科技信息O科教前沿OSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2011年第13期談?wù)勆镒R(shí)別技術(shù)林珊(浙江海洋學(xué)院數(shù)理與信息學(xué)院浙江舟山316000)[捕要]以電子計(jì)算機(jī)和其他先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為主要手段發(fā)展起來(lái)的指紋識(shí)別、聲 紋識(shí)別、面部識(shí)別、虹膜識(shí)別、IDNA識(shí)別體味識(shí)別等諸多現(xiàn)代生物識(shí)別技術(shù),在當(dāng)今諸多領(lǐng)城都發(fā)揮著不可替代的作用,并且有著極其廣聞的發(fā)展前景。[關(guān)鍵詞]生物識(shí)別技術(shù);發(fā)展21世紀(jì)是一個(gè)輕松簡(jiǎn)約的時(shí)代，人們依靠各種創(chuàng)意優(yōu)化生活。人聲紋,是指通過(guò)聲譜儀顯示出來(lái)的、能夠攜帶言語(yǔ)信息和聲學(xué)特們希望摒棄口袋里大串的鑰匙,永遠(yuǎn)不會(huì)因?yàn)閷ふ腋鞣N房門(mén)卡和密碼征 的各種語(yǔ)音聲波圖譜，即語(yǔ)聲的聲譜圖。聲譜儀上的語(yǔ)音聲波顯示身份驗(yàn)證而忙得焦頭爛額。在這樣的背景下,全世界展開(kāi)了一場(chǎng)生物出 的等強(qiáng)曲線,同指紋紋線極其相似,故被形象地稱(chēng)之為“聲紋" ,也有識(shí)別技術(shù)的革俞運(yùn)動(dòng),各式各樣的生物識(shí)別技術(shù)紛紛涌現(xiàn)一瞪瞪眼 人直接將其稱(chēng)為“第 二指紋"。在語(yǔ)言學(xué)界.被稱(chēng)之為語(yǔ)圖，或稱(chēng)之為睛就能代表密碼,對(duì)著電腦說(shuō)幾句話電腦就能認(rèn)出你是誰(shuí).這就是神“可 見(jiàn)語(yǔ)言"。奇的生物識(shí)別技術(shù)。隨著生物識(shí)別技術(shù)不斷標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、產(chǎn)業(yè)化，2.4 虹膜識(shí)別它逐漸進(jìn)入人們的生活，走向大眾化。雖然生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展較之虹膜,舊稱(chēng)虹彩,是眼球前部含色素的環(huán)形薄膜。虹膜由結(jié)締組織其它先進(jìn)科技是并不算很快,我們有理由相信,終有- -天我們會(huì)通過(guò)細(xì) 胞、肌纖維等構(gòu)成,中間是瞻孔。虹膜所含色素的多少直接決定著眼生物識(shí)別技術(shù)用“自己"證明自己。珠的顏色。每個(gè)人的眼睛虹膜，因其不同的精細(xì)結(jié)構(gòu)而具有特定性,即使是雙胞胎,甚至同一個(gè)人兩只眼睛的虹膜結(jié)構(gòu)圖也各不相同。同時(shí)，1什么是生物識(shí)別技術(shù)人在一一生中其眼睛虹膜又極具穩(wěn)定性。于是,作為識(shí)別個(gè)體的又一項(xiàng)什么是生物識(shí)別技術(shù)?所謂生物識(shí)別技術(shù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)與光、生物識(shí)別技術(shù)--眼睛虹膜識(shí)別技術(shù) 便應(yīng)運(yùn)而生。虹膜識(shí)別技術(shù)具有聲、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合,利用人體遠(yuǎn)距離識(shí)別 、非接觸性、對(duì)被識(shí)別者干擾最少、準(zhǔn)確率高等特點(diǎn)。固有的生理特性(如指紋臉像、紅膜等)和行為特征(如筆跡、聲音、3生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展步態(tài)等)來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。傳統(tǒng)的身份鑒定方法包括身份標(biāo)識(shí)物品(如鑰匙、證件.ATM卡3.1 古老的“生物 識(shí)別技術(shù)"等)和身份標(biāo)識(shí)知識(shí)(如用戶(hù)名和巒碼)。但由于主要借助體外物,一旦人們很容易把生物識(shí)別技術(shù)看成科學(xué)幻想小說(shuō)里的未來(lái)技術(shù)，與證明身份的標(biāo)識(shí)物品及標(biāo)識(shí)知識(shí)被盜或遺忘,其身份就容易被他人冒太陽(yáng)能汽車(chē) 、克隆人這類(lèi)東西聯(lián)系在- -起。實(shí)際上,人們很早就了解了充或取代。生物識(shí)剔技術(shù)比傳統(tǒng)的身份鑒定方法更具安全、保密和方生 物識(shí)別的基本原理并加以應(yīng)用。