科技信息O科教前沿OSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2011年第13期談談生物識別技術林珊(浙江海洋學院數(shù)理與信息學院浙江舟山316000)[捕要]以電子計算機和其他先進科學技術為主要手段發(fā)展起來的指紋識別、聲 紋識別、面部識別、虹膜識別、IDNA識別體味識別等諸多現(xiàn)代生物識別技術,在當今諸多領城都發(fā)揮著不可替代的作用,并且有著極其廣聞的發(fā)展前景。[關鍵詞]生物識別技術;發(fā)展21世紀是一個輕松簡約的時代，人們依靠各種創(chuàng)意優(yōu)化生活。人聲紋,是指通過聲譜儀顯示出來的、能夠攜帶言語信息和聲學特們希望摒棄口袋里大串的鑰匙,永遠不會因為尋找各種房門卡和密碼征 的各種語音聲波圖譜，即語聲的聲譜圖。聲譜儀上的語音聲波顯示身份驗證而忙得焦頭爛額。在這樣的背景下,全世界展開了一場生物出 的等強曲線,同指紋紋線極其相似,故被形象地稱之為“聲紋" ,也有識別技術的革俞運動,各式各樣的生物識別技術紛紛涌現(xiàn)一瞪瞪眼 人直接將其稱為“第 二指紋"。在語言學界.被稱之為語圖，或稱之為睛就能代表密碼,對著電腦說幾句話電腦就能認出你是誰.這就是神“可 見語言"。奇的生物識別技術。隨著生物識別技術不斷標準化、系統(tǒng)化、產(chǎn)業(yè)化，2.4 虹膜識別它逐漸進入人們的生活，走向大眾化。雖然生物識別技術的發(fā)展較之虹膜,舊稱虹彩,是眼球前部含色素的環(huán)形薄膜。虹膜由結(jié)締組織其它先進科技是并不算很快,我們有理由相信,終有- -天我們會通過細 胞、肌纖維等構成,中間是瞻孔。虹膜所含色素的多少直接決定著眼生物識別技術用“自己"證明自己。珠的顏色。每個人的眼睛虹膜，因其不同的精細結(jié)構而具有特定性,即使是雙胞胎,甚至同一個人兩只眼睛的虹膜結(jié)構圖也各不相同。同時，1什么是生物識別技術人在一一生中其眼睛虹膜又極具穩(wěn)定性。于是,作為識別個體的又一項什么是生物識別技術?所謂生物識別技術就是通過計算機與光、生物識別技術--眼睛虹膜識別技術 便應運而生。虹膜識別技術具有聲、生物傳感器和生物統(tǒng)計學原理等高科技手段密切結(jié)合,利用人體遠距離識別 、非接觸性、對被識別者干擾最少、準確率高等特點。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生物識別技術的發(fā)展步態(tài)等)來進行個人身份的鑒定。傳統(tǒng)的身份鑒定方法包括身份標識物品(如鑰匙、證件.ATM卡3.1 古老的“生物 識別技術"等)和身份標識知識(如用戶名和巒碼)。但由于主要借助體外物,一旦人們很容易把生物識別技術看成科學幻想小說里的未來技術，與證明身份的標識物品及標識知識被盜或遺忘,其身份就容易被他人冒太陽能汽車 、克隆人這類東西聯(lián)系在- -起。實際上,人們很早就了解了充或取代。生物識剔技術比傳統(tǒng)的身份鑒定方法更具安全、保密和方生 物識別的基本原理并加以應用。便性。生物特征識別技術具不易遺忘、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"和隨時隨地可用等優(yōu)點。痕、膚色、眼睛的顏色、身高等進行鑒定。當然，他們那時沒有全自動電子識別系統(tǒng),也沒有計算機網(wǎng)絡,他們面對的也不會是現(xiàn)在這種個人2幾種常見的生物識別技術號碼,但基本原理是類似的。目前已經(jīng)出現(xiàn)了許多生物識別技術,如指紋識別、面部識別、聲紋中國是世界上公認最早應用指紋的國家。早在2700多年前,中國識別、虹膜識別視網(wǎng)膜識別手掌幾何學識別簽名識別等,但其中一 人就開始在民間買妻房屋和田產(chǎn)、借貸婚姻等事項中利用指紋訂立部分技術含量很高的生物識別手段還處于實驗階段。我們相信隨著科契約,作為 日后的證據(jù)。學技術的飛速進步，將有越來越多的生物識別技術應用到實際生活3.2 新潮的“生物識別技術"到了19世紀，研究犯罪學的學者對生物識別產(chǎn)生了依厚的興趣，2.1 指紋識別他們希望能將身體特征與犯罪傾向結(jié)合起來,由此產(chǎn)生了一系列貴量指紋識別技術是指依據(jù)人的指紋特征或其所留印痕特征對人身設備， 并收集了大數(shù)據(jù)。