1、动物医学进展，（）：犬个体生物识别技术收稿日期：基金项目：重庆市教委科研重大项目（）；年度中国刑事警察学院智库项目（）；年度辽宁省社会科学规划基金项目（）作者简介：方伟（），男，辽宁辽中人，副教授，硕士，主要从事警犬技术研究。通讯作者方伟，喻洪江，孔庆波（中国刑事警察学院，辽宁沈阳 ；重庆警察学院，重庆 ）摘要：尽管犬是人类的好朋友，但犬的存在不仅会带来一定的社会公共健康问题，还可能导致一定社会安全问题。在犬伤人事件和涉犬犯罪案件中准确识别嫌疑犬至关重要。犬的个体识别技术有人工标记识别法和生物识别法。生物识别是利用犬的生理特征实现个体身份的自动识别和认证的手段，是一种快速有效的识别方法。犬生物
2、识别技术有鼻纹识别、识别、面部识别、虹膜识别及视网膜识别等。论文对各种犬生物识别技术的发展历史及存在的优点和不足进行介绍，以期为我国犬生物识别相关研究提供参考。关键词：犬；个体识别；生物识别中图分类号：文献标识码：文章编号：（）犬是人类社会中第一个被驯化的动物，与人类共同生存已有万多年的历史。截至 年，我国城镇家庭中犬的数量已经达到 万只，在这庞大的数字背后隐藏着一定的社会问题，犬伤人事件频发，涉犬犯罪如盗犬甚至是将犬作为犯罪工具的案件也偶有发生。当这些事件或案件发生后，如何认定嫌疑犬就至关重要。目前我国的养犬登记管理制度并不能真正实现犬的个体认定，因此，从科学认定的角度实现犬的个体识别不仅能
3、够在犬伤人事件中准确认定嫌疑犬，还能在盗犬案件中有效认定犬的所属权，也能够在其他涉犬犯罪案件中提供线索和证据。生物识别技术已经成为公认的科学识别技 术，能 够 实 现 同 一 认 定。本 文 对 犬 的 鼻 纹、面部、虹膜和视网膜共五项生物识别技术进行综述，评估每一识别技术的优点及存在的不足，并提出展望，以推动我国犬个体生物识别技术的发展，为相关研究提供参考。犬个体生物特征识别技术生物识别是利用量化的生物（包括解剖学和生理学）特征及行为特征，以快速可靠的方式对个体进行身份自动识别和认证的手段。从人的角度而言，生物识别技术是目前最为科学的认定技术，主要有人脸识别、语音识别、虹膜识别、指纹识别、步
4、态识别以及 识别等技术。从犬的角度而言，生物识别技术主要有鼻纹识别、识别、面部识别、虹膜识别及视网膜识别等技术。犬鼻纹识别技术犬鼻纹识别技术与人类指纹识别技术原理相一致，利用犬鼻纹固有的生理特征以实现个体识别。等认为最早关于犬鼻纹的学术研究是由 等于 年完成的。为了确定犬鼻纹是否是唯一的，等对 只比格犬进行了为期 个月的记录，运用人工和计算机两种方法进行比对，最终得出结论，比格犬的鼻纹在出生后的第个月完全形成，此后的成长过程中始终保持不变，且每只犬的鼻纹都是唯一的，犬鼻纹可以用作生物识别标记。此后，等对不同年龄、性别共 个品种的 只犬的鼻纹图像进行研究并得出结论，每只犬的鼻纹都是唯一的，可以作
5、为一种独特的生物识别标记。年 等进行了犬鼻纹识别算法的对比研究，认为定向快速、旋转简短特征是最 适 合 犬 鼻 纹 识 别 的 算 法。年 等提出了一种使用 过滤器提取特征的系统，结果表明该系统能准确识别犬。同年，等提出一种基于卷积神经网络深度学习的网络框架，使用鼻纹对犬进行个体识别。犬 识别技术脱氧核糖核酸简称，携带有合成 和蛋白质所必需的遗传信息，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。技术最初应用在犬身上主要是基于分型方法采取限制性片段长度多态性分子标记技术进行遗传鉴定和亲子鉴定。在DOI:10.16437/ki.1007-5038.2023.06.012 年首次报道犬微卫星位点后，
