成 模板 模板 样本 比对 质量控制 特征提取 分割 特征 比对 候选 匹配否 验证成功 辨识成功 匹配 不匹配 候选 列表 阈值 决策策略 验证结果辨识结果 注册 验证 辨识 决策 相似度 得分 图图 2 通用生物特征识别系统概念图通用生物特征识别系统概念图 理论上 所有具有普遍性 唯一性 稳健性 可采集性的生 理特征和个人行为特点统称为生物特征 与传统的识别方式
6、不同 生物特征识别是利用人类自身的个体特性进行身份认证 通用生 物特征识别系统应包含数据采集 数据存储 比对和决策等子系 统 如图 2 所示 生物特征识别技术涉及内容广泛 包括指纹 人脸 虹膜 静脉 声纹 姿态等多种识别方式 其识别过程涉及到数据采集 数据处理 图形图像识别 比对算法 软件设计等多项技术 目 前各种基于生物特征识别技术的软硬件产品和行业应用解决方案 在金融 人社 公共安全 教育等领域得到了广泛应用 1 2 我国生物特征识别产业发展我国生物特征识别产业发展现状现状 近年来 由于反恐 国土安全和社会安全的需要 世界各国 都加大了对安防领域的投入 而身份识别正是安防领域的核心问 第
7、1 章 概述 3 题之一 在这种大环境下 生物特征识别迎来了一个快速发展的 时期 与指纹识别相比 人脸识别 虹膜识别 静脉识别等生物 特征识别技术正快速发展 市场应用场景广阔 产品比重不断增 加 目前 指纹识别产品所占比重已由 90 左右下降到不到 60 打破了生物特征识别市场上 指纹识别 一统天下的局面 我国的生物特征识别产业发展呈现以下特点 1 产业链产业链基本形成基本形成 市场规模快速增长 市场规模快速增长 近年来 我国生物特征识别产业发展迅速 以北京 上海和 深圳 3 地为代表的生物特征识别企业如雨后春笋般成立 且部分 企业已较有规模 从技术分布来看 我国生物特征识别企业已经 基本覆盖
8、从采集设备设计加工 到算法与方案提供 再到传感器 芯片设计加工 系统集成与应用 客户服务与技术支持等生物特 征识别产业链的各个层级 如图 3所示 图图 3 生物特征识别产业链示意图生物特征识别产业链示意图 系统集成 客户服务 技术支持 系统 应用 硬件部分 传感器设计生产 识别芯片设计加工 算法与方案提供 软件部分 生物特征识别白皮书 4 以指纹识别为例 目前已形成了包括 6 种产业角色的完整产业 链 即指纹算法提供商 指纹传感器提供商 指纹应用软件提供 商 指纹识别 IC 提供商 指纹产品提供商和指纹应用方案提供商 其中 指纹算法提供商和指纹传感器提供商是产业链的两个源点 目前 我国生物特征
9、识别市场呈爆炸性增长 生物特征识别领 域的企业已从 20 余家发展到 200 余家 市场规模也已达到数十亿 元 随着二代居民身份证 电子护照等由政府主导的大型项目逐 渐推出 以及整个社会对公共安全 信息安全 安全可靠支付和 个人安全的要求越来越高 我国生物特征识别产业还有很大的发 展空间 仍将保持较快的增长速度 2 自主企业自主企业发展迅速 部分产品已达国际先进水平发展迅速 部分产品已达国际先进水平 总体来说 国外公司提供核心技术的产品在我国生物特征识别 市场仍然占据一定比例 但是部分自主产品已经可以与国际先进 产品相抗衡 例如 世界各国正在开展电子护照工程 我国多家 企业的生物特征识别采集设
10、备产品先后在东南亚和中东的一些发 展中国家中标政府采购项目 个别企业的产品还通过了美国联邦 调查局针对生物特征识别采集终端的认证 3 多种识别技术蓬勃发展 多种识别技术蓬勃发展 金融领域成为近期热点金融领域成为近期热点 与国外相比 国内生物特征识别技术和应用仍有差距 目前 在我国生物特征识别产业中 指纹识别技术和产品仍然占据主导 地位 但随着人脸识别 虹膜识别 静脉识别 声纹识别等技术 迅猛发展 各种模态的生物特征识别产品和市场潜力不可低估 预计未来几年 金融行业将成为我国生物特征识别的重要应用 第 1 章 概述 5 领域 目前我国各大银行和金融支付平台公司已采用包括指纹识 别 声纹识别 人脸
11、识别等生物特征识别技术的各类应用解决方 案 并广泛应用于移动终端支付 银行管理分级授权 贵宾客户 解决方案和柜员管理等方面 随着我国生物特征识别公司竞争力 越来越强 其产品势必将在金融领域应用市场占据主导地位 1 3 我国政府引导我国政府引导与政策与政策支持支持现状现状 我国生物特征识别产业虽然起步较晚 但后发优势显著 产业 势头强劲 应用需求旺盛 同时 我们也清醒地认识到 目前我 国生物特征识别企业存在标准化意识淡薄 市场测试能力不足 产品质量良莠不齐等问题 制约了我国生物特征识别产业和技术 的快速有序发展 因此 需要政府主管部门加大对生物特征识别 产业的引导和政策支持 1 政府引导政府引导
