這是因?yàn)槊總€(gè)人臉、虹膜和掌紋圖像的特征表達(dá)方法都是基于某種信號(hào)處理方法或者某個(gè)計(jì)算機(jī)視覺或者某個(gè)模式識(shí)別的理論，“公說公有理，婆說婆有理”，大家對(duì)于這些圖像的本質(zhì)特征表達(dá)還沒有進(jìn)行深入的研究。現(xiàn)在生物特征表達(dá)領(lǐng)域的流行趨勢(shì)是把各種經(jīng)典的或者新提出的圖像分析方法依次去試，有點(diǎn)撞大運(yùn)的感覺，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根源是大家沒有基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)，不知道向哪個(gè)方向努力好。由于各種方法各自為“政”，造成生物特征模板的數(shù)據(jù)交換格式難以統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化。例如人臉、虹膜和掌紋的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)只能基于圖像，這是因?yàn)榇蠹艺也坏揭粋€(gè)統(tǒng)一的、權(quán)威的圖像特征表達(dá)方法。
相對(duì)于基于特征的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，基于圖像的交換標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)算和存儲(chǔ)資源的占用、傳輸速率等多方面都處于下風(fēng)。例如在電子護(hù)照應(yīng)用中，統(tǒng)一格式的生物數(shù)據(jù)都存放在非接觸IC芯片中，在識(shí)別前需要通過無(wú)線讀卡器從護(hù)照IC中讀出生物數(shù)據(jù)，這時(shí)基于特征的方法比基于圖像的方法快100倍，而且基于圖像的方法還要多一個(gè)特征提取的步驟才能得到用戶護(hù)照中的生物特征。所以不管是對(duì)于研究還是應(yīng)用，生物特征信號(hào)本質(zhì)特征的盡快確定都是最重要的。
通過模擬這些生物體神經(jīng)細(xì)胞對(duì)外界視覺刺激的信息編碼規(guī)則，計(jì)算機(jī)視覺研究人員提出了Ordinal Measures（定序測(cè)量特征）來表達(dá)圖像內(nèi)容。中科院自動(dòng)化所生物識(shí)別與安全技術(shù)研究中心通過拓展原始的定序測(cè)量特征的內(nèi)涵，提出了多極子濾波器的概念，建立了虹膜圖像特征表達(dá)的一般框架，證明了虹膜圖像區(qū)域之間的排序測(cè)度特征等價(jià)于虹膜物理表面不同位置反光率之間的大小順序關(guān)系，是獨(dú)立于光照、對(duì)比度等外界因素的虹膜圖像的本質(zhì)特征。
在這個(gè)框架下，虹膜特征抽取甚至可以簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)單的加減運(yùn)算，成功地解決了虹膜識(shí)別從PC向嵌入式平臺(tái)移植的計(jì)算復(fù)雜性難題。通過定序測(cè)量特征，研究中心還建立了掌紋圖像特征表達(dá)的一般框架，統(tǒng)一了該領(lǐng)域識(shí)別性能最好的三種掌紋識(shí)別方法。并針對(duì)低分辨率掌紋圖像上主線和皺紋線灰度模式特點(diǎn)，提出了新穎的十字架形微分濾波器來抽取掌紋圖像中的定序測(cè)量特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新的掌紋識(shí)別方法不僅識(shí)別精度遠(yuǎn)高于主流方法，并且計(jì)算速度比最好方法快一倍。
8、生物特征的匹配技術(shù)
特征匹配就是計(jì)算兩個(gè)生物特征樣本的特征向量之間的相似度。圖匹配算法也在指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)模式、人臉模式、虹膜斑塊模式的相似性度量中得到成功應(yīng)用。
9、生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)檢索與分類技術(shù)
隨著生物特征識(shí)別技術(shù)在人類日常生活中的普及，使用人數(shù)的增長(zhǎng)必然導(dǎo)致生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷擴(kuò)大。這種規(guī)模的擴(kuò)大不僅僅表現(xiàn)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量的擴(kuò)大，還表現(xiàn)在從數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索某一條記錄所耗費(fèi)的時(shí)間的增加。例如在一對(duì)多的超大規(guī)模（如一個(gè)城市、一個(gè)國(guó)家、一個(gè)行業(yè)的人群）生物識(shí)別應(yīng)用中，完成一次識(shí)別的時(shí)間的長(zhǎng)度將會(huì)讓人無(wú)法忍受。這是任何一項(xiàng)成熟的生物識(shí)別技術(shù)從小規(guī)模應(yīng)用向大規(guī)模應(yīng)用轉(zhuǎn)化時(shí)不可避免的問題。
雖然可以使用并行計(jì)算技術(shù)來減少每次識(shí)別的時(shí)間，如果有一個(gè)生物特征粗分類的方法就可以實(shí)現(xiàn)分層次的生物識(shí)別：根據(jù)生物特征向量將數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的模板分成若干個(gè)大類，在大規(guī)模識(shí)別時(shí)首先判斷輸入生物特征所屬的大類，然后首先和這個(gè)大類的數(shù)據(jù)庫(kù)模板進(jìn)行比對(duì)，這樣就可以（至少?gòu)钠谕担p少等待識(shí)別結(jié)果的時(shí)間。例如指紋可以根據(jù)奇異點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置信息分成拱形、尖拱形、左旋形、右旋形和旋渦形等幾個(gè)大類。在虹膜識(shí)別研究領(lǐng)域也有人利用分形維特征將虹膜數(shù)據(jù)庫(kù)分成四大類。這些分類方法的準(zhǔn)確率都高于90%，結(jié)果是令人鼓舞的。利用生物特征模式，還可以實(shí)現(xiàn)人種分類、性別分類等。所以生物特征粗分類和數(shù)據(jù)庫(kù)檢索技術(shù)將是一個(gè)很有前途的研究方向，下一步研究的重點(diǎn)是增加類別數(shù)，提高分類的準(zhǔn)確率。
10、生物特征識(shí)別系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)
迄今為止，任何的生物特征識(shí)別系統(tǒng)或者方法都有出錯(cuò)的可能。對(duì)系統(tǒng)的識(shí)別精度給出客觀、準(zhǔn)確的評(píng)估其實(shí)是一個(gè)很復(fù)雜的問題，它受測(cè)試樣本的數(shù)量、質(zhì)量、評(píng)估指標(biāo)等因素的影響，但是這對(duì)應(yīng)用單位和司法部門卻是一個(gè)很關(guān)注的焦點(diǎn)問題。所以生物特征識(shí)別方法的性能測(cè)評(píng)已成為生物特征識(shí)別研究的一個(gè)重要方向。對(duì)于 1∶1比對(duì)的身份驗(yàn)證系統(tǒng)，錯(cuò)誤有兩種情況：一是把不同人的生物特征識(shí)別為同一類，稱為錯(cuò)誤接收；另一種可能是把同一人的生物特征識(shí)別為不同類，稱為錯(cuò)誤拒絕。