前言
與傳統(tǒng)的身份鑒別方法相比，生物特征識別技術(shù)更加安全、保密。這是因為生物特征在某種程度上都具有比較明顯的普遍性、唯一性、穩(wěn)定性及可采集性，一方面便于各類識別系統(tǒng)收集特征進行分析，另一方面能夠準確地標識出身份信息。常見的生物特征包括指紋、手形、人臉、虹膜、視網(wǎng)膜、聲音、簽名等。評價這些生物特征識別技術(shù)的優(yōu)劣主要考慮以下三個方面。一是性能，包括識別率、識別速度，以及在環(huán)境變化下的魯棒性等。二是可接受性，即在平時工作生活里，該生物特征識別技術(shù)被接納的程度。三是可欺騙性，即識別技術(shù)被欺騙的難易程度。表1給出了一些常用的生物特征識別技術(shù)的對比。
在安防領(lǐng)域中，指紋和人臉識別技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛。在生物特征識別技術(shù)市場中，這兩種特征識別技術(shù)占了一半以上的市場份額。本文在第二、三部分將分別介紹指紋和人臉識別技術(shù)，在第四部分對生物特征識別技術(shù)的前景進行個人的展望。
指紋識別技術(shù)
指紋識別是使用頻率最高的生物特征識別技術(shù)之一。早在唐宋期間，指紋已經(jīng)用于文書契約和司法審判中?，F(xiàn)代的指紋識別技術(shù)經(jīng)歷了多年的積累，已經(jīng)非常成熟，廣泛應(yīng)用在司法、公安和門禁領(lǐng)域。
所謂指紋，是指人體指尖表面的紋路。在指紋中，凸起的紋線為脊線，脊線與脊線之間的部分為谷線。根據(jù)脊線和谷線的結(jié)構(gòu)，可以得到一些細節(jié)點。指紋識別主要就是利用這些細節(jié)點特征實現(xiàn)的。
指紋識別主要包括指紋增強、特征提取和指紋匹配三個過程。
1、指紋增強：在指紋采集過程中，由于各種原因，采集到的指紋圖像不可避免的引入了一些噪聲，如果直接用于指紋識別，往往難以達到較好的效果。我們可以通過一定的圖像增強技術(shù)，改善指紋圖像質(zhì)量。這里會用到的技術(shù)有圖像分割、直方圖均衡化、濾波增強、二值化、細化等。
2、特征提?。呵懊嫣岬?，細節(jié)點特征是最常用的指紋特征。細節(jié)點特征的提取，就是在指紋圖像中找到脊線終點和脊線分叉兩個特征。經(jīng)過了指紋增強的步驟，如果指紋圖像能較好地分割，細節(jié)點很容易提取。但實際上有一些噪聲很難處理，這樣在增強后就會產(chǎn)生一些虛假特征。一般地，啟發(fā)式算法可以刪除虛假特征。特征提取后，我們得到了多組脊終點或分叉類型、位置坐標及方向信息等。
3、指紋匹配：指紋匹配算法有很多種，包括點模式匹配、脊模式匹配、基于圖像的匹配和基于圖形的匹配等。細節(jié)點匹配可以看做是點模式匹配的問題。點模式匹配就是將提取的細節(jié)點集與數(shù)據(jù)庫中的細節(jié)點集進行匹配，如果通過一些旋轉(zhuǎn)、尺度變換和平移變換，點集間是匹配的，那個兩幅指紋圖像就是匹配的。
指紋識別與安防領(lǐng)域的結(jié)合主要體現(xiàn)在考勤和門禁等應(yīng)用。指紋考勤機是最常見的指紋識別產(chǎn)品之一。常見的指紋考勤機廠商有中控科技、科密、安威士等。由于指紋識別算法比較成熟，業(yè)務(wù)應(yīng)用和用戶體驗對于這類產(chǎn)品顯得尤為重要。
未來的指紋識別產(chǎn)品發(fā)展方向?qū)⒓性诓杉夹g(shù)和應(yīng)用模式創(chuàng)新。目前采集技術(shù)主要有4種類型：超聲波掃描、光學(xué)成像、溫差感應(yīng)式識別及半導(dǎo)體硅感技術(shù)。超聲波技術(shù)利用皮膚與空氣對于聲波阻抗的差異，可區(qū)分脊線和谷線的位置，能達到很高的精度，但因成本高，且無法進行活體指紋識別，應(yīng)用較少。光學(xué)成像利用光學(xué)傳感器采集指紋圖像，使用方便，價格便宜，使用最廣泛。但光學(xué)成像設(shè)備也無法進行活體識別，這就產(chǎn)生了一些漏洞，如使用硅膠指?；驍嘀傅冗M行身份認證。溫差感應(yīng)式識別技術(shù)是基于溫感原理實現(xiàn)的，通過感應(yīng)手指與芯片映像區(qū)域間的溫度差產(chǎn)生電信號。但由于熱傳導(dǎo)效應(yīng)，時間一長，手指與芯片的溫度就趨于一致了。半導(dǎo)體硅感技術(shù)即電容式技術(shù)，利用手指紋路與傳感器之間的電容差，得到指紋圖像。由于傳感器發(fā)出的電子信號可直達真皮層，能獲取更多可靠數(shù)據(jù)，提高識別準確率。隨著傳感器成本的不斷下降，相信基于半導(dǎo)體硅感技術(shù)的指紋識別產(chǎn)品將應(yīng)用的更為廣泛。