從此， 測量個人身體特征的概念就確定下來，進行的識別和認定技術。指紋也成為公安機關進行身份確認的國際標準方法。人們經(jīng)常爭論指指紋, 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的唯一性,不同國家鑒定指紋的標準也不盡相同。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,它仍然是公安機最廣為使用的方法，其使用過程也實現(xiàn)了著本質(zhì)的差異。同一個人的十個手指的指紋,也各有差異。這種差異主自 動化。要表現(xiàn)在指紋紋線中的許多細節(jié)特征的不同以及由這些細節(jié)特征之到了20世紀末期,生物特征識別技術還是一個帶有科幻色彩的間構成的整體組合關系的不同，如紋線中的勾、眼、橋、棒、點、隆凸、凹概念, 人們習慣于在電影里面看見特工們通過指紋、虹膜、掌紋進人到陷、彎折、交叉、錯位、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)量及相互關系的不同等等。指紋的這種唯一3.3 走向大眾的“生物識別技術”進入21世紀，隨蓍技術的成熟，生物特征識別技術逐漸從神秘性,為指紋識別技術的建立和發(fā)展提供了可靠有力的科學依據(jù)。不僅 如此,指紋還具有終生不變的穩(wěn)定性。個體指紋的這種終生的研究室中走出來,開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，為指紋識別技術的建立和發(fā)展創(chuàng)造了極為重嬰的客觀識別為代表 的生物特征識別技術已經(jīng)在金融、教育、醫(yī)療、社保等領域條件。在所有生物識別技術中,指紋識別是當前應用最為廣泛的一種。開始應用。2.2面部識別生物特征識別技術之所以能開始大規(guī)模進入人們?nèi)粘Ｉ?面部識別技術是根據(jù)人的臉面特征的唯一性特 點而進行的個體“.11”事件可以說是 一個催化劑?！?11”以后，以美國為首的西方世界識別和確認技術。人的面部特征的唯一性,可以在臉上某- -單- 器官各國 都將生物特征識別技術作為關系國家未來安全的重大關鍵技術或部位上得以體現(xiàn),更重要的是可在這些單-特征之間的位置、距離、加以扶持 美國連續(xù)發(fā)布三個法案強調(diào)在邊檢執(zhí)法、民用航空等領城角度、數(shù)量、形狀和模式等相互關系上得以體現(xiàn)。而且這些面部特征都應用生物中國煤化工10月以前在護照上具有一定的穩(wěn)定性。當驗證某人的身份時,只要通過某種設備攝錄下使用生物航空組織發(fā)布的規(guī)劃他的面部生物學特征，與事先已經(jīng)儲存著的相關樣本特征進行比較，中, 建議CNMHG識別技術，大部分西幾秒鐘內(nèi)即可完成識別。簡許多生物識別技術-樣,人的面部識別技方國家已經(jīng)衛(wèi)法文持 ILAU的規(guī)觀?？梢詻r，世界形勢的變化使2003術是近幾年在全球范圜內(nèi)迅速發(fā)展起來的-項安全技術。年成為全球生物特征識別技術跳躍性發(fā)展的轉(zhuǎn)折年。2.3 聲紋識別3.4 未來的“生物識別技術"(下轉(zhuǎn)第34頁)15-2011年第13期SCTENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONO科教前沿0科技信息利用形態(tài)學開運算和閉運算得到的圖形對電表進行檢測和識別。在對圖像處理的基礎上,將色調(diào)圖分離成單通道的灰度圖并分別進行腐蝕、膨脹、開運算、閉運算，得到新的四幅圖像,觀察圖像處理的效果。在進行對比分析后,選擇處理效果較好的開運算與閉運算兩幅圖。再對電表二值化處理后的色調(diào)圖進行形態(tài)學的處理,分別開運算兩次(降低反光影響)和閉運算兩次(減少黑色噪點實現(xiàn)液晶屏的徹底分離),得到相應的形態(tài)學圖像如圖s和圖6所示。開運算能夠除去孤立的小點,毛刺,而總的位置和形狀不變;閉運算能夠填平小孔,彌合小圈4采用灰度均值作為閾值進行二值化裂縫，而總的位置和形狀不變。