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社會(huì)其它相關(guān)論文-生物特征識(shí)別技術(shù)概述【摘要】生物特征識(shí)別技術(shù)是利用人的生理特征或行為特征，來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。文章論述了現(xiàn)有的各種生物特征識(shí)別技術(shù)的原理、特征、應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了生物特征識(shí)別技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作和發(fā)展趨勢(shì)。【關(guān)鍵詞】身份鑒別；生物特征識(shí)別；標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)信息化時(shí)代的一大特征就是個(gè)人身份的數(shù)字化和隱性化。如何準(zhǔn)確鑒定一個(gè)人的身份，保護(hù)信息安全是當(dāng)今信息化時(shí)代必須解決的一個(gè)關(guān)鍵性社會(huì)問題。目前，我國(guó)的各種管理大部分使用證件、磁卡、IC卡和密碼，這些手段無(wú)法避免偽造或遺失，密碼也很容易被竊取或遺忘。這些都給管理者和使用者帶來(lái)很大不方便。生物特征身份鑒別方法可以避免這些麻煩。因此，這一技術(shù)已成為身份鑒別領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。所謂生物特征識(shí)別技術(shù)就是，通過計(jì)算機(jī)與各種傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性和行為特征，來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。生理特征與生俱來(lái)，多為先天性的；行為特征則是習(xí)慣使然，多為后天性的。將生理和行為特征統(tǒng)稱為生物特征。并非所有的生物特征都可用于個(gè)人的身份鑒別。身份鑒別可利用的生物特征必須滿足以下幾個(gè)條件：第一，普遍性：即必須每個(gè)人都具備這種特征。第二，唯一性：即任何兩個(gè)人的特征是不一樣的。第三，可測(cè)量性：即特征可測(cè)量。第四，穩(wěn)定性：即特征在一段時(shí)間內(nèi)不改變。當(dāng)然，在應(yīng)用過程中，還要考慮其他的實(shí)際因素，比如：識(shí)別精度、識(shí)別速度、對(duì)人體無(wú)傷害、被識(shí)別者的接受性等等?，F(xiàn)在常用的生物特征有：人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、手形識(shí)別、指紋識(shí)別、掌紋識(shí)別、簽名識(shí)別、聲音識(shí)別等。下面將分別介紹各種生物特征識(shí)別技術(shù)：一、生物識(shí)別技術(shù)介紹常用的生理特征有臉像、指紋、虹膜等；常用的行為特征有步態(tài)、簽名等。聲紋兼具生理和行為的特點(diǎn)，介于兩者之間。（一）基于生理特征的識(shí)別技術(shù)1.指紋識(shí)別。指紋識(shí)別技術(shù)是通過取像設(shè)備讀取指紋圖像，然后用計(jì)算機(jī)識(shí)別軟件分析指紋的全局特征和指紋的局部特征，特征點(diǎn)如嵴、谷、終點(diǎn)、分叉點(diǎn)和分歧點(diǎn)等，從指紋中抽取特征值，可以非?？煽康赝ㄟ^指紋來(lái)確認(rèn)一個(gè)人的身份。指紋識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：研究歷史較長(zhǎng)，技術(shù)相對(duì)成熟；指紋圖像提取設(shè)備小巧；同類產(chǎn)品中，指紋識(shí)別的成本較低。其缺點(diǎn)表現(xiàn)在：指紋識(shí)別是物理接觸式的，具有侵犯性；指紋易磨損，手指太干或太濕都不易提取圖像。2.虹膜識(shí)別。