多生物特征身份認證的優(yōu)化組合設計

摘 要：基于不同生物特征身份認證識別率、造價等方面的考慮，從實際應用需求出發(fā)，建立多目標規(guī)劃模型，列舉四項生物特征評價指標，采用0-1線性整數(shù)規(guī)劃的方法，給出幾種不同應用場合的成本和權重，利用MATLAB得到優(yōu)化結(jié)果，比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法有效。

關鍵詞：生物特征 身份認證 多目標規(guī)劃 優(yōu)化組合

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0009-02

要害部位的安全性對身份認證技術提出了越來越高的要求，生物特征識別成為關注熱點。單一的生物特征識別技術存在識別率低、安全性差等問題，多生物特征身份識別技術因綜合了單生物特征識別的優(yōu)點，成為一種發(fā)展趨勢。如何在經(jīng)濟性、防偽性、穩(wěn)定性、便捷性等約束條件下，從眾多單一生物特征中挑選出最優(yōu)化的組合方案，是研究多生物特征識別技術要考慮的問題。本文從多目標規(guī)劃的角度，對多生物特征進行優(yōu)化選取，達到對不同場所給出相應的優(yōu)化組合的目的。

1 多目標規(guī)劃模型

2.3 評價指標分值的確定及數(shù)學表達

由于各生物特征識別技術的復雜性、發(fā)展成熟程度以及市場化程度等的不同，各生物特征的各自評價指標會有不同程度上的差別。根據(jù)各種生物識別技術的優(yōu)缺點以及應用中的情況，使用專家評分法對評價指標經(jīng)濟性、防偽性、穩(wěn)定性、便捷性在[0，1]內(nèi)打分，本文實驗數(shù)據(jù)由相關資料參考得到，各評價指標分值如表2所示。

為說明不同權系數(shù)的影響不同，這里、、與成本值的值在MATLAB計算中給出。將表2的數(shù)值代入到式（5）、式（6），即得到多生物特征優(yōu)化組合的數(shù)學模型。

3 多生物特征優(yōu)化組合的MATLAB求解

0-1型整數(shù)規(guī)劃常用解法為窮舉法和隱枚舉法。窮舉法在變量較多時，計算量較為龐大，這里采取MATLAB7.0，建立m文件，根據(jù)式（5）、式（6）的數(shù)學表達與2.3節(jié)指標值，調(diào)用函數(shù)bintprog（ ）求解此0-1線性整數(shù)規(guī)劃問題。

根據(jù)實際的情況和不同場所要進行安保對象的不同，采用不同的多生物特征組合，設定不同的成本代價、各評價指標權重、、，得到不同組合，找到最優(yōu)的多生物特征組合。下面給出七組不同的實際應用場合的、、、的進行實驗，得到各變量的0、1取值，其中：“1”表示選取，“0”表示未選取。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)以及它們與表1中相對應的生物特征，得到表3。

分別給定成本預算、權重系數(shù)，根據(jù)1、2組的比較可以得到，當成本預算相同時，根據(jù)實際需保護的目標不同，改變評價指標的權重，可以得到與之匹配的優(yōu)化組合；由3、4得到權重相同時，改變成本預算也可以改變相應的生物特征組合。實驗過程中，采用0-1線性整數(shù)規(guī)劃，輸入相同的預算成本或權重系數(shù)可能會得到相同的結(jié)果，但輸出的實際成本會有不同，考慮到成本與評價指標的共同約束性，此時盡量選擇不同的成本和權重。由此可以得到，當安保的部位確定后，可以根據(jù)預算成本和各評價指標的權重來確定采取的身份認證手段，從而綜合多種生物特征識別的優(yōu)點，提高識別率，起到對要點部位的安全防范。

4 結(jié)語

本文從重要場所出入口身份識別認證的需求出發(fā)，運用多目標規(guī)劃模型，建立多生物特征的目標函數(shù)，利用線性加權和法得到評價函數(shù)，用最優(yōu)化方法求解了重要目標多種生物特征識別的優(yōu)化組合問題，通過MATLAB7.0實驗得出結(jié)果后，經(jīng)反算驗證，在約束條件下，得到的組合是最優(yōu)化組合，為后續(xù)的信息融合提供依據(jù)，也為不同軍事目標的防護提供了較好的參考。

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