12、必要性必要性 生物特征识别市场和技术的快速发展需要国家 政府部门的 大力支持 国外生物特征识别市场的销售收入约 90 来自政府大 中型应用项目 虽然我国政府对生物特征识别产业出台了相关政 策 但政府引导和政策支持的力度与国外相比差距明显 近年来 随着国内生物特征识别技术在金融 人社 公共安 全和教育等领域中广泛应用 使得社会运行效率显著提高 公共 安全保障明显增强 在政府的大力引导和支持下 生物特征识别 产业必将为社会带来更多的安全和便捷 生物特征识别白皮书 6 2 政策支持政策支持现状现状 目前 国家相继立法规定在社会保障 二代居民身份证 电 子护照等关键领域采用生物特征识别技术 2003
13、年 劳动和社会保障部社会保险事业管理中心发布了 支 付养老金指纹身份认证系统技术规范 试行 标志着指纹识 别技术在支付养老金的身份认证中被认可 积极推动了指纹认证 在社保事业中的大规模应用 2005 年 科学技术部发布 国家中长期科学和技术发展规划 纲要 2006 2020 年 明确提出了要重点支持生物特征识别技 术和产业的发展 纲要的 突发公共事件防范与快速处置 主题中 提出要 重点研究开发个体生物特征识别技术 纲要的 智能感知 技术 主题中提出要 重点研究基于生物特征为基础的 以人为中 心的智能信息处理和控制技术 研究生物特征识别等相关领域的 系统技术 2006 年 第十届全国人民代表大会
14、第 21 次会议于通过 中华 人民共和国护照法 其中规定护照具备视读和机读两种功能 护照的防伪性能参照国际技术标准制定 明确了电子护照的法律 地位 经国务院批准 2011 年 7 月我国正式签发新版公务电子护 照 2012 年 5 月我国正式签发新版普通个人电子护照 按照规定 新版普通个人电子护照的芯片应存储护照持有人的左右手各一枚 指纹图像 2007 年 科学技术部将生物特征识别技术列入我国 十一五 期间的科技发展内容 明确指出 要在生物特征识别技术领域缩 第 1 章 概述 7 小与世界先进水平的差距 开展生物特征识别应用技术研究 开 发具有高安全性 低误报率的出入口控制新产品 2011 年
15、 十一届全国人大常委会第 23 次会议通过立法 对 居 民身份证法 进行修改 规定二代居民身份证需加载个人指纹信 息模块 对居民的指纹信息进行登记 自 2013 年 1 月起全面停用 一代居民身份证 所有二代居民身份证新领 补领都需登记加载 指纹信息 2011 年 工信部发布我国 十二五 产业技术创新规划 明确 将生物特征识别技术列为软件与信息技术服务业的重点开发产 业 并为未来 5 年生物特征识别技术和产业的发展指明方向 总体来说 在政府引导和相关政策的支撑推动下 我国生物 特征识别产业取得快速健康发展 目前我国生物特征识别技术产 业自身基础愈加稳固 国家政策环境显著改善 用户认可度逐年 提
16、高 但是应用领域较为狭窄问题仍较为突出 未来还需要在政 府的合理引导下进一步向其它领域延伸扩展 生物特征识别白皮书 8 2 技术和产业分析技术和产业分析 2 1 常见生物特征模态常见生物特征模态 目前 生物特征识别领域常用的特征模态包括指纹识别 人脸 识别 虹膜识别 指静脉识别 声纹识别和姿态识别等 各生物 特征模态基本内容如下 2 1 1 指纹识别指纹识别 指纹是指人的手指末端正面皮肤上的一些凹凸不平的乳突线 每个指纹都有几十个独一无二 可测量的特征点 而每个特征点 大约都有 5 至 7 个特征 因此 10 个手指指纹图像便产生最少数千 个独立可测量的特征 如图 4 所示 图图 4 指纹图像及细节点特征指纹图像及细节点特征 第 2 章 技术和产业分析 9 一个典型的指纹识别过程分为在线和离线两个部分 如图 5 所示 一般而言 在采集精度和准度合适的情况下 仅利用细 节点特征即可完成匹配 如图 6 所示 但在实际操作中 还需 要考虑采集过程中的噪声和形变造成的影响 图图 5 自动指纹识别流程自动指纹识别流程 图图 6 指纹细节点匹配过程指纹细节点匹配过程 生物特征识别白皮书 10 2