虹膜識(shí)別技術(shù)是利用虹膜終身不變性和差異性的特點(diǎn)來(lái)識(shí)別身份的，虹膜是一種在眼睛中瞳孔內(nèi)的織物狀的各色環(huán)狀物，每個(gè)虹膜都包含一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的基于水晶體、細(xì)絲、斑點(diǎn)、凹點(diǎn)、皺紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)。虹膜在眼睛的內(nèi)部，用外科手術(shù)很難改變其結(jié)構(gòu)；由于瞳孔隨光線的強(qiáng)弱變化，想用偽造的虹膜代替活的虹膜是不可能的。目前世界上還沒有發(fā)現(xiàn)虹膜特征重復(fù)的案例，就是同一個(gè)人的左右眼虹膜也有很大區(qū)別。除了白內(nèi)障等原因外，即使是接受了角膜移植手術(shù)，虹膜也不會(huì)改變。虹膜識(shí)別技術(shù)與相應(yīng)的算法結(jié)合后，可以到達(dá)十分優(yōu)異的準(zhǔn)確度，即使全人類的虹膜信息都錄入到一個(gè)數(shù)據(jù)中，出現(xiàn)認(rèn)假和拒假的可能性也相當(dāng)小。和常用的指紋識(shí)別相比，虹膜識(shí)別技術(shù)操作更簡(jiǎn)便，檢驗(yàn)的精確度也更高。統(tǒng)計(jì)表明，到目前為止，虹膜識(shí)別的錯(cuò)誤率是各種生物特征識(shí)別中最低的，并且具有很強(qiáng)的實(shí)用性，386以上計(jì)算機(jī)CCD攝像機(jī)即可滿足對(duì)硬件的需求。3.視網(wǎng)膜識(shí)別。人體的血管紋路也是具有獨(dú)特性的，人的視網(wǎng)膜上面血管的圖樣可以利用光學(xué)方法透過人眼晶體來(lái)測(cè)定。用于生物識(shí)別的血管分布在神經(jīng)視網(wǎng)膜周圍，即視網(wǎng)膜四層細(xì)胞的最遠(yuǎn)處。如果視網(wǎng)膜不被損傷，從三歲起就會(huì)終身不變。同虹膜識(shí)別技術(shù)一樣，視網(wǎng)膜掃描可能具有最可靠、最值得信賴的生物識(shí)別技術(shù)，但它運(yùn)用起來(lái)的難度較大。視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)要求激光照射眼球的背面以獲得視網(wǎng)膜特征的唯一性。視網(wǎng)膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):視網(wǎng)膜是一種極其固定的生物特征，因?yàn)樗恰半[藏”的，故而不易磨損，老化或是為疾病影響；非接觸性的；視網(wǎng)膜是不可見的，故而不會(huì)被偽造。缺點(diǎn)是:視網(wǎng)膜技術(shù)未經(jīng)過任何測(cè)試，可能會(huì)給使用者帶來(lái)健康的損壞，這需要進(jìn)一步的研究；對(duì)于消費(fèi)者，視網(wǎng)膜技術(shù)沒有吸引力；很難進(jìn)一步降低它的成本。4.面部識(shí)別。面部識(shí)別技術(shù)通過對(duì)面部特征和它們之間的關(guān)系（眼睛，鼻子和嘴的位置以及它們之間的相對(duì)位置）來(lái)進(jìn)行識(shí)別，用于撲捉面部圖像的兩項(xiàng)技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)視頻和熱成像技術(shù)：標(biāo)準(zhǔn)視頻技術(shù)通過視頻攝像頭攝取面部的圖像，熱成像技術(shù)通過分析由面部的毛細(xì)血管的血液產(chǎn)生的熱線來(lái)產(chǎn)生面部圖像，與視頻攝像頭不同，熱成像技術(shù)并不需要在較好的光源，即使在黑暗情況下也可以使用。面部識(shí)別技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是：非接觸性的。缺點(diǎn)是：要比較高級(jí)的攝像頭才可有效高速地?fù)渥矫娌繄D像；使用者面部的位置與周圍的光環(huán)境都可能影響系統(tǒng)的精確性，而且面部識(shí)別也是最容易被欺騙的；另外，對(duì)于因人體面部的如頭發(fā)，飾物，變老以及其他的變化可能需要通過人工智能技術(shù)來(lái)得到補(bǔ)償；對(duì)于采集圖像的設(shè)備會(huì)比其他技術(shù)昂貴得多。這些因素限制了面部識(shí)別技術(shù)廣泛地運(yùn)用。5.掌紋識(shí)別。掌紋與指紋一樣也具有穩(wěn)定性和唯一性，利用掌紋的線特征、點(diǎn)特征、紋理特征、幾何特征等完全可以確定一個(gè)人的身份，因此掌紋識(shí)別是基于生物特征身份認(rèn)證技術(shù)的重要內(nèi)容。