生物特征識別技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢概述

漆海星

(西華大學(xué)，四川 成都 610039)

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生物特征識別技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢概述

漆海星

(西華大學(xué)，四川 成都 610039)

生物特征識別技術(shù)是利用人的生理特征或行為特征，來進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。文章論述了現(xiàn)有得各種生物特征識別技術(shù)的原理，特征的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹生物特征識別技術(shù)的發(fā)展趨勢。

身份鑒別；人體生物特征；發(fā)展趨勢

1 引言

信息化高速發(fā)展的一大特征是個(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)代必須解決得一個(gè)關(guān)鍵性社會問題。生物特征身份鑒別技術(shù)是身份鑒別領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。生物特征識別技術(shù)是指利用人體固有的生理特征或行為特征來進(jìn)行個(gè)人身份鑒別認(rèn)證的技術(shù)。生物特征識別技術(shù)包括采用人體固有的生理特征(如人臉、指紋、虹膜、靜脈、視網(wǎng)膜)進(jìn)行的身份認(rèn)證技術(shù)和利用后天形成的行為特征(如簽名、筆跡、聲音、步態(tài))進(jìn)行的身份認(rèn)證技術(shù)。與傳統(tǒng)的身份鑒定手段相比，基于生物特征識別的身份鑒定技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)不會遺忘或丟失；(2)防偽性能好，不易偽造或被盜；(3)“隨身攜帶”，隨時(shí)隨地可用。正是由于生物特征身份識別認(rèn)證具有上述優(yōu)點(diǎn)，基于生物特征的身份識別認(rèn)證技術(shù)受到了各國的極大重視。

2 生物特征識別技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

目前，常用的生物特征識別技術(shù)所用的生物特征有基于生理特征的如視網(wǎng)膜、人臉、指紋、虹膜，也有基于行為特征的如筆跡、聲音等。下面就這些常見的生物特征識別技術(shù)的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢進(jìn)行討論研究。

2.1 視網(wǎng)膜識別

人體的血管紋路也是具有獨(dú)特性的，人的視網(wǎng)膜表面血管得圖樣可以利用光學(xué)方法透過人眼晶體來測定。用于生物識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)胞得最遠(yuǎn)處。如果視網(wǎng)膜不被損傷，從三歲起就會終身不變，如同虹膜識別技術(shù)一樣，視網(wǎng)膜掃描可能具有最可靠，最值得信賴得生物識別技術(shù)，但它運(yùn)用起來的難度較大。視網(wǎng)膜識別技術(shù)要求激光照射眼球的背面以獲得視網(wǎng)膜特征得唯一性。

視網(wǎng)膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：視網(wǎng)膜是一種及其固定得生物特征，因?yàn)樗请[藏的，故而不易磨損，老化；非接觸性得；視網(wǎng)膜是不可見得，不會被偽造。缺點(diǎn)是：視網(wǎng)膜技術(shù)未經(jīng)過任何測試，可能會給使用者帶來健康的損壞。

2.2 人臉識別

人臉識別作為一種基于生理特征的身份認(rèn)證技術(shù)，與目前廣泛應(yīng)用的以密碼、IC卡為媒介的傳統(tǒng)身份認(rèn)證技術(shù)相比，具有不易偽造、不易竊取、不會遺忘的特點(diǎn)；而人臉識別與指紋、虹膜、掌紋識別等生理特征識別技術(shù)相比，具有非侵犯性、采集方便等特點(diǎn)。因而人臉識別是一種非常自然、友好的生物特征識別認(rèn)證技術(shù)。人臉識別技術(shù)包括圖像或視頻中進(jìn)行人臉檢測、從檢測出的人臉中定位眼睛位置、然后提取人臉特征、最后進(jìn)行人臉比對等一系列相關(guān)的技術(shù)。

人臉識別得優(yōu)點(diǎn)：非接觸性的。缺點(diǎn)是：要是比較高級得攝像頭才也有效地?fù)渥矫娌繄D像；使用者面部的位置與周圍得光環(huán)境都可能影響系統(tǒng)的精確性，而且面部識別容易受欺騙；對于采集圖像的設(shè)備會比其他技術(shù)昂貴得多。

2.3 指紋識別

指紋識別技術(shù)是指通過比較不同人指紋中的特征點(diǎn)不同來區(qū)分不同人的身份。指紋識別技術(shù)通常由三個(gè)部分組成：對指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理；提取特征值，并形成特征值模板；指紋特征值比對。指紋圖像預(yù)處理的目的是為了減少噪聲干擾的影響，以便有效提取指紋特征值。常用的預(yù)處理方法有圖像增強(qiáng)、圖像平滑、二值化、圖像細(xì)化等。

特征提取的目的就是從預(yù)處理后的指紋圖像中，提取出能夠表達(dá)該指紋圖像與眾不同的特征點(diǎn)的過程。最初特征提取是基于圖像的，從圖像整體中提取出特征進(jìn)行比較，但該方法的精度和性能較低。現(xiàn)在一般采用基于特征點(diǎn)的方法，從圖像中提取反應(yīng)指紋特性的全局特征(如紋形、模式區(qū)、核心區(qū)、三角點(diǎn)、紋數(shù)等)和局部特征(如終結(jié)點(diǎn)、分叉點(diǎn)、分歧點(diǎn)、孤立點(diǎn)、環(huán)點(diǎn)等)。得到特征點(diǎn)后就可以對特征點(diǎn)進(jìn)行編碼形成特征值模板。指紋特征值比對就是把當(dāng)前獲得的指紋特征值與存儲的指紋特征值模板進(jìn)行匹配，并給出相似度的過程。

指紋識別的優(yōu)點(diǎn):技術(shù)相對成熟；成本較低。缺點(diǎn)是：具有侵犯性；指紋易磨損，手指太干或太濕不易提取圖像。

2.4 虹膜識別

虹膜相對而言是一個(gè)較新的生物特征。1983年，F(xiàn)lom與Safir申請了虹膜識別專利保護(hù)，使得虹膜識別方面的研究很少。1993年，Daugman發(fā)表了關(guān)于虹膜自動識別算法的開創(chuàng)性工作，奠定了世界上首個(gè)商業(yè)虹膜自動識別系統(tǒng)的基礎(chǔ)。隨著Flom和Safir專利在2005年的失效和CASIA及ICE2005中虹膜數(shù)據(jù)集的提供，虹膜識別算法的研究越來越蓬勃。CE2006首次對虹膜識別算法性能進(jìn)行了測試。虹膜識別中需要解決如下兩個(gè)難點(diǎn)問題：一是虹膜圖像的獲取，二是實(shí)現(xiàn)高性能的虹膜識別算法。

3 結(jié)論

本文討論了一些常用的生物特征識別技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢。隨著各國對生物特征識別技術(shù)的越來越重視，生物特征識別技術(shù)必將獲得更快的發(fā)展。

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漆海星，男，漢族，四川遂寧人，學(xué)生，西華大學(xué)。

DF795.1

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1671-1602(2016)20-0034-01