6、因微卫星标记技术可用于估计未知血统个体之间的遗传相关性，血型鉴定技术很快被淘汰，微卫星标记技术很快成为犬血统和亲属关系研究的首选分子标记。等利用微卫星标记技术对犬进行亲子鉴定，证明了微卫星标记比小卫星标记更直接、更高效。等用微卫星标记技术对同母异父的同一胎幼犬进行亲子鉴定，达到确认父权的目的。伴随技术的发展，短串联重复序列（）成为犬个体识别的重要技术，在已知和未知样本之间存在遗传匹配的情况下，多 基因座分析可以在精准评估匹配值方面发挥重要作用。目前，全球已有多个国家建立了犬 数据库，如奥地利于 年、美国于 年、匈牙利于 年、英国于 年、韩国于 年均已开始建立，我国公安部南昌警犬基地自 年开始开
7、展犬 鉴定研究工作，在 年建立了犬 数据库管理系统并于 年开始试运行。犬面部识别技术犬面部识别技术是在人脸识别技术基础上开发而来，最 初 应 用 在 犬 身 上 是 为 了 识 别 犬 的 品 种。和 等 分别于 和 年创建了犬数据库并实现了依据犬面部特征进行分类的目的。年，等 在人脸生物识别算法的基础上开发一种新算法实现了犬面部识别，准确率达 。年，等 评估使用现有人脸识别方法以及深度学习技术对犬进行个体识别的可行性，发现运用人脸识别模型对犬面部进行识别表现不佳，识别准确率仅为，随后使用哈士奇和八哥犬两个品种犬的数据库测试犬面部识别算法，准确率分别为 和 。年 等在前期研究基础上提出了一个宠
8、物识别系统用于监测智慧城市中的犬，这个系统根据面部特征识别个体犬，识别率达 。年 等 使用“软”生物特征（如品种、身高或性别）与“硬”生物特征（如面部照片）融合，基于机器学习模型利用卷积神经网络对不同种类的犬面部特征进行 学 习 来 识 别 犬，准 确 率 为 。年 等 构建了一种新模型，其测试准确率为 。虹膜识别技术虹膜是在眼球表面上瞳孔与巩膜相间的圆环状色素膜部分。在人类个体识别技术中，虹膜识别技术是目前最具稳定性和准确性的生物特征识别技术之一。等 假设虹膜的结构在人的一生中都是稳定且唯一的，没有两个人有相似的虹膜。这种假设在后期得到了临床观察和发育生物学的证成。虹膜识别技术的理论框架是由
9、 等 于 年提出的，其主要包括虹膜图像的定位、虹膜图像的归一化处理、特征提取和识别部分，后来的研究大多是基于此理论框架发展而来。目前，关于通过犬虹膜进行个体识别的研究成果并不多。中国科学院香港中文大学深圳先进集成技术研究所开展了犬虹膜识别技术及应用系统研制工作，郑泽远 于 年提出了一种基于虹膜识别的犬 类 管 理 系 统 并 发 明 了 一 种 犬 类 虹 膜 识 别设备。视网膜识别技术视网膜居于眼球壁的内层，是一层透明的薄膜。视网膜由色素上皮层和视网膜感觉层组成。年 等 发现牛视网膜具有类似于人类视网膜扫描的特征，从出生到成熟视网膜血管模式基本保持不变。同年，发现视网膜模式几乎可以在所有动物
10、中发现，且眼角膜损伤不会影响获得准确视网膜图像的能力。目前，在犬视网膜识别方面，等 以 只比格犬为研究对象并得出结论，每只比格犬的眼底在其一生中都发生了变化，视网膜血管会变小，但数量或位置并没有变化，数字化的视网膜图像可以用来进行犬个体识别。犬个体生物识别技术的优点与不足犬鼻纹识别技术的优点与不足犬鼻纹识别技术的优势在于样本与检材提取方便、快捷，是一种非入侵式的提取方式，从动物福利角度而言，有利于保护动物权利，但另一方面，目前关于犬鼻纹是否是唯一的、犬鼻纹识别特征点等基本问题都是基于有限样本研究而得出的结论，即使是利用计算机技术开展的学术研究，其依然没能回答出这两个同一认定时必须面对的问题，这
11、一点与人类指纹识别技术尚存在较大差距。犬 识别技术的优点与不足犬 识别技术的优点在于其识别结果的准确性，这一点在人类个体识别上已经充分证明，其不足在于目前单个犬 识别成本高，且不具有时效性。犬面部识别技术的优点与不足犬面部识别技术的优点与鼻纹识别技术的优点一样，都是非接触式的安全采集方式，能够快速完成识别过程，但从目前的研究结果来看其识别准确率并未达到 识别技术的水平，存在识别错误的方伟等：犬个体生物识别技术书书书可能。犬虹膜识别技术的优点与不足虹膜识别技术在人身上的应用实践证明了这是当今世界上最精准的生物识别技术之一，是一种非入侵式的识别技术，尽管虹膜具有天然的防伪性，但其不足在于犬是一种并