便性。生物特征識(shí)別技術(shù)具不易遺忘、防偽性能好、不易偽造或被查、幾千年 前，尼羅河流城的人們就在8常交易中利用生物特征如疤隨身“攜帶"和隨時(shí)隨地可用等優(yōu)點(diǎn)。痕、膚色、眼睛的顏色、身高等進(jìn)行鑒定。當(dāng)然，他們那時(shí)沒(méi)有全自動(dòng)電子識(shí)別系統(tǒng),也沒(méi)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),他們面對(duì)的也不會(huì)是現(xiàn)在這種個(gè)人2幾種常見(jiàn)的生物識(shí)別技術(shù)號(hào)碼,但基本原理是類(lèi)似的。目前已經(jīng)出現(xiàn)了許多生物識(shí)別技術(shù),如指紋識(shí)別、面部識(shí)別、聲紋中國(guó)是世界上公認(rèn)最早應(yīng)用指紋的國(guó)家。早在2700多年前,中國(guó)識(shí)別、虹膜識(shí)別視網(wǎng)膜識(shí)別手掌幾何學(xué)識(shí)別簽名識(shí)別等,但其中一 人就開(kāi)始在民間買(mǎi)妻房屋和田產(chǎn)、借貸婚姻等事項(xiàng)中利用指紋訂立部分技術(shù)含量很高的生物識(shí)別手段還處于實(shí)驗(yàn)階段。我們相信隨著科契約,作為 日后的證據(jù)。學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，將有越來(lái)越多的生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生活3.2 新潮的“生物識(shí)別技術(shù)"到了19世紀(jì)，研究犯罪學(xué)的學(xué)者對(duì)生物識(shí)別產(chǎn)生了依厚的興趣，2.1 指紋識(shí)別他們希望能將身體特征與犯罪傾向結(jié)合起來(lái),由此產(chǎn)生了一系列貴量指紋識(shí)別技術(shù)是指依據(jù)人的指紋特征或其所留印痕特征對(duì)人身設(shè)備， 并收集了大數(shù)據(jù)。從此， 測(cè)量個(gè)人身體特征的概念就確定下來(lái)，進(jìn)行的識(shí)別和認(rèn)定技術(shù)。指紋也成為公安機(jī)關(guān)進(jìn)行身份確認(rèn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方法。人們經(jīng)常爭(zhēng)論指指紋, 即人的手指指肚表面皮膚上的紋理花紋。雖人皆有之,卻各紋是否具有絕對(duì)的唯一性,不同國(guó)家鑒定指紋的標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。但不相同。世界上任何人之間,甚至是李生兄弟姐妹之間的指紋,都存在迄令 為止,它仍然是公安機(jī)最廣為使用的方法，其使用過(guò)程也實(shí)現(xiàn)了著本質(zhì)的差異。同一個(gè)人的十個(gè)手指的指紋,也各有差異。這種差異主自 動(dòng)化。要表現(xiàn)在指紋紋線中的許多細(xì)節(jié)特征的不同以及由這些細(xì)節(jié)特征之到了20世紀(jì)末期,生物特征識(shí)別技術(shù)還是一個(gè)帶有科幻色彩的間構(gòu)成的整體組合關(guān)系的不同，如紋線中的勾、眼、橋、棒、點(diǎn)、隆凸、凹概念, 人們習(xí)慣于在電影里面看見(jiàn)特工們通過(guò)指紋、虹膜、掌紋進(jìn)人到陷、彎折、交叉、錯(cuò)位、串聯(lián)以及三角、皺褶紋、傷疤等特征的具體形態(tài)、核心保密區(qū)。大小、方向、角度、位置、數(shù)量及相互關(guān)系的不同等等。指紋的這種唯一3.3 走向大眾的“生物識(shí)別技術(shù)”進(jìn)入21世紀(jì)，隨蓍技術(shù)的成熟，生物特征識(shí)別技術(shù)逐漸從神秘性,為指紋識(shí)別技術(shù)的建立和發(fā)展提供了可靠有力的科學(xué)依據(jù)。不僅 如此,指紋還具有終生不變的穩(wěn)定性。個(gè)體指紋的這種終生的研究室中走出來(lái),開(kāi)始滲透到普通人日常生活的方方面面。以指紋不變的穩(wěn)定性，為指紋識(shí)別技術(shù)的建立和發(fā)展創(chuàng)造了極為重嬰的客觀識(shí)別為代表 的生物特征識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在金融、教育、醫(yī)療、社保等領(lǐng)域條件。在所有生物識(shí)別技術(shù)中,指紋識(shí)別是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種。開(kāi)始應(yīng)用。2.2面部識(shí)別生物特征識(shí)別技術(shù)之所以能開(kāi)始大規(guī)模進(jìn)入人們?nèi)粘Ｉ?