目前采用的掌紋圖象主要分脫機(jī)掌紋和在線掌紋兩大類。脫機(jī)掌紋圖象，是指在手掌上涂上油墨，然后在一張白紙上按印，然后通過掃描儀進(jìn)行掃描而得到數(shù)字化的圖象。在線掌紋則是用專用的掌紋采樣設(shè)備直接獲取，圖象質(zhì)量相對(duì)比較穩(wěn)定。隨著網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)的發(fā)展，在線身份認(rèn)證將變得更加重要。掌紋識(shí)別一般用作整體分離后的同一認(rèn)定。有將其用做批量商品的防偽，以防止成箱的商品內(nèi)有部分被“調(diào)包”，以部分贗品充真。也有將其用于通道口安全防范系統(tǒng)。6.手形識(shí)別。手形指的是手的外部輪廓所構(gòu)成的幾何圖形手形識(shí)別技術(shù)中，可利用的手形幾何信息包括手指不同部位的寬度、手掌寬度和厚度、手指的長(zhǎng)度等。經(jīng)過生物學(xué)家大量實(shí)驗(yàn)證明，人的手形在一段時(shí)期具有穩(wěn)定性，且兩個(gè)不同人手形是不同的，即手形作為人的生物特征具有唯一性，手形作為生物特征也具有穩(wěn)定性，且手形也比較容易采集，故可以利用手形對(duì)人的身份進(jìn)行識(shí)別和認(rèn)證手形識(shí)別是速度最快的一種生物特征識(shí)別技術(shù)，它對(duì)設(shè)備的要求較低，圖像處理簡(jiǎn)單，且可接受程度較高。由于手形特征不像指紋和掌紋特征那樣具有高度的唯一性，因此，手形特征只用于認(rèn)證，滿足中/低級(jí)的安全要求。7.紅外溫譜圖。人的身體各個(gè)部位都在向外散發(fā)熱量，而這種散發(fā)熱量的模式就是一種每人都不同的生物特征。通過紅外設(shè)備可以獲得反映身體各個(gè)部位的發(fā)熱強(qiáng)度的圖像，這種圖像稱為溫譜圖。拍攝溫譜圖的方法和拍攝普通照片的方法類似，因此，可以用人體的各個(gè)部位來(lái)進(jìn)行鑒別，比如可對(duì)面部或手背靜脈結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒別來(lái)區(qū)分不同的身份。溫譜圖的數(shù)據(jù)采集方式?jīng)Q定了利用溫譜圖的方法可以用于隱蔽的身份鑒定。除了用來(lái)進(jìn)行身份鑒別外，溫譜圖的另一個(gè)應(yīng)用是吸毒檢測(cè)，因?yàn)槿梭w服用某種毒品后，其溫譜圖會(huì)顯示特定的結(jié)構(gòu)。溫譜圖的方法具有可接受性，因?yàn)閿?shù)據(jù)的獲取是非接觸式的，具有非侵犯性。但是，人體的溫譜值受外界環(huán)境影響很大，對(duì)于每個(gè)人來(lái)說(shuō)不是完全固定的。目前，已經(jīng)有溫譜圖身份鑒別的產(chǎn)品，但是由于紅外測(cè)溫設(shè)備的昂貴價(jià)格，使得該技術(shù)不能得到廣泛的應(yīng)用。8.人耳識(shí)別。人耳識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代末開始興起的一種生物特征識(shí)別技術(shù)。人耳具有獨(dú)特的生理特征和觀測(cè)角度的優(yōu)勢(shì)，使人耳識(shí)別技術(shù)具有相當(dāng)?shù)睦碚撗芯績(jī)r(jià)值和實(shí)際應(yīng)用前景。從生理解剖學(xué)上，人的外耳分耳廓和外耳道。人耳識(shí)別的對(duì)象實(shí)際上是外耳裸露在外的耳廓，也就是人們習(xí)慣上所說(shuō)的“耳朵”。一套完整的人耳自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)一般包括以下幾個(gè)過程：人耳圖像采集、圖像的預(yù)處理、人耳圖像的邊緣檢測(cè)與分割、特征提取、人耳圖像的識(shí)別。目前的人耳識(shí)別技術(shù)是在特定的人耳圖像庫(kù)上實(shí)現(xiàn)的，一般通過攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)采集一定數(shù)量的人耳圖像，建立人耳圖像庫(kù)，動(dòng)態(tài)的人耳圖像檢測(cè)與獲取尚未實(shí)現(xiàn)。與其它