生物特征識別技術的現狀與發展趨勢概述

漆海星

(西華大學，四川 成都 610039)

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生物特征識別技術的現狀與發展趨勢概述

漆海星

(西華大學，四川 成都 610039)

生物特征識別技術是利用人的生理特征或行為特征，來進行個人身份的鑒定。文章論述了現有得各種生物特征識別技術的原理，特征的優缺點，介紹生物特征識別技術的發展趨勢。

身份鑒別；人體生物特征；發展趨勢

1 引言

信息化高速發展的一大特征是個人身份的數字化和隱性化，如何準確鑒定一個人的身份，保護信息安全是當今信息化時代必須解決得一個關鍵性社會問題。生物特征身份鑒別技術是身份鑒別領域的一個研究熱點。生物特征識別技術是指利用人體固有的生理特征或行為特征來進行個人身份鑒別認證的技術。生物特征識別技術包括采用人體固有的生理特征(如人臉、指紋、虹膜、靜脈、視網膜)進行的身份認證技術和利用后天形成的行為特征(如簽名、筆跡、聲音、步態)進行的身份認證技術。與傳統的身份鑒定手段相比，基于生物特征識別的身份鑒定技術具有如下優點：(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”，隨時隨地可用。正是由于生物特征身份識別認證具有上述優點，基于生物特征的身份識別認證技術受到了各國的極大重視。

2 生物特征識別技術的現狀及發展趨勢

目前，常用的生物特征識別技術所用的生物特征有基于生理特征的如視網膜、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的特點及其發展趨勢進行討論研究。

2.1 視網膜識別

人體的血管紋路也是具有獨特性的，人的視網膜表面血管得圖樣可以利用光學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視網膜周圍，即視網膜四層細胞得最遠處。如果視網膜不被損傷，從三歲起就會終身不變，如同虹膜識別技術一樣，視網膜掃描可能具有最可靠，最值得信賴得生物識別技術，但它運用起來的難度較大。視網膜識別技術要求激光照射眼球的背面以獲得視網膜特征得唯一性。

視網膜技術的優點：視網膜是一種及其固定得生物特征，因為它是隱藏的，故而不易磨損，老化；非接觸性得；視網膜是不可見得，不會被偽造。缺點是：視網膜技術未經過任何測試，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證技術，與目前廣泛應用的以密碼、IC卡為媒介的傳統身份認證技術相比，具有不易偽造、不易竊取、不會遺忘的特點；而人臉識別與指紋、虹膜、掌紋識別等生理特征識別技術相比，具有非侵犯性、采集方便等特點。因而人臉識別是一種非常自然、友好的生物特征識別認證技術。人臉識別技術包括圖像或視頻中進行人臉檢測、從檢測出的人臉中定位眼睛位置、然后提取人臉特征、最后進行人臉比對等一系列相關的技術。

人臉識別得優點：非接觸性的。缺點是：要是比較高級得攝像頭才也有效地撲捉面部圖像；使用者面部的位置與周圍得光環境都可能影響系統的精確性，而且面部識別容易受欺騙；對于采集圖像的設備會比其他技術昂貴得多。

2.3 指紋識別

指紋識別技術是指通過比較不同人指紋中的特征點不同來區分不同人的身份。指紋識別技術通常由三個部分組成：對指紋圖像進行預處理；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。常用的預處理方法有圖像增強、圖像平滑、二值化、圖像細化等。

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

指紋識別的優點:技術相對成熟；成本較低。缺點是：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較新的生物特征。1983年，Flom與Safir申請了虹膜識別專利保護，使得虹膜識別方面的研究很少。1993年，Daugman發表了關于虹膜自動識別算法的開創性工作，奠定了世界上首個商業虹膜自動識別系統的基礎。隨著Flom和Safir專利在2005年的失效和CASIA及ICE2005中虹膜數據集的提供，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行了測試。虹膜識別中需要解決如下兩個難點問題：一是虹膜圖像的獲取，二是實現高性能的虹膜識別算法。

3 結論

本文討論了一些常用的生物特征識別技術的技術特點及發展趨勢。隨著各國對生物特征識別技術的越來越重視，生物特征識別技術必將獲得更快的發展。

[1] 張敏貴，潘泉，等.多生物特征識別[J].信息與控制,2002,31(6).

[2] 楊俊，景疆.淺談生物認證技術——指紋識別[J].計算機時代，2004,(3).

[3] 侯鴻川.面部溫譜圖身份識別技術探討[J].中國人民公安大學學報(自然科學版),2005,(3).

[4] 陳鍛生,劉政凱.彩色圖像人臉高光區域的自動檢測與校正方法.軟件學報,2003,14(11):1900～1906.

[5] 于瑞華，洪衛軍.生物特征識別技術及其應用[J].只能建筑于城市信息，2004，(8).

漆海星，男，漢族，四川遂寧人，學生，西華大學。

DF795.1

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1671-1602(2016)20-0034-01