谈谈生物识别技术

科技信息O科教前沿OSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2011年第13期谈谈生物识别技术林珊(浙江海洋学院数理与信息学院浙江舟山316000)[捕要]以电子计算机和其他先进科学技术为主要手段发展起来的指纹识别、声 纹识别、面部识别、虹膜识别、IDNA识别体味识别等诸多现代生物识别技术,在当今诸多领城都发挥着不可替代的作用,并且有着极其广闻的发展前景。[关键词]生物识别技术;发展21世纪是一个轻松简约的时代，人们依靠各种创意优化生活。人声纹,是指通过声谱仪显示出来的、能够携带言语信息和声学特们希望摒弃口袋里大串的钥匙,永远不会因为寻找各种房门卡和密码征 的各种语音声波图谱，即语声的声谱图。声谱仪上的语音声波显示身份验证而忙得焦头烂额。在这样的背景下,全世界展开了一场生物出 的等强曲线,同指纹纹线极其相似,故被形象地称之为“声纹" ,也有识别技术的革俞运动,各式各样的生物识别技术纷纷涌现一瞪瞪眼 人直接将其称为“第 二指纹"。在语言学界.被称之为语图，或称之为睛就能代表密码,对着电脑说几句话电脑就能认出你是谁.这就是神“可 见语言"。奇的生物识别技术。随着生物识别技术不断标准化、系统化、产业化，2.4 虹膜识别它逐渐进入人们的生活，走向大众化。虽然生物识别技术的发展较之虹膜,旧称虹彩,是眼球前部含色素的环形薄膜。虹膜由结缔组织其它先进科技是并不算很快,我们有理由相信,终有- -天我们会通过细 胞、肌纤维等构成,中间是瞻孔。虹膜所含色素的多少直接决定着眼生物识别技术用“自己"证明自己。珠的颜色。每个人的眼睛虹膜，因其不同的精细结构而具有特定性,即使是双胞胎,甚至同一个人两只眼睛的虹膜结构图也各不相同。同时，1什么是生物识别技术人在一一生中其眼睛虹膜又极具稳定性。于是,作为识别个体的又一项什么是生物识别技术?所谓生物识别技术就是通过计算机与光、生物识别技术--眼睛虹膜识别技术 便应运而生。虹膜识别技术具有声、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体远距离识别 、非接触性、对被识别者干扰最少、准确率高等特点。固有的生理特性(如指纹脸像、红膜等)和行为特征(如笔迹、声音、3生物识别技术的发展步态等)来进行个人身份的鉴定。传统的身份鉴定方法包括身份标识物品(如钥匙、证件.ATM卡3.1 古老的“生物 识别技术"等)和身份标识知识(如用户名和巒码)。但由于主要借助体外物,一旦人们很容易把生物识别技术看成科学幻想小说里的未来技术，与证明身份的标识物品及标识知识被盗或遗忘,其身份就容易被他人冒太阳能汽车 、克隆人这类东西联系在- -起。实际上,人们很早就了解了充或取代。生物识剔技术比传统的身份鉴定方法更具安全、保密和方生 物识别的基本原理并加以应用。便性。生物特征识别技术具不易遗忘、防伪性能好、不易伪造或被查、几千年 前，尼罗河流城的人们就在8常交易中利用生物特征如疤随身“携帶"和随时随地可用等优点。痕、肤色、眼睛的颜色、身高等进行鉴定。当然，他们那时没有全自动电子识别系统,也没有计算机网络,他们面对的也不会是现在这种个人2几种常见的生物识别技术号码,但基本原理是类似的。目前已经出现了许多生物识别技术,如指纹识别、面部识别、声纹中国是世界上公认最早应用指纹的国家。早在2700多年前,中国识别、虹膜识别视网膜识别手掌几何学识别签名识别等,但其中一 人就开始在民间买妻房屋和田产、借贷婚姻等事项中利用指纹订立部分技术含量很高的生物识别手段还处于实验阶段。我们相信随着科契约,作为 日后的证据。