方興未艾的生物識(shí)別技術(shù)
620)this.style.width=620;" border=0>
我國(guó)第一套生物認(rèn)證出入境通關(guān)系統(tǒng)
620)this.style.width=620;" border=0>
我國(guó)自主研制的指紋識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)投入生產(chǎn)
日常生活中,無(wú)論我們到銀行取錢、在網(wǎng)上交易,還是注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、刷卡消費(fèi),都需要身份的識(shí)別。查看身份證、輸入密碼等傳統(tǒng)的身份識(shí)別方式不僅繁瑣還難免受到證件偽造、密碼破解等手段的威脅。但令人欣喜的是,近年來(lái)不斷發(fā)展的生物識(shí)別技術(shù)正被越來(lái)越多地應(yīng)用于身份識(shí)別,從而更有效地保護(hù)我們的安全和隱私。
基于生物特征
惟一而且穩(wěn)定
打開手掌,仔細(xì)觀察,我們可以看到人的手指上有很多紋路,這些紋路有一定的方向、并有一些交叉,紋路的斷點(diǎn)和交叉匯集在一起,就形成了一個(gè)指紋區(qū)別于其他指紋的特征。這些特征是識(shí)別人身份的重要依據(jù)。指紋識(shí)別技術(shù)就是通過(guò)對(duì)指紋進(jìn)行采集、分析后,與模板庫(kù)中存儲(chǔ)的指紋對(duì)比,自動(dòng)、準(zhǔn)確地鑒別出個(gè)人身份的。
利用指紋進(jìn)行身份識(shí)別只是生物識(shí)別技術(shù)的一種。生物識(shí)別技術(shù)是利用人體生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)。手形、臉形、虹膜、視網(wǎng)膜、脈搏、耳廓、簽字、聲音等都是人的生物特征,它們都具有惟一性和穩(wěn)定性?;谶@些特征,人們已經(jīng)發(fā)展了手形識(shí)別、人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、發(fā)音識(shí)別等多種生物識(shí)別技術(shù)。
中科院自動(dòng)化研究所生物識(shí)別與安全技術(shù)研究中心主任李子青介紹,人類利用生物特征識(shí)別的歷史十分悠久,可追溯到古埃及人通過(guò)測(cè)量人體各部位的尺寸來(lái)進(jìn)行身份鑒別。我國(guó)古代也有按手印做契約的例子,這些都是生物識(shí)別技術(shù)的雛形?,F(xiàn)代生物識(shí)別技術(shù)始于上世紀(jì)70年代中期,由于早期的識(shí)別設(shè)備比較昂貴,因而僅限于安全級(jí)別要求較高的領(lǐng)域。現(xiàn)在,隨著微處理器及各種電子元器件成本不斷降低、精度逐漸提高,生物識(shí)別系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于商業(yè)上的授權(quán)控制,如門禁、企業(yè)考勤管理系統(tǒng)安全認(rèn)證等領(lǐng)域。
“利用生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行身份識(shí)別,過(guò)程方便、快捷,而且大大提高了安全系數(shù)?!崩钭忧嗾f(shuō),生物識(shí)別技術(shù)認(rèn)定的是人本身,首先通過(guò)采集系統(tǒng)對(duì)個(gè)人的生物特征進(jìn)行取樣,提取其惟一的特征并且轉(zhuǎn)化成數(shù)字代碼,再將這些代碼組成特征模板,存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)人們與識(shí)別系統(tǒng)交互進(jìn)行身份認(rèn)證時(shí),識(shí)別系統(tǒng)獲取其特征并與數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征模板進(jìn)行比對(duì),以確定是否匹配,從而決定接受或拒絕。
由于每個(gè)人的生物特征都具有與其他人不同的惟一性,以及在一定時(shí)期內(nèi)不變的穩(wěn)定性,所以與傳統(tǒng)的身份識(shí)別手段相比,基于生物特征識(shí)別的生物識(shí)別技術(shù)不易偽造或假冒、不易遺忘或丟失,非常安全、可靠和準(zhǔn)確。同時(shí),生物識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品借助于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn),很容易配合電腦和安全、監(jiān)控、管理系統(tǒng)整合,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。
各具優(yōu)勢(shì)特色
互補(bǔ)以期完善
