生物識(shí)別技術(shù)在近幾年有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，但要使生物識(shí)別從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用，眾多的科研單位還需要突破和解決其中一系列的關(guān)鍵技術(shù)。從統(tǒng)計(jì)的意義上講人類的指紋、掌形、虹膜等生理特征存在著唯一性。因而這些特征都可以作為鑒別用戶身份的依據(jù)。
1、生物特征傳感器技術(shù)
通過某種原理可以測(cè)量生物特征，并將其轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)，這就是生物特征傳感器的主要任務(wù)，也是生物特征識(shí)別的第一步。大部分的生物特征都是通過光學(xué)傳感器如CCD或CMOS形成圖像信號(hào)，例如人臉、指紋、虹膜、掌紋、手形、靜脈等。但是虹膜和靜脈圖像需要主動(dòng)的紅外光源才可以得到細(xì)節(jié)清晰的個(gè)性特征。由于外加主動(dòng)光源能夠克服可見光線變化對(duì)生物特征的影響，所以最近在人臉識(shí)別領(lǐng)域有研究人員設(shè)計(jì)了紅外成像設(shè)備，來(lái)克服人臉模式隨光照變化的類內(nèi)差異，從而大幅度提高了人臉識(shí)別的精度。
為了提高生物識(shí)別系統(tǒng)的易用性、舒適性和用戶的接受程度，同時(shí)又要保證生物特征信號(hào)的質(zhì)量，此外還要小巧精致、成本低廉，生物特征傳感器技術(shù)還有許多需要改進(jìn)的地方。例如最近已經(jīng)有通過非接觸方式采集的3D 指紋傳感器技術(shù)。生物特征傳感器的核心技術(shù)包括：
1)智能定位技術(shù)
生物特征獲取裝置必須讓用戶和識(shí)別系統(tǒng)處于合適的距離和位置才可以捕獲合格的生物特征信號(hào)。最理想的方案是讓采集裝置自動(dòng)判別用戶的位置，然后主動(dòng)調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)或者直接通過機(jī)械裝置移動(dòng)采集設(shè)備，這樣就可以降低對(duì)用戶的要求，采集方式更加智能化和人性化。
2)人機(jī)接口設(shè)計(jì)
生物特征采集系統(tǒng)應(yīng)該“以人為本”，符合人體工學(xué)，設(shè)計(jì)生物特征和采集裝置之間的交互接口。通過開發(fā)用戶自定位技術(shù)讓用戶在某種方式的導(dǎo)引下很快找到合適的成像位置。例如現(xiàn)有的人臉識(shí)別和虹膜識(shí)別系統(tǒng)中通常在采集裝置上安裝一面鏡子或者設(shè)置一個(gè)注視點(diǎn)或者設(shè)計(jì)比較巧妙的光學(xué)系統(tǒng)，用戶通過視覺或者語(yǔ)音反饋就可以比較迅速地找到適合成像的位置。
3)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
主要是光學(xué)鏡頭組的設(shè)計(jì)和加工，如果需要主動(dòng)光源照明的話還要在鏡頭上安裝濾光片，根據(jù)成像距離設(shè)置主動(dòng)光源。
4)機(jī)械控制技術(shù)
包括自動(dòng)變焦的電控單元設(shè)計(jì)、配合用戶的身高和距離進(jìn)行程序調(diào)節(jié)的機(jī)械單元設(shè)計(jì)等。
生物特征傳感器的核心技術(shù)還包括傳感器電路設(shè)計(jì)；信號(hào)傳輸與通信技術(shù)；防撬報(bào)警技術(shù)以及和其他技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。
2、活體檢測(cè)技術(shù)
為了防止惡意者偽造和竊取他人的生物特征用于身份認(rèn)證，生物識(shí)別系統(tǒng)必須具有活體檢測(cè)功能，即判別向系統(tǒng)提交的生物特征是否來(lái)自有生命的個(gè)體。一般生物特征的活體判別技術(shù)利用的是人們的生理特征，例如活體指紋檢測(cè)可以基于手指的溫度、排汗、導(dǎo)電性能等信息，活體人臉檢測(cè)可以基于頭部的移動(dòng)、呼吸、紅眼效應(yīng)等信息，活體虹膜檢測(cè)可以基于虹膜振顫特性、睫毛和眼皮的運(yùn)動(dòng)信息、瞳孔對(duì)可見光源強(qiáng)度的收縮擴(kuò)張反應(yīng)特性等。
此外，基于生物特征圖像的光譜學(xué)信息也是進(jìn)行活體檢測(cè)的有效途徑。例如打印的圖像會(huì)形成有規(guī)律的紙質(zhì)紋理特征，可以用頻譜特征進(jìn)行檢測(cè)。此外，還可以通過人機(jī)互動(dòng)的形式檢測(cè)生物特征的活體特性； 使用多模態(tài)生物特征識(shí)別系統(tǒng)也可以提高偽造的難度。
從現(xiàn)有的技術(shù)水平看，活體檢測(cè)功能一直是生物識(shí)別系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，已經(jīng)有研究人員使用偽造的指紋和人臉攻破了現(xiàn)有的系統(tǒng)，引發(fā)了有些用戶對(duì)生物識(shí)別技術(shù)的信任危機(jī)。所以活體檢測(cè)技術(shù)將是生物識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)入高端安全應(yīng)用的最大瓶頸。
3、生物特征信號(hào)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)
在自動(dòng)身份識(shí)別系統(tǒng)中，生物特征一般是以連續(xù)的視頻流或者音頻流的形式進(jìn)行獲取。由于有效的生物特征采集范圍總是有限的，再加上人的運(yùn)動(dòng)、姿態(tài)變化等因素，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的生物特征信號(hào)大部分都是不合格的。而高質(zhì)量的生物特征信號(hào)是進(jìn)行特征表達(dá)和身份識(shí)別的基礎(chǔ)，低質(zhì)量的生物特征信號(hào)有可能引起錯(cuò)誤接收或錯(cuò)誤拒絕，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性（系統(tǒng)的健壯性），浪費(fèi)大量的計(jì)算資源在無(wú)效的生物特征信號(hào)處理上。