3形態(tài)學處理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,需嬰對二值化色調(diào)本文通過電表圖像采集,圖像色彩空間變換與通道分離,直方圖圖進行形態(tài)學處理。數(shù)學形態(tài)學作為圖像處理的數(shù)學工具,它的基本分析 ，二值化處理,使得電表從背景中分離出來,可以對電表準確的進思想是用具有一定形態(tài)的結(jié)構元素去度量和提取圖像中的對應形狀，行識別。 通過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到對圖像進行處理的目的。數(shù)學形態(tài)學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題,為電表后續(xù)的識別工作法。其中二值數(shù)學形態(tài)學變換是- 種針對集合的處理過程,其基本運奠定了 較好的基礎?？扑惆ǜg、膨脹、開運算和閉運算。膨脹可以將圖像區(qū)域擴張大,可以用其來實現(xiàn)小的空洞和狹窄縫[參考文獻]默的填充。腐蝕可以將圖像區(qū)域收縮小可以用來將圖像毛刺菱角去11]用云.許夠標舞仕偉.車牌識別技術研究山微機發(fā)展. 200 13602 31-掉。先腐蝕后膨脹的過程稱為開運算。開運算用來消除小物體、在纖細放處分離物體、，平靠較大物體的邊界同時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的研究與應朋)廣東工業(yè)大學自確化學院，2007.脹后魔蝕的過程稱為閉運算。附運算用來填充物體內(nèi)細小空制，連接[3]李曉東 彩色數(shù)字儀表圖像二值化技術研究們計算技術與發(fā)展, va20Na.鄰近物體、平滑其邊界的同時并不明顯改變其面積。形態(tài)學處理后，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)字圖像預處理的硬件設計和實觀方法D),上海交通大學:電子信息與電氣工程學院,2007.[責任編輯:張慧]5圈5對二值化色調(diào)圖開操作兩次圖6對二值化色調(diào)圈閉操作兩次(上接第25頁)目前,生物識別技術中的很多技術已經(jīng)在某些領城內(nèi)使用,它正在以快捷、方便、高效的姿態(tài)走進人們的日常生活。生物識別技術有著誘人的市場前景。近年來.由于反恐國土安全和社會[1]袁茂峰,向體志生物識別技術種類及未來趨勢，金 卡工程20305)0安全的需要.世界上各個國家都對安防領城加大了投入,而身份識別[2]孔春曉現(xiàn)代生物識別技術綜述山東公安?？茖W校學報,2003,7(4):70.正是安防的一個核心問題。在這種大環(huán)境下,生物特征識別迎來了一[3]顧衛(wèi).多娶多彩的生物識別技術,創(chuàng)新科技,2005(02).個快速發(fā)展的時期。權威調(diào)查分析報告顯示,2007年全球生物識別市[4]王賢良,張鐵虎.生物特征識別技術的發(fā)展趨勢及對數(shù)字信號處理器的挑戰(zhàn)。電子產(chǎn)品世界2008,5.,場收入超過30億美元，至2012年將達到74億美元。目前中國生物識別市場的潛力還沒有被完全發(fā)掘出來,市場還不[5]張立.國際生物識別技術及其發(fā)展趨勢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。我國在部分核心技術研究方面已經(jīng)進[6]馬志廣.始終站在生物識劇技術的前沿008版.青島日報:西海岸新聞專刊，2008,6.人了國際先進行列，但在應用技術和產(chǎn)品化方面與國際先進水平還有[7)]小溪、生物識別技術走向大眾計算機世界 ,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生物識別產(chǎn)[8]譚鐵中國煤化工-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 、信息化社會的邁進,人們對生物識別技術的了解和[10]景小:YH甲臺2005<01)0認識將逢漸增加,生物識別技術的市場需求會越來越大,而生物識別[11]王玲J. CN M H .G人今.07,7.技術和識別系統(tǒng)的性能也將在不斷發(fā)展中日益完善，更好地服務大[責任編輯:常鵬飛]. 34