学技术的飞速进步，将有越来越多的生物识别技术应用到实际生活3.2 新潮的“生物识别技术"到了19世纪，研究犯罪学的学者对生物识别产生了依厚的兴趣，2.1 指纹识别他们希望能将身体特征与犯罪倾向结合起来,由此产生了一系列贵量指纹识别技术是指依据人的指纹特征或其所留印痕特征对人身设备， 并收集了大数据。从此， 测量个人身体特征的概念就确定下来，进行的识别和认定技术。指纹也成为公安机关进行身份确认的国际标准方法。人们经常争论指指纹, 即人的手指指肚表面皮肤上的纹理花纹。虽人皆有之,却各纹是否具有绝对的唯一性,不同国家鉴定指纹的标准也不尽相同。但不相同。世界上任何人之间,甚至是李生兄弟姐妹之间的指纹,都存在迄令 为止,它仍然是公安机最广为使用的方法，其使用过程也实现了着本质的差异。同一个人的十个手指的指纹,也各有差异。这种差异主自 动化。要表现在指纹纹线中的许多细节特征的不同以及由这些细节特征之到了20世纪末期,生物特征识别技术还是一个带有科幻色彩的间构成的整体组合关系的不同，如纹线中的勾、眼、桥、棒、点、隆凸、凹概念, 人们习惯于在电影里面看见特工们通过指纹、虹膜、掌纹进人到陷、弯折、交叉、错位、串联以及三角、皱褶纹、伤疤等特征的具体形态、核心保密区。大小、方向、角度、位置、数量及相互关系的不同等等。指纹的这种唯一3.3 走向大众的“生物识别技术”进入21世纪，随蓍技术的成熟，生物特征识别技术逐渐从神秘性,为指纹识别技术的建立和发展提供了可靠有力的科学依据。不仅 如此,指纹还具有终生不变的稳定性。个体指紋的这种终生的研究室中走出来,开始渗透到普通人日常生活的方方面面。以指纹不变的稳定性，为指纹识别技术的建立和发展创造了极为重婴的客观识别为代表 的生物特征识别技术已经在金融、教育、医疗、社保等领域条件。在所有生物识别技术中,指纹识别是当前应用最为广泛的一种。开始应用。2.2面部识别生物特征识别技术之所以能开始大规模进入人们日常生活,面部识别技术是根据人的脸面特征的唯一性特 点而进行的个体“.11”事件可以说是 一个催化剂。“.11”以后，以美国为首的西方世界识别和确认技术。人的面部特征的唯一性,可以在脸上某- -单- 器官各国 都将生物特征识别技术作为关系国家未来安全的重大关键技术或部位上得以体现,更重要的是可在这些单-特征之间的位置、距离、加以扶持 美国连续发布三个法案强调在边检执法、民用航空等领城角度、数量、形状和模式等相互关系上得以体现。而且这些面部特征都应用生物中国煤化工10月以前在护照上具有一定的稳定性。当验证某人的身份时,只要通过某种设备摄录下使用生物航空组织发布的规划他的面部生物学特征，与事先已经储存着的相关样本特征进行比较，中, 建议CNMHG识别技术，大部分西几秒钟内即可完成识别。简许多生物识别技术-样,人的面部识别技方国家已经卫法文持 ILAU的规观。可以况，世界形势的变化使2003术是近几年在全球范圜内迅速发展起来的-项安全技术。年成为全球生物特征识别技术跳跃性发展的转折年。2.3 声纹识别3.4 未来的“生物识别技术"(下转第34页)15-2011年第13期SCTENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONO科教前沿0科技信息利用形态学开运算和闭运算得到的图形对电表进行检测和识别。在对图像处理的基础上,将色调图分离成单通道的灰度图并分别进行腐蚀、膨胀、开运算、闭运算，得到新的四幅图像,观察图像处理的效果。在进行对比分析后,选择处理效果较好的开运算与闭运算两幅图。再对电表二值化处理后的色调图进行形态学的处理,分别开运算两次(降低反光影响)和闭运算两次(减少黑色噪点实现液晶屏的彻底分离),得到相应的形态学图像如图s和图6所示。开运算能够除去孤立的小点,毛刺,而总的位置和形状不变;闭运算能够填平小孔,弥合小圈4采用灰度均值作为阈值进行二值化裂缝，而总的位置和形状不变。