信息技術(shù)生物特征識別用于技術(shù)評估的指紋數(shù)據(jù)庫的難度度量標(biāo)準(zhǔn)立項報告EnglishTitleInformationTechnology—BiometricIdentification—DifficultyMetricsofFingerprintDatabasesforTechnicalEvaluation摘要隨著指紋識別技術(shù)在安防、金融、交通、智能制造等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對指紋識別系統(tǒng)及算法性能評估的需求日益增長。各類機構(gòu)常采用指紋數(shù)據(jù)庫進行系統(tǒng)測試，但由于缺乏統(tǒng)一的難度量化標(biāo)準(zhǔn)，不同數(shù)據(jù)庫的測試結(jié)果難以直接比較，嚴重影響了評估的有效性和行業(yè)互操作性。本研究基于ISO/IECTR29198:2013國際標(biāo)準(zhǔn)，旨在建立一套科學(xué)、統(tǒng)一的指紋數(shù)據(jù)庫難度度量方法，通過量化樣本質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)、變形、重疊等多維度因素，構(gòu)建難度可比的測試數(shù)據(jù)庫，提升跨平臺、跨機構(gòu)性能評估結(jié)果的可比性。該標(biāo)準(zhǔn)的制定將推動指紋識別技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為企業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品評價和關(guān)鍵技術(shù)迭代提供權(quán)威依據(jù)，進一步促進行業(yè)規(guī)范化和規(guī)?；l(fā)展。關(guān)鍵詞指紋識別（FingerprintRecognition）；難度度量（DifficultyMetrics）；性能評估（PerformanceEvaluation）；數(shù)據(jù)庫構(gòu)建（DatabaseConstruction）；生物特征識別（BiometricIdentification）；標(biāo)準(zhǔn)化（Standardization）；互操作性（Interoperability）正文一、研究背景與行業(yè)需求指紋識別系統(tǒng)及其算法在安防、通勤、金融、電子設(shè)備、智能制造、醫(yī)療健康等國民經(jīng)濟關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。據(jù)行業(yè)分析，全球生物識別市場中指紋識別技術(shù)占比超過40%，中國企業(yè)如百度、華為、阿里巴巴等也在相關(guān)領(lǐng)域投入大量研發(fā)資源，推出多款成熟產(chǎn)品。然而，隨著技術(shù)普及，指紋識別系統(tǒng)和算法的性能評估成為行業(yè)關(guān)注的焦點。各類私營、公共及學(xué)術(shù)機構(gòu)通常利用指紋數(shù)據(jù)庫進行系統(tǒng)測試與算法驗證。但由于不同機構(gòu)所構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)質(zhì)量、采集設(shè)備、環(huán)境條件、樣本構(gòu)成等方面存在顯著差異，導(dǎo)致同一算法在不同數(shù)據(jù)庫中表現(xiàn)迥異，測試結(jié)果缺乏可比性。更嚴重的是，部分機構(gòu)在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫時是否納入低質(zhì)量樣本的標(biāo)準(zhǔn)不一，進一步加劇了評估結(jié)果的偏差。因此，建立一套客觀、可量化的指紋數(shù)據(jù)庫難度評價體系，已成為推動技術(shù)發(fā)展和行業(yè)互操作的關(guān)鍵需求。二、立項目的與意義本項目旨在制定《用于技術(shù)評估的指紋數(shù)據(jù)庫的難度度量》標(biāo)準(zhǔn)，通過對指紋數(shù)據(jù)庫的多維度因素進行量化分析，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫難度水平的科學(xué)評估與分類。具體目的包括：1.提升測試結(jié)果可比性：通過統(tǒng)一難度度量體系，使不同機構(gòu)能夠基于相同標(biāo)準(zhǔn)評估算法性能，避免因數(shù)據(jù)庫差異導(dǎo)致的誤導(dǎo)性結(jié)論；2.指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建：為公共機構(gòu)、企業(yè)及研究單位提供構(gòu)建不同難度等級指紋數(shù)據(jù)庫的方法論支持，包括高難度挑戰(zhàn)集和互操作性測試集；3.推動技術(shù)研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)化：填補國內(nèi)在該領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)空白，擬等同采用ISO/IECTR29198:2013，提升我國在國際生物識別標(biāo)準(zhǔn)制定中的話語權(quán)；4.支撐行業(yè)應(yīng)用：為安防、金融、智能終端等重要行業(yè)提供技術(shù)評估依據(jù)，促進產(chǎn)品質(zhì)量提升與產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益優(yōu)化。