近幾年來(lái),生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展可謂百花齊放。指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別等利用人體生物特征的各種生物識(shí)別技術(shù)除了都具有惟一性的特點(diǎn)外,又各自有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。李子青指出,目前任何一種生物識(shí)別方式都做不到完美,這就需要各種技術(shù)在不斷發(fā)展的同時(shí)互為補(bǔ)充。
指紋識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)研究最早、應(yīng)用最廣泛的生物識(shí)別技術(shù),它具有樣本采集方便、采集儀小型化、識(shí)別系統(tǒng)成本較低等特點(diǎn)。中科院自動(dòng)化研究所復(fù)雜系統(tǒng)與智能科學(xué)試驗(yàn)室楊鑫博士說(shuō),每個(gè)人的指紋都是固定的,不會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)或身體健康程度的變化而變化,用指紋識(shí)別技術(shù)進(jìn)行身份鑒定可以保證準(zhǔn)確率。“如果想增加可靠性,只需登記更多的指紋,最多可達(dá)到10個(gè),這樣就構(gòu)成了多重口令,能有效地提高安全性?!碑?dāng)然,由于有的人手脫皮、出汗或干體力活,大概5%至10%的人沒(méi)有指紋或指紋特征很少?!巴饬Υ笮?、指壓方位不一樣,也會(huì)使指紋產(chǎn)生變形,這些情況都會(huì)影響指紋識(shí)別的可靠性?!痹谶@種情況下,我們就要利用其他生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行身份識(shí)別,例如人臉識(shí)別技術(shù)。
人臉識(shí)別技術(shù)是非接觸的,人臉圖像可以通過(guò)直接、自然的方式獲取,而不需要用戶與設(shè)備直接接觸。因此,人臉識(shí)別直接、友好、方便,易于被用戶所接受。人臉識(shí)別技術(shù)的進(jìn)一步完善依賴于提取特征和比對(duì)技術(shù)的提高,而采集圖像的設(shè)備比其技術(shù)要昂貴得多。但是,當(dāng)人的面部發(fā)生變化時(shí),人臉識(shí)別準(zhǔn)確率會(huì)受到影響,對(duì)于長(zhǎng)相十分相像的雙胞胎,人臉識(shí)別技術(shù)也有些無(wú)能為力。
“我們可以利用虹膜識(shí)別技術(shù)辨別長(zhǎng)相酷似的雙胞胎?!敝锌圃鹤詣?dòng)化研究所模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室孫哲南博士說(shuō),在紅外光源的照射下,虹膜紋理顯現(xiàn)出一些類似于斑點(diǎn)、細(xì)絲、冠狀、條紋、隱窩等細(xì)節(jié)特征。虹膜識(shí)別就是根據(jù)不同人眼虹膜圖像間存在的細(xì)微差異來(lái)辨別人的身份。全世界找不到虹膜特征完全相同的兩個(gè)人,即使雙胞胎、同一人的左右眼也不一樣。所以虹膜被科學(xué)家測(cè)評(píng)為識(shí)別精度最高的生物特征。
基于人腦視覺(jué)認(rèn)知機(jī)理,中科院自動(dòng)化研究所開發(fā)了魯棒高效的虹膜識(shí)別新技術(shù),已經(jīng)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化并出口美國(guó)。孫哲南博士說(shuō):“目前,我們?cè)诤缒D像獲取、處理、分析和識(shí)別等方面都進(jìn)行了系統(tǒng)研究,擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的虹膜識(shí)別系統(tǒng),整體水平居于世界前列。我們利用自主研發(fā)的虹膜采集設(shè)備建立了世界上最大的共享虹膜圖像數(shù)據(jù)庫(kù),國(guó)際上已有來(lái)自70個(gè)國(guó)家和地區(qū)的2000多家科研機(jī)構(gòu)申請(qǐng)使用?!?nbsp;
應(yīng)用前景廣闊
研發(fā)速度加快
隨著科技的發(fā)展,生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)不是什么新鮮事了。尤其是在公安刑偵領(lǐng)域,生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用已十分普遍。據(jù)了解,我國(guó)幾乎每個(gè)刑偵隊(duì)和派出所都建立了指紋庫(kù),將罪犯10個(gè)指頭的指紋資料存儲(chǔ)在模板數(shù)據(jù)庫(kù)中。如果犯罪分子再次作案,就可以通過(guò)提取犯罪現(xiàn)場(chǎng)指紋進(jìn)行比對(duì)來(lái)確定犯罪嫌疑人。
近年來(lái),生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)逐漸從法律、公安刑偵領(lǐng)域的應(yīng)用,推廣到民用市場(chǎng),離人們的生活越來(lái)越近。原來(lái)只有在電影里看到的場(chǎng)景,出現(xiàn)在我們身邊了。一些辦公場(chǎng)所或政府機(jī)關(guān)開始采用生物自動(dòng)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行門禁管理和考勤,人們只要按下指紋或面對(duì)屏幕幾秒鐘,就可以輕松準(zhǔn)確地得到身份確認(rèn),從而進(jìn)入辦公室了。
