饒子正

一引言

對于個人身份鑒別的問題可根據(jù)其內(nèi)在的復(fù)雜‘睦分為兩個問題：確認(rèn)和其中確認(rèn)(即鑒定)是指接受還是拒絕一個人對自己身份的聲明(即我是否是我聲稱的人)，而i／qKIJ(即我是誰)是指建立一個鑒別的主題。在日常享務(wù)中，可靠的個人身份鑒別是非常重要的。例如：在物理設(shè)備的使用和計算機權(quán)限管理中入口身份鑒別控制可有效地防止對設(shè)備和權(quán)限的濫用?，F(xiàn)在：廉價的、可靠的身份鑒別技術(shù)在城市移民商業(yè)金融中的應(yīng)用已引起了人們廣泛的興趣。

典型隋況下，一個人可以基于以下兩點而被確定：(1)此人所有(即止k人所擁有的東西)。例如：只擁有一間屋子鑰匙的人才能進該屋子。(2)止隊所知的一部分信息(即你知道的信息)。例如；只有擁有用戶名及密碼的人才能進入系統(tǒng)。另外，還有一種實際的鑒別途徑就是基于—個人物理特征。其中特征可以是一個人的生理學(xué)特性，如：指紋、手型。也可以是他／她的行為特征，如聲音、簽名等。這中通過—個、人的生理特性或行為特性來鑒別一個人的身份的方法被稱為生物測定學(xué)。由于這中生物特征不會被遺忘或丟失(口令)，也不會輕易共享和放錯地方(喙鑰匙)，所以它逐漸被認(rèn)為是一中更有效的解決個人身份鑒別的方法。

1。生物測定學(xué)中的指紋識別

肺胃掌紋是指位于手掌上的由交互的波峰(背脊)和波谷(背溝)組成的平滑的流線形圖案。它的形成主要依賴于胚胎生長的初始條件位于紋絡(luò)末端的密集處則稱為指紋?，F(xiàn)今人們認(rèn)為對于每個人的每個手指來說指紋都是不同的，即使是同胞兄弟也不例外。

目前指紋識別技術(shù)已是—種成熟的生物測定技術(shù)。在全世界指紋已成為合法的法庭證據(jù)，因而它已被廣泛用于全世界的犯罪調(diào)查。最近，逐漸增長的城市人口和越來越多的商業(yè)事務(wù)正在呼喚進—步的推進基于指紋識別的身份鑒SIJ技術(shù)在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用。

2。指紋特征

可以用指紋的兩類特征來進行指紋驗證；總體特征和局部特征。總體特征尉指用人目阿以觀察到的特征，包括紋形、模式區(qū)、核心點、三角點、紋數(shù)。局部特征是指指紋上的節(jié)點的特征，這些具有特征的節(jié)點稱為特征點。兩枚指紋經(jīng)常具有相同的總體特征，但它們的局部特征特征點卻不相同。特征點包括終結(jié)點、分叉點、分歧點、孤立點、環(huán)點、短紋、方向、曲率、位置。

3。指紋特征提取

特征提取算法將首先從輸入圖像中定位出紋絡(luò)的末梢和交叉。如果一個輸入指紋圖像可以很好的定位紋絡(luò)，那么指紋特征提取算法將是—件輕松平常的工作。但實際工作中，得到一幅清晰的指紋紋絡(luò)圖是十分困難的。而當(dāng)前現(xiàn)有的指紋特征提取算法又十分依賴于輸入指紡圖像的質(zhì)量。指紋圖像往往因為一些原因(表皮損傷，特殊標(biāo)記等)而難以有很艮好的紋絡(luò)結(jié)構(gòu)。在一個依柵指紋技術(shù)進行身份鑒定的系統(tǒng)中，特征提取算法的可靠性，以及性能是要求較高的?！獋€典型的特征提取算法。它主要包括三個部分：方向場估計、紋絡(luò)提取禾p特征提取和后處理。

4。圖像增強

圖像匹配算法的性能主要依賴于指紋圖像的質(zhì)量。在實踐中，大量獲取的圖像中有很多是{隕量的(根據(jù)經(jīng)驗大約為1O%)。低質(zhì)量的指紋圖像的波峰結(jié)構(gòu)總是難以很好地定義，因而也就難以被正確測定。這主要是因為：(1)存在大量虛假的花紋12)大量真實的花紋被忽略(3)花紋方向場的定義存在大量錯誤。為了通過提高圖像質(zhì)量以提鬲指紋特征提取算法的性能,我們需要使用圖像增強算法來提高花紋結(jié)構(gòu)的清晰度?！愕模讣y增強都是使用頻域計算技術(shù)。在局部區(qū)域內(nèi)，指紋波峰和波谷近近似地形成—個二維正弦波，該正弦沿著與局部方向場垂直的方向，這樣，有著較好的局部頻譜特征和局部方向場特征的指紋波峰和波谷就形成了。一種常用的指紋增強力法是利用帶通濾波器，它可以模擬高品質(zhì)特征的指紋圖像的頻域特征。低品質(zhì)圖像通過使用這種濾波器來過濾外來噪聲同時也調(diào)整濾波器的特征參數(shù)以使其適應(yīng)該圖像的花紋特征。這種力怯的—個顯著特征是它將圖像分割成塊寬度大于內(nèi)部波峰間寬

