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生物特征识别技术概述


　　9.味纹识别。人的身体是一种味源，人类的气味，虽然会受到饮食、情绪、环境、时间等因素的影响和干扰，其成分和含量会发生一定的变化，但作为由基因决定的那一部分气味——味纹却始终存在，而且终生不变，可以作为识别任何一个人的标记。
　　由于气味的性质相当稳定，如果将其密封在试管里制成气味档案，足足可以保存3年，即使是在露天空气中也能保存18小时。科学家告诉我们，人的味纹从手掌中可以轻易获得。首先将手掌握过的物品，用一块经过特殊处理的棉布包裹住，放进一个密封的容器，然后通入氮气，让气流慢慢地把气味分子转移到棉布上，这块棉布就成了保持人类味纹的档案。可以利用训练有素的警犬或电子鼻来识别不同的气味。
　　 10.基因（DNA）识别。DNA（脱氧核糖核酸）存在于一切有核的动（植）物中，生物的全部遗传信息都贮存在DNA分子里。DNA 识别是利用不同的人体的细胞中具有不同的DNA 分子结构。人体内的DNA 在整个人类范围内具有唯一性和永久性。因此， 除了对双胞胎个体的鉴别可能失去它应有的功能外， 这种方法具有绝对的权威性和准确性。不象指纹必须从手指上提取，DNA 模式在身体的每一个细胞和组织都一样。这种方法的准确性优于其他任何生物特征识别方法， 它广泛应用于识别罪犯。它的主要问题是使用者的伦理问题和实际的可接受性， DNA 模式识别必须在实验室中进行， 不能达到实时以及抗干扰， 耗时长是另一个问题。这就限制了DNA 识别技术的使用; 另外， 某些特殊疾病可能改变人体DNA 的结构， 系统无法对这类人群进行识别。
　　（二）基于行为特征的生物识别技术
　　1.步态识别。步态是指人们行走时的方式，这是一种复杂的行为特征。步态识别主要提取的特征是人体每个关节的运动。尽管步态不是每个人都不相同的，但是它也提供了充足的信息来识别人的身份。步态识别的输入是一段行走的视频图像序列，因此其数据采集与脸相识别类似，具有非侵犯性和可接受性。但是，由于序列图像的数据量较大，因此步态识别的计算复杂性比较高，处理起来也比较困难。尽管生物力学中对于步态进行了大量的研究工作，基于步态的身份鉴别的研究工作却是刚刚开始。到目前为止，还没有商业化的基于步态的身份鉴别系统。
　　2.击键识别。这是基于人击键时的特性如: 击键的持续时间、击不同键之间的时间、出错的频率以及力度大小等而达到进行身份识别的目的。上世纪80年代初期，美国国家科学基金和国家标准局研究证实，击键方式是一种可以被识别的动态特征。
　　3.签名识别。签名作为身份认证的手段已经用了几百年了，而且我们都很熟悉在银行的格式表单中签名作为我们身份的标志。将签名数字化是这样一个过程：测量图像本身以及整个签名的动作——在每个字母以及字母之间的不同的速度、顺序和压力。签名识别易被大众接受，是一种公认的身份识别的技术。但事实表明人们的签名在不同的时期和不同的精神状态下是不一样的。 这就降低了签名识别系统的可靠性。
　　 （三）兼具生理特征和行为特征的声纹识别
　　声音识别本质上是一个模式识别问题。 识别时需要说话人讲一句或几句试验短句，对它们进行某些测量，然后计算量度矢量与存储的参考矢量之间的一个(或多个) 距离函数。语音信号获取方便，并且可以通过电话进行鉴别。语音识别系统对人们在感冒时变得嘶哑的声音比较敏感；另外，同一个人的磁带录音也能欺骗语音识别系统。
　　（四）不同生物特征识别技术的比较
　　各种生物特征识别技术各有其优缺点，在下表中，将各种生物特征识别技术的性能进行了一个简单的比较。
　　二、生物特征识别技术的标准化工作
　　随着IT的发展，人们获取生物特征的方法也越来越多，而且可获取的生物特征种类也在不断增加。但不管生物特征识别的手段如何、获取何种生物特征，对于某一个具体的人，其相应的生物特征是确定的，因此通过多种手段获取的生物特征之间应该存在信息的共享和交换。为达到信息交互，采用统一的准则评价生物特征识别和特征信息，需要制定生物特征识别标准。
　　目前，生物特征识别的国际标准化工作主要由ISO/IEC JTC1负责，而近期对此项工作的关注主要源于9．11恐怖袭击事件。美国为首的发达国家为防止和打击恐怖活动，提出了基于生物特征识别的国防土安全，并提出在SC17和SC27的基础上建立，在JTC1下面组建生物特征识别标准化分技术委员会，即SC37。SC37自今年6月成立以来，一直保持着快速的标准制定速度。从当前SC37的标准制定情况可以看出在生物特征识别领域，当前最急需的是用于信息共享和信息交换的数据格式标准，其他接口、测试、轮廓类标准现在的重点还处于概念性标准研制阶段。
　　三、生物特征识别技术的发展趋势
　　（一）多生物特征识别融合
　　各种生物特征识别技术都有其一定的适用范围和要求，单一的生物特征识别系统在实际应用中显现出各自的局限性，如有些人的指纹无法提取特征，患白内障的人虹膜会发生变化等等，统计显示迄今为止，还没有一个单生物特征能达到完美无错的要求。因此，生物特征识别领域出现了一种新方向，即多种生物特征识别技术结合使用。将数据融合方法用于身份鉴别，结合多种生理和行为特征进行身份鉴别具有低错误拒绝率、特征变化的适应性强，安全可靠性高等优点，进一步精化了识别率，提高鉴别系统的可靠性。
　　（二）实时性要求
　　生物特征识别系统要求大量的计算，这其中包括图像的预处理、特征提取与识别分类等。具有实时的快速计算能力是达到系统特定性能要求的关键。实现的方法基本上有两条途径：一是在软件上改进即采用高效快速算法；二是在硬件上实现。
　　（三）生物特征识别技术与传统技术相结合
　　传统的用来识别身份的IC卡和生物特征识别技术的结合使用，具有广泛的应用前景。智能IC卡利用其自身的存储、计算功能，将人的生物识别特征存储在卡内，可以现场进行脱机认证，既提高了效率，又节省了联网在线查询的成本，有效地避免了“认卡不认人”的现象，以防由于卡的丢失及密码泄露而带来的损失。
　　四、结语
　　“执生命密匙，启身份之锁”。全球生物特征识别技术市场迅速增长，生物识别领域的应用也日渐普及，已逐渐渗透到社会生活的各个方面，发展前景一片大好。
　　
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