有關(guān)專家指出,指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)即將成為鑰匙和密碼卡的終結(jié)者,更加方便人們的日常生活。德國(guó)的一些超市已經(jīng)推出了一款新型的指紋付賬系統(tǒng)。事先將個(gè)人銀行信息,大拇指、食指的指紋進(jìn)行關(guān)聯(lián)注冊(cè),指紋就能在結(jié)賬時(shí)發(fā)揮信用卡的作用了,顧客只需將拇指輕輕地在指紋識(shí)別器上一掃,就能完成支付,而且掃描儀能夠識(shí)別指紋真假,不必?fù)?dān)心出現(xiàn)偽造指紋的情況。
在國(guó)際通關(guān)中,虹膜識(shí)別已是身份驗(yàn)證的主要手段。阿姆斯特丹的一家機(jī)場(chǎng)運(yùn)行其自動(dòng)虹膜識(shí)別過(guò)境項(xiàng)目服務(wù)已經(jīng)有5年多了,乘客只要盯著鏡頭看一下就能完成入境手續(xù),在大多數(shù)情況下,處理時(shí)間不超過(guò)10秒鐘。在我國(guó),虹膜識(shí)別技術(shù)已被用在了礦井人員安全監(jiān)測(cè)等方面。孫哲南博士說(shuō),由于工作原因,礦工的臉和手都比較容易沾染灰塵,這給指紋識(shí)別和人臉識(shí)別兩種方法帶來(lái)了困難,而采用虹膜識(shí)別的方式就比較合適。
從全球來(lái)看,生物識(shí)別技術(shù)在出入境、機(jī)場(chǎng)安檢、電子護(hù)照以及智能身份證等方面正得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)的第二代身份證也就生物識(shí)別預(yù)留了空間;早在2004年4月10日,國(guó)際民用航空組織(ICAO)已經(jīng)要求將含有持證人信息、虹膜、指紋等特定生物信息的IC芯片嵌入電子護(hù)照;歐盟各國(guó)也達(dá)成協(xié)議,贊成實(shí)行簽證指紋識(shí)別程序;英國(guó)有超過(guò)350家指紋圖書館提供指紋借閱圖書服務(wù)。
談到生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展前景,李子青充滿信心。他說(shuō),生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展前景不可限量。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)的了解和認(rèn)識(shí)將逐漸增加,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)大眾。
相關(guān)鏈接
生物識(shí)別的3種主要方式
指紋識(shí)別
指紋是指手指末端正面皮膚上凸凹不平產(chǎn)生的紋路。這些紋路的存在增加了皮膚表面的摩擦力,使得我們能夠用手來(lái)抓起重物。盡管指紋只是人體皮膚的一小部分,但是,它蘊(yùn)涵大量的信息。這些皮膚的紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同,在信息處理中將它們稱作“特征”,依靠特征的惟一性,我們就可以把一個(gè)人同他的指紋對(duì)應(yīng)起來(lái),通過(guò)比較他的指紋特征和預(yù)先保存的指紋特征,驗(yàn)證他的真實(shí)身份。
人臉識(shí)別
廣義的人臉識(shí)別實(shí)際包括構(gòu)建人臉識(shí)別系統(tǒng)的一系列相關(guān)技術(shù),包括人臉圖像采集、人臉定位、人臉識(shí)別預(yù)處理、身份確認(rèn)以及身份查找等;而狹義的人臉識(shí)別特指通過(guò)人臉進(jìn)行身份確認(rèn)或者身份查找的技術(shù)或系統(tǒng)。
系統(tǒng)輸入一般是一張或者一系列含有未確定身份的人臉圖像,以及人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的若干已知身份的人臉圖像或者相應(yīng)的編碼,而其輸出則是一系列相似度得分,表明待識(shí)別的人臉的身份。
虹膜識(shí)別
虹膜就是人眼瞳孔和眼白之間的環(huán)狀組織,是人眼的可視部分,由相當(dāng)復(fù)雜的纖維組織構(gòu)成,世界上兩個(gè)人的眼睛虹膜一模一樣的情況幾乎沒(méi)有。虹膜是人體最具獨(dú)特性的器官,人的虹膜在出生6至18個(gè)月成型后終生不再發(fā)生變化。虹膜識(shí)別技術(shù)與相應(yīng)的算法結(jié)合后,可以到達(dá)十分優(yōu)異的準(zhǔn)確度,即使全人類的虹膜信息都錄入到一個(gè)數(shù)據(jù)中,出現(xiàn)誤識(shí)和拒識(shí)的可能性也相當(dāng)小,但是這項(xiàng)技術(shù)的錄入問(wèn)題成為目前的最大障礙。