基本介紹
技術簡介,起源和發展,技術特點,
技術簡介
隨著光電技術、微計算機技術、圖像處理技術與模式識別等技術的快速發展，出現了一種嶄新的人體生物特徵識別技術， 這就是依靠人體生物特徵來進行人的身份驗證的一種高科技識別技術。
“ 911”事件後， 隨著國際恐怖活動的加劇，一種被稱為生物測量學的學科正在悄然興起。提起生物測量學(生物識別技術)，可能許多人會感到很陌生，但說到指紋鑑定，恐怕就沒有什麼人不知道了，人們會想到偵探電影中破案人員依靠現場指紋進行罪犯確認、用指紋代替密碼開啟保險箱、依靠眼睛對著一個小攝像機來取代鑰匙開門等等。其實，指紋鑑定只是生物識別技術的一種。生物識別技術的主要任務， 就是研究如何根據人的生物和行為特徵(例如指紋、虹膜、視網膜、臉型、聲音、簽字等)利用計算機對每個人的真實身份進行自動識別。生物識別技術的核心在於如何獲取這些生物特徵，並將其轉換為數字信息，存儲於計算機中，利用可靠的匹配算法來完成驗證與識別個人身份的過程。
起源和發展
生物識別的歷史可追溯到古代埃及。人通過測量人的尺寸來鑑別他們，像這種基於測量人體身體某一部分或者舉止的某一方面的識別技術一直延續了幾個世紀。公元前7, 000年到6, 000年以前，在古敘利亞和中國，指紋用作身份鑑別已經開始套用。考古發現，在這個時代，一些粘土陶器上留有陶藝匠人的指紋，中國的一些檔案上印有起草者的大拇指指紋，在古希臘的房屋中也發現留有磚匠一對大拇指指紋的印記。
科學研究發現了指紋的兩個重要特徵：一是兩個不同手指的指紋紋脊的式樣不同，另外一個是指紋紋脊的式樣終生不改變。這個研究成果使得指紋在犯罪鑑別中得以正式套用，1896年阿根廷首次套用，然後是1901年的蘇格蘭，20世紀初其他國家也相繼套用到犯罪鑑別中。
20世紀60年代，由於計算機可以有效地處理圖形，人們開始著手研究利用計算機來處理指紋。從那時起，自動指紋識別系統AFIS在法律實施方面的研究和套用在世界許多國家展開，FBI在20世紀60年代末期開始使用一種自動識別指紋的設備，到20世紀70年代末期，已經有一定數量的設備開始在美國大範圍使用。用於商業的高級生物測定設備最早開始於20世紀70年代，一種叫作Identimat的設備出現了，它通過測量手的形狀和手指的長度來用作識別的標誌。
20世紀80年代，個人電腦、光學掃描這兩項技術的革新，使得它們作為指紋取像的工具成為了現實，從而使指紋識別可以在其他領域中得以套用，如代替IC卡。現在，低價位取像設備的引入及其飛速發展，可靠的比對算法的發現為個人身份識別套用的增長提供了舞台。
技術特點
1、生物特徵身份鑑別的特點
生物特徵身份鑑別技術是通過計算機將人體所固有的生理或行為特徵收集並進行處理, 由此進行個人身份鑑定的技術。能夠作為身份鑑別的生物特徵理論上應該具有以下特點。
(1)廣泛性，即每個人都應該具有這種特徵。
(2)惟一性，每個人擁有的該項特徵各不相同,獨一無二。
(3)穩定性，該特徵不隨時間、外界條件變化。
(4)可採集性，所選擇的特徵應便於測量。
目前正在用於研究和使用的生物特徵包括臉部、虹膜、視網膜、指紋、掌紋、手形等與生俱來的生理特徵和語音、簽名、步態等後天習慣使然的行為特徵。生物特徵身份鑑別技術包含身份驗證和識別兩方面內容。身份驗證是確定用戶是否是其所聲明的那個人, 身份識別是確定用戶是目標人群中的那個人, 兩者在實現方法和鑑別系統的複雜程度上有著極大的不同, 可根據不同的套用場合作適當的選取。
2、生物特徵身份鑑別系統模型
生物特徵身份鑑別是個典型的模式識別問題。身份鑑別分兩個步驟:首先是系統註冊階段，即建立模板資料庫的過程。將待識別所有用戶的生物特徵經感測器採集並進行特徵提取, 形成用戶模板存儲在模板資料庫中。其次是系統識別階段，將新採集來的生物特徵進行特徵提取後與模板資料庫中的模板進行比對，以檢驗用戶身份。如果只是進行身份驗證則只需提取模板資料庫中對應該用戶的模板進行比對決定真偽即可。
3、生物識別的過程
要把人體的特徵用於身份識別, 這些特徵必須具有惟一性和穩定性。研究和經驗表明, 人的指紋、掌紋、面孔、發音、虹膜、視網膜、骨架等都具有惟一性和穩定性的特徵, 即每個人的這些特徵都與別人不同, 且終生不變, 因此就可以據此識別出人的身份。一個先進的生物識別系統要求能實時迅速有效地完成其識別過程。一般來說, 生物識別系統都
包括如下幾個處理過程。
(1)採集樣本
很顯然，在通過生物識別驗證個人身份之前,首先要捕捉選擇好的生物學特徵的樣本。這個樣本就成為生物識別的模板，以後驗證時取得的新樣本要以原始模板為參考進行比較，通常要取多份樣品(典型的是3 個)以得到有代表性的模板。取樣的過程和結果對於生物識別成功與否至關重要。對於不同的生物識別技術， 取樣的原理和方法是不同的。例如， 面孔識別系統通過分析臉部特徵的惟一形狀、模式和位置來辨識人，基本上有兩種方法來採集數據:攝像機和熱量繪圖。標準攝像技術是建立在由攝像機捕捉到的臉部圖像上的。熱量繪圖技術則是分析皮膚下的血管的熱量發生模式。聲音識別是對基於生理學和行為特徵的說話者嗓音和語言學模式的運用。它與語言識別的不同在於這項技術不對說出的詞語本身進行辨識，而是通過分析語音的惟一特性(例如發音的頻率)來識別出說話的人。簽名識別是建立在簽名時的力度上的，它分析的是筆的移動。例如加速度、壓力、方向以及筆劃的長度，而非簽名的圖像本身。簽名識別的關鍵在於區分出不同的簽名部分，有些是習慣性的，而另一些在每次簽名時都不同。
(2)儲存模板
取樣之後，模板要經過加密儲存起來。模板的儲存可以有以下幾種選擇。
1)存放在生物識別閱讀設備里。
2)存放在遠程中央資料庫里。這種方法適用於安全的網路環境，而且要有足夠的運行速度。
3)存放在便攜物里，如智慧卡。這是一個很吸引人的想法， 因為它不需要另行儲存模板，用戶可以攜帶自己的模板在任意設備上使用。但是，如果用戶丟失或損壞了智慧卡，他就必須重新輸入數據。另一個要考慮的是成本和系統複雜性問題，因為要集成的東西很多。
(3)身份驗證
驗證過程是這樣的：用戶通過某種設備輸入其生物學特徵，提出身份鑑定請求，輸入的特徵與模板比較後得出匹配或不匹配的結果。除了告訴用戶外，這一過程還被記錄下來存在本地或遠程主機上。在有些系統中，參考用的模板是隨著每一次有效的交易過程而動態更新的，這樣可以使系統適應由客觀因素造成的微小變化，如用戶年齡增長、機器磨損等。