12、非人类的生物体，虹膜图像采集面临着现实困境，犬不会主动的配合采集，由此也导致需要精准的虹膜采集设备，且关于犬虹膜的生理特点如虹膜稳定时间、是否唯一等尚未明确。犬视网膜识别技术的优点与不足犬视网膜识别技术的优点在于样本与检材采集的非入侵，但目前关于这一方面的研究只有 等 以 只比格犬为研究对象得出的结论，从这个角度而言其与鼻纹识别、虹膜识别技术存在共同的不足之处，另外，视网膜的采集同样存在着虹膜识别技术所存在的采集方面的不足。犬个体生物识别技术展望生物识别技术终将取代人工标记的方法犬个体识别技术主要有两类，人工标记法和生物识别法两类。人工标记的识别方法在曾经的历史年代确实解决了世界范围内动物识别
13、和监测等主要问题，但也逐渐暴露出一些弊端，人工标记的方法大都是一种侵入式的方法，对动物本身会造成一定的伤害，即使是现如今全世界都在采用的微芯片方法，除存在上述问题，还存在皮下迁移、二次植入的可能，同时，在某些特殊情况下，微芯片会对犬产生一定的副作用，有报道称一只犬在植入微芯片年后在微芯片周围有肉芽肿性炎症，不仅如此，微芯片还可能被复制。与人工标记方法相比，生物识别是建立在科学实践和理论依据基础上的识别技术，是一种可靠的、永久的、非侵入的动物识别方法。故从科学实现犬个体识别角度而言，生物识别技术是最为有效的技术手段。应逐步扩大犬 数据采集范围动物生物材料的基因检测早已成为民事和刑事调查的重要工具
14、 。在民间，犬个体识别主要采取档案管理的方式，并不能实现真正意义的个体识别。工作犬的个体识别主要采取嵌入式微芯片和刚刚发展起来的 识别技术。尽管我国早已经建立起犬 数据管理系统，但目前该犬数据库主要以警方的工作犬为主，民间犬 采集工作并未纳入。目前我国犬数量庞大，一旦发生犬伤人事件或案件后，毫无疑问，识别技术能够提供最有力的证据。此外，加强对犬 数据的采集与管理，能够确保犬血统的准确性与纯正性，通过鉴定犬的生物物证可以为公安机关破案提供线索或者为维护被害人人身权益提供证据，通过探索遗传基因与生长性能、繁殖性状、体貌、遗传病等的相关性可以指导育种。因此，我国应逐步扩大犬 数据采集范围，从现有的警
15、方工作犬范围逐步扩大至民间犬。应继续推进各种犬生物识别技术的学术研究工作尽管目前除 识别技术外其余各种生物识别技术都因研究样本的有限而存在一定的不足，但这并不意味着应停止这方面的研究。以虹膜识别技术应用于人为例，目前已经广泛的应用在社会生活的诸多方面，给社会生活和公共管理带来了巨大便利。关于犬虹膜识别技术目前研究的瓶颈在于尚未开发出精准的虹膜采集设备，然而一旦突破采集设备的难关，虹膜识别算法将在大量样本的基础上被突破，犬虹膜形成的稳定时间及是否是唯一的等现存问题也将在计算机的辅助下得到解决。与 识别技术相比，虹膜识别技术的最大优势在于识别过程的快速。尽管前期基础研究可能存在困难，但如若这些问题
16、得到解决，其产生的社会效应将是巨大的，建立犬的电子档案，采集信息之一就是犬的虹膜，这将极大地改善我国现有的犬管理现状。参考文献：年宠物行业白皮书发布：个变化和个趋势值得关注 ：，（）乌日嘎，臧钰，孙宏钰动物 分析技术及其法医学应用中国法医学杂志，（）：林梓瀚，游祎，史渊基于生物识别技术的全球个人信息安全治理研究 世界科技研究与发展：王玫，石魏生 物 识 别 信 息 保 护 制 度 的 检 视、借 鉴 与 完善 以人脸识别案比较研究为视角 北京警察学院学报，：，（），（）：，（），（）：，（）：，：，动物医学进展 年第 卷第期（总第 期），（）：兰江维，杨树栋，王梦蕾，等 金毛寻回猎犬 个 基因座的遗传多态性及群体遗传结构分析 中国法医 学 杂 志，（）：，（）：李冰，周肖鹏犬 技术研究及应用发展访谈录中国工作犬业，（）：李涛，魏荣兴，马长书，等犬 分子标记技术在案件侦查中的应用 中国工作犬业，（）：，：，（）：，：，（）：，？，（）：，（）：，：，（）：孙哲南，赫然，王亮，等生物特征识别学科发展报告中国图象图形学报，（）：，：，（）：犬只虹膜识别技术及应用系统研制 ：，（）郑泽远一种基