本標(biāo)準(zhǔn)的實施將有效促進指紋識別技術(shù)的規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為企業(yè)研發(fā)、產(chǎn)品認證和行業(yè)監(jiān)管提供技術(shù)支撐。三、范圍與主要技術(shù)內(nèi)容1.范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于所有基于指紋數(shù)據(jù)庫進行算法或系統(tǒng)性能評估的場景，包括但不限于學(xué)術(shù)研究、企業(yè)產(chǎn)品測試、第三方認證等。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了指紋數(shù)據(jù)庫難度水平的量化方法、統(tǒng)計評估流程、數(shù)據(jù)庫構(gòu)建指南以及測試報告規(guī)范。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于以下內(nèi)容：-單幅指紋圖像質(zhì)量的評價；-指紋識別算法本身的性能評估流程與方法。2.主要技術(shù)內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)圍繞指紋數(shù)據(jù)庫的難度度量與構(gòu)建，包括以下核心內(nèi)容：-因素量化模型：基于同一手指的不同樣本間差異，從相對樣本質(zhì)量、相對旋轉(zhuǎn)、形變、重疊等多個維度建立難度因素的量化方法；-統(tǒng)計融合方法：提出多因素加權(quán)與統(tǒng)計模型，融合各類難度因素，形成對數(shù)據(jù)庫整體難度的綜合評價；-數(shù)據(jù)庫難度比較：建立跨數(shù)據(jù)庫難度比對機制，使不同來源的數(shù)據(jù)庫具備可比性；-測試與報告機制：明確難度測試的實施流程、數(shù)據(jù)要求和報告格式，確保評估過程可重復(fù)、可審計；-配對數(shù)據(jù)分析：基于匹配得分分布分析配對樣本的特性，識別影響識別性能的關(guān)鍵因素；-數(shù)據(jù)庫構(gòu)建指南：提供構(gòu)建不同難度等級數(shù)據(jù)庫的實踐方法，包括高難度數(shù)據(jù)庫和用于互操作測試的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫。介紹修訂的企事業(yè)單位或標(biāo)委會全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會生物特征識別分技術(shù)委員會（SAC/TC28/SC37）全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會生物特征識別分技術(shù)委員會（以下簡稱“分技委”）是我國生物特征識別領(lǐng)域最具權(quán)威性的標(biāo)準(zhǔn)化組織，隸屬于國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，負責(zé)生物特征識別領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作。分技委由中國科學(xué)院自動化研究所、清華大學(xué)、北京大學(xué)、百度、華為、中興等知名高校與企業(yè)共同組成，致力于推動我國生物識別技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化與國際化。近年來，分技委已完成多項指紋、人臉、虹膜等生物特征識別國家標(biāo)準(zhǔn)的制定，并積極參與ISO/IECJTC1/SC37國際標(biāo)準(zhǔn)化工工作，推動中國標(biāo)準(zhǔn)走向國際。在本標(biāo)準(zhǔn)的立項與研制過程中，分技委組織多家企業(yè)、檢測機構(gòu)與科研單位共同討論、驗證技術(shù)內(nèi)容，確保標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、實用性與前瞻性。結(jié)論與展望《信息技術(shù)生物特征識別用于技術(shù)評估的指紋數(shù)據(jù)庫的難度度量》標(biāo)準(zhǔn)的制定，將有效解決當(dāng)前指紋識別評估中因數(shù)據(jù)庫差異導(dǎo)致的結(jié)果不可比問題，推動行業(yè)走向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。通過量化難度因素、統(tǒng)一評估流程、提供數(shù)據(jù)庫構(gòu)建指南，本標(biāo)準(zhǔn)不僅服務(wù)于技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品評價，更將促進跨機構(gòu)、跨平臺的互操作實踐。未來，隨著指紋識別技術(shù)在移動支付、智慧城市、邊境管理等領(lǐng)域的深入應(yīng)用，本標(biāo)準(zhǔn)還可擴展至多模態(tài)生物特征融合評估、動態(tài)數(shù)據(jù)庫難度追蹤等方向，進一步強化中國在生物識別標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的國際影響力。建議相關(guān)企業(yè)、檢測機構(gòu)和研究單位積極參與標(biāo)準(zhǔn)實施與推廣，共同推動指紋識別技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。參考文獻[1]ISO/IECTR29198:2013,Informationtechnology