面部識(shí)別技術(shù)是根據(jù)人的臉面特征的唯一性特 點(diǎn)而進(jìn)行的個(gè)體“.11”事件可以說(shuō)是 一個(gè)催化劑?！?11”以后，以美國(guó)為首的西方世界識(shí)別和確認(rèn)技術(shù)。人的面部特征的唯一性,可以在臉上某- -單- 器官各國(guó) 都將生物特征識(shí)別技術(shù)作為關(guān)系國(guó)家未來(lái)安全的重大關(guān)鍵技術(shù)或部位上得以體現(xiàn),更重要的是可在這些單-特征之間的位置、距離、加以扶持 美國(guó)連續(xù)發(fā)布三個(gè)法案強(qiáng)調(diào)在邊檢執(zhí)法、民用航空等領(lǐng)城角度、數(shù)量、形狀和模式等相互關(guān)系上得以體現(xiàn)。而且這些面部特征都應(yīng)用生物中國(guó)煤化工10月以前在護(hù)照上具有一定的穩(wěn)定性。當(dāng)驗(yàn)證某人的身份時(shí),只要通過(guò)某種設(shè)備攝錄下使用生物航空組織發(fā)布的規(guī)劃他的面部生物學(xué)特征，與事先已經(jīng)儲(chǔ)存著的相關(guān)樣本特征進(jìn)行比較，中, 建議CNMHG識(shí)別技術(shù)，大部分西幾秒鐘內(nèi)即可完成識(shí)別。簡(jiǎn)許多生物識(shí)別技術(shù)-樣,人的面部識(shí)別技方國(guó)家已經(jīng)衛(wèi)法文持 ILAU的規(guī)觀?？梢詻r，世界形勢(shì)的變化使2003術(shù)是近幾年在全球范圜內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的-項(xiàng)安全技術(shù)。年成為全球生物特征識(shí)別技術(shù)跳躍性發(fā)展的轉(zhuǎn)折年。2.3 聲紋識(shí)別3.4 未來(lái)的“生物識(shí)別技術(shù)"(下轉(zhuǎn)第34頁(yè))15-2011年第13期SCTENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONO科教前沿0科技信息利用形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算和閉運(yùn)算得到的圖形對(duì)電表進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別。在對(duì)圖像處理的基礎(chǔ)上,將色調(diào)圖分離成單通道的灰度圖并分別進(jìn)行腐蝕、膨脹、開(kāi)運(yùn)算、閉運(yùn)算，得到新的四幅圖像,觀察圖像處理的效果。在進(jìn)行對(duì)比分析后,選擇處理效果較好的開(kāi)運(yùn)算與閉運(yùn)算兩幅圖。再對(duì)電表二值化處理后的色調(diào)圖進(jìn)行形態(tài)學(xué)的處理,分別開(kāi)運(yùn)算兩次(降低反光影響)和閉運(yùn)算兩次(減少黑色噪點(diǎn)實(shí)現(xiàn)液晶屏的徹底分離),得到相應(yīng)的形態(tài)學(xué)圖像如圖s和圖6所示。開(kāi)運(yùn)算能夠除去孤立的小點(diǎn),毛刺,而總的位置和形狀不變;閉運(yùn)算能夠填平小孔,彌合小圈4采用灰度均值作為閾值進(jìn)行二值化裂縫，而總的位置和形狀不變。3形態(tài)學(xué)處理4結(jié)論二值化色調(diào)圖受反光和環(huán)境因素的影響較大,需嬰對(duì)二值化色調(diào)本文通過(guò)電表圖像采集,圖像色彩空間變換與通道分離,直方圖圖進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)作為圖像處理的數(shù)學(xué)工具,它的基本分析 ，二值化處理,使得電表從背景中分離出來(lái),可以對(duì)電表準(zhǔn)確的進(jìn)思想是用具有一定形態(tài)的結(jié)構(gòu)元素去度量和提取圖像中的對(duì)應(yīng)形狀，行識(shí)別。 通過(guò)圖像效果圖分析可知,該方法能有效解決因光照影響造從而達(dá)到對(duì)圖像進(jìn)行處理的目的。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)是一種非線性濾波方成的圖像大面積背景干擾和表面反光等問(wèn)題,為電表后續(xù)的識(shí)別工作法。其中二值數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)變換是- 種針對(duì)集合的處理過(guò)程,其基本運(yùn)奠定了 較好的基礎(chǔ)。科算包括腐蝕、膨脹、開(kāi)運(yùn)算和閉運(yùn)算。膨脹可以將圖像區(qū)域擴(kuò)張大,可以用其來(lái)實(shí)現(xiàn)小的空洞和狹窄縫[參考文獻(xiàn)]默的填充。