度平均值的多個塊．使用一組方向濾波器，每個濾波器對應(yīng)—個預(yù)先定義好的指紋波峰方向：濾波后給定的塊的波峰特征各產(chǎn)生一個顯著的方向特征。這樣結(jié)果方向特征將更精確：更可靠．因為一個單一的塊方向并不自真實地代表波峰的方向并且容易引入濾波噪聲。

5。指紡匹配

給定兩個(輸入和模版)來源于兩個不同指紋的特征集合，則指紋匹配系統(tǒng)的目標(biāo)是確定這兩個特征集代表的指紋是否表示著同一個手指。指紋匹配可從不同的策略進行指紋匹配，如基于圖像的、基于波峰漠型的、基于點模型(小塊)以及基于圖表設(shè)計的等等。每種策略各有千秋?；趫D像的匹配可能無法處理指紋波峰結(jié)構(gòu)的大規(guī)模的非線形失真。而嚴(yán)格地依賴于波峰提取或者波峰的連通眭信息的匹配器可能隨著輸入指紋質(zhì)量的退化而導(dǎo)致強烈的執(zhí)行退化。因此，我們認(rèn)為：當(dāng)支持小模板格式時，點模式匹配(小塊匹配)方法有利于設(shè)計—個適應(yīng)，性強的，簡單的，而且較陜的校驗算法。

傳統(tǒng)的考試身份識別主要依據(jù)是相片?？忌M入考場持身份證和準(zhǔn)考證：身份證是公安機關(guān)昕發(fā)，準(zhǔn)考證是考試組織部門所發(fā)，在考試時監(jiān)考員先將身份證上的相片與準(zhǔn)考證上的相片對比，然后將身份證上的相片與考生相貌對比，如果相符確定考生是他本人，否則認(rèn)為是代考。然而每年請人代考的考生屢見不鮮這種識別身份方法太不可靠，因為根據(jù)相片是很難識別—個人，首先一個人不同時期相片有不同，其次是相貌相似的兩個人也不好g腚，而在短短的時間內(nèi)找出證據(jù)證明止隊不是考生本人更不容易。

在考試識別中應(yīng)用指紋系統(tǒng)很大的可靠性和實用性。首先每個人的指紋獨一無二，并且每個人的指紋相對固定，不會隨年齡的增長和身體健康狀況的變化而變化其次指紋樣本便于獲取，目前已有標(biāo)難的指紋樣本庫，易于開發(fā)識別系統(tǒng)，系統(tǒng)完成指紋采樣功能的硬件部分也較易實壩最后指紋識識別中使用的模板荊》是指紋圖，而是由指紋圖中提取的關(guān)鍵特征，這樣使系統(tǒng)樣板庫的存儲量較小。

在考生身份識別系統(tǒng)中禾傭指紋識別技術(shù)可采用兩種方法，即嵌入式系統(tǒng)和連接的桌面應(yīng)用系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是一個相對獨立的完整系統(tǒng)，它不需要連接其他設(shè)備或計算機就可以獨立完成其設(shè)計的功能：先由活體指紋機利用掃描將考生的指紋轉(zhuǎn)化為可視的計算機圖形文件，再對之進行數(shù)據(jù)化，與考生的姓名、性別、年齡等其它信息一并置入iC卡中，并對主講行加密。以取代紙質(zhì)或采用—船文字字符PIN碼。同時在計算機：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)保留另一本，在考試時通過輕便靈活的手提或臺式讀寫器，讀寫器對卡中的指紋特征和持卡考生的指紋進行對比，以脫機方式實現(xiàn)考生身份的有效鑒別而連接的桌面應(yīng)用系統(tǒng)具有靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且可以多個系統(tǒng)共享指紋識別設(shè)備，可以建立大型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，可以對考生各方面信信進行管理，建立大型的管理信息系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的管理中那先進技術(shù)，將會使我們的工作事半功倍，會給我們的管理工作帶來意想不到的效果。由于最近指紋感應(yīng)技術(shù)的進展以及指紋匹配算法在準(zhǔn)確性和匹配速度方面的提高，對于傳統(tǒng)確認(rèn)的方怯，基于指紋的自動個人身份確認(rèn)正成為—個具有吸引力的替代方法0

當(dāng)生物技術(shù)成熟時，在生物測定市場，生物測定技術(shù)和身份識別應(yīng)用之間將出現(xiàn)不斷增長的交互作用。產(chǎn)生的交互作用可以技術(shù)、人們的敏感，以及服務(wù)商的可信度所影響?，F(xiàn)在要預(yù)測在哪里、怎樣、以及哪一項生物技術(shù)會得到發(fā)展、會和哪一種應(yīng)用相結(jié)合都為時過早。但是可以肯定：基于生物物測定的身份識別將會對我們的日常事務(wù)產(chǎn)生意義深遠(yuǎn)的影響。同樣，也可以肯定：隨著時間的推移，作為最成熟以及廣泛理解的生物測定學(xué)，指紋將保持作為首選的基于生物測定的身份識別解決方案的—個完整的部分。