3形态学处理4结论二值化色调图受反光和环境因素的影响较大,需婴对二值化色调本文通过电表图像采集,图像色彩空间变换与通道分离,直方图图进行形态学处理。数学形态学作为图像处理的数学工具,它的基本分析 ，二值化处理,使得电表从背景中分离出来,可以对电表准确的进思想是用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状，行识别。 通过图像效果图分析可知,该方法能有效解决因光照影响造从而达到对图像进行处理的目的。数学形态学是一种非线性滤波方成的图像大面积背景干扰和表面反光等问题,为电表后续的识别工作法。其中二值数学形态学变换是- 种针对集合的处理过程,其基本运奠定了 较好的基础。科算包括腐蚀、膨胀、开运算和闭运算。膨胀可以将图像区域扩张大,可以用其来实现小的空洞和狭窄缝[参考文献]默的填充。腐蚀可以将图像区域收缩小可以用来将图像毛刺菱角去11]用云.许够标舞仕伟.车牌识别技术研究山微机发展. 200 13602 31-掉。先腐蚀后膨胀的过程称为开运算。开运算用来消除小物体、在纤细放处分离物体、，平靠较大物体的边界同时并不明是改变其面积先脚(2)商妖洲 仅表图像输人及置处理技术的研究与应朋)广东工业大学自确化学院，2007.胀后魔蚀的过程称为闭运算。附运算用来填充物体内细小空制，连接[3]李晓东 彩色数字仪表图像二值化技术研究们计算技术与发展, va20Na.邻近物体、平滑其边界的同时并不明显改变其面积。形态学处理后，被4.AF. 2010.提取图像边緣的灰度值的变化程度比非边缘部分显著得多。[4]刘朋瑞，数字图像预处理的硬件设计和实观方法D),上海交通大学:电子信息与电气工程学院,2007.[责任编辑:张慧]5圈5对二值化色调图开操作两次图6对二值化色调圈闭操作两次(上接第25页)目前,生物识别技术中的很多技术已经在某些领城内使用,它正在以快捷、方便、高效的姿态走进人们的日常生活。生物识别技术有着诱人的市场前景。近年来.由于反恐国土安全和社会[1]袁茂峰,向體志生物识别技术种类及未来趋势，金 卡工程20305)0安全的需要.世界上各个国家都对安防领城加大了投入,而身份识别[2]孔春晓现代生物识别技术综述山东公安专科学校学报,2003,7(4):70.正是安防的一个核心问题。在这种大环境下,生物特征识别迎来了一[3]顾卫.多娶多彩的生物识别技术,创新科技,2005(02).个快速发展的时期。权威调查分析报告显示,2007年全球生物识别市[4]王贤良,张铁虎.生物特征识别技术的发展趋势及对数字信号处理器的挑战。电子产品世界2008,5.,场收入超过30亿美元，至2012年将达到74亿美元。目前中国生物识别市场的潜力还没有被完全发掘出来,市场还不[5]张立.国际生物识别技术及其发展趋势智能建筑与城市信息.2007(1);122成熟，行业内的企业良旁不齐。我国在部分核心技术研究方面已经进[6]马志广.始终站在生物识剧技术的前沿008版.青岛日报:西海岸新闻专刊，2008,6.人了国际先进行列，但在应用技术和产品化方面与国际先进水平还有[7)]小溪、生物识别技术走向大众计算机世界 ,200 121(E10)很大差距，始终在低层次中循环,一定程度上阻碍了中国生物识别产[8]谭铁中国煤化工-界2003,12,0业的快速发展。[9]年仁神:(研究2006(346).随着数字化 、信息化社会的迈进,人们对生物识别技术的了解和[10]景小:YH甲台2005<01)0认识将逢渐增加,生物识别技术的市场需求会越来越大,而生物识别[11]王玲J. CN M H .G人今.07,7.技术和识别系统的性能也将在不断发展中日益完善，更好地服务大[责任编辑:常鹏飞]. 34