腐蝕可以將圖像區(qū)域收縮小可以用來(lái)將圖像毛刺菱角去11]用云.許夠標(biāo)舞仕偉.車(chē)牌識(shí)別技術(shù)研究山微機(jī)發(fā)展. 200 13602 31-掉。先腐蝕后膨脹的過(guò)程稱(chēng)為開(kāi)運(yùn)算。開(kāi)運(yùn)算用來(lái)消除小物體、在纖細(xì)放處分離物體、，平靠較大物體的邊界同時(shí)并不明是改變其面積先腳(2)商妖洲 僅表圖像輸人及置處理技術(shù)的研究與應(yīng)朋)廣東工業(yè)大學(xué)自確化學(xué)院，2007.脹后魔蝕的過(guò)程稱(chēng)為閉運(yùn)算。附運(yùn)算用來(lái)填充物體內(nèi)細(xì)小空制，連接[3]李曉東 彩色數(shù)字儀表圖像二值化技術(shù)研究們計(jì)算技術(shù)與發(fā)展, va20Na.鄰近物體、平滑其邊界的同時(shí)并不明顯改變其面積。形態(tài)學(xué)處理后，被4.AF. 2010.提取圖像邊緣的灰度值的變化程度比非邊緣部分顯著得多。[4]劉朋瑞，數(shù)字圖像預(yù)處理的硬件設(shè)計(jì)和實(shí)觀方法D),上海交通大學(xué):電子信息與電氣工程學(xué)院,2007.[責(zé)任編輯:張慧]5圈5對(duì)二值化色調(diào)圖開(kāi)操作兩次圖6對(duì)二值化色調(diào)圈閉操作兩次(上接第25頁(yè))目前,生物識(shí)別技術(shù)中的很多技術(shù)已經(jīng)在某些領(lǐng)城內(nèi)使用,它正在以快捷、方便、高效的姿態(tài)走進(jìn)人們的日常生活。生物識(shí)別技術(shù)有著誘人的市場(chǎng)前景。近年來(lái).由于反恐國(guó)土安全和社會(huì)[1]袁茂峰,向體志生物識(shí)別技術(shù)種類(lèi)及未來(lái)趨勢(shì)，金 卡工程20305)0安全的需要.世界上各個(gè)國(guó)家都對(duì)安防領(lǐng)城加大了投入,而身份識(shí)別[2]孔春曉現(xiàn)代生物識(shí)別技術(shù)綜述山東公安專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2003,7(4):70.正是安防的一個(gè)核心問(wèn)題。在這種大環(huán)境下,生物特征識(shí)別迎來(lái)了一[3]顧衛(wèi).多娶多彩的生物識(shí)別技術(shù),創(chuàng)新科技,2005(02).個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。權(quán)威調(diào)查分析報(bào)告顯示,2007年全球生物識(shí)別市[4]王賢良,張鐵虎.生物特征識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)數(shù)字信號(hào)處理器的挑戰(zhàn)。電子產(chǎn)品世界2008,5.,場(chǎng)收入超過(guò)30億美元，至2012年將達(dá)到74億美元。目前中國(guó)生物識(shí)別市場(chǎng)的潛力還沒(méi)有被完全發(fā)掘出來(lái),市場(chǎng)還不[5]張立.國(guó)際生物識(shí)別技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)智能建筑與城市信息.2007(1);122成熟，行業(yè)內(nèi)的企業(yè)良旁不齊。我國(guó)在部分核心技術(shù)研究方面已經(jīng)進(jìn)[6]馬志廣.始終站在生物識(shí)劇技術(shù)的前沿008版.青島日?qǐng)?bào):西海岸新聞專(zhuān)刊，2008,6.人了國(guó)際先進(jìn)行列，但在應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品化方面與國(guó)際先進(jìn)水平還有[7)]小溪、生物識(shí)別技術(shù)走向大眾計(jì)算機(jī)世界 ,200 121(E10)很大差距，始終在低層次中循環(huán),一定程度上阻礙了中國(guó)生物識(shí)別產(chǎn)[8]譚鐵中國(guó)煤化工-界2003,12,0業(yè)的快速發(fā)展。[9]年仁神:(研究2006(346).隨著數(shù)字化 、信息化社會(huì)的邁進(jìn),人們對(duì)生物識(shí)別技術(shù)的了解和[10]景小:YH甲臺(tái)2005<01)0認(rèn)識(shí)將逢漸增加,生物識(shí)別技術(shù)的市場(chǎng)需求會(huì)越來(lái)越大,而生物識(shí)別[11]王玲J. CN M H .G人今.07,7.技術(shù)和識(shí)別系統(tǒng)的性能也將在不斷發(fā)展中日益完善，更好地服務(wù)大[責(zé)任編輯:常鵬飛]. 34