雅典奧運(yùn)會(huì)是一屆特殊的奧運(yùn)會(huì)。鑒于2001年美國(guó)“911”事件，雅典奧運(yùn)會(huì)期間大街小巷有7萬(wàn)名軍警、軍用機(jī)場(chǎng)有“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈、比雷埃夫斯港有巡洋艦、地中海有北約艦隊(duì)、雅典上空有戰(zhàn)斗機(jī)和飛艇，體育史上聞所未聞的陸海空立體警戒，讓希臘投入奧運(yùn)會(huì)的安保費(fèi)用一再追加，僅安全保衛(wèi)一項(xiàng)就動(dòng)用了15億美元，它已相當(dāng)于1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)安保費(fèi)用的50倍，相當(dāng)于悉尼的5倍。奧運(yùn)安全與安全奧運(yùn)，嚴(yán)峻的考驗(yàn)、沉重的話題，警示著2008年北京奧運(yùn)會(huì)。我國(guó)承諾要辦成“一流”奧運(yùn)，“安全奧運(yùn)”及其保障機(jī)制建設(shè)應(yīng)成為辦好一屆最出色奧運(yùn)會(huì)的最重要標(biāo)志，為此，北京提出了安全奧運(yùn)觀。

當(dāng)今，反恐安全成為關(guān)系社會(huì)和平建設(shè)和發(fā)展的首要問(wèn)題，得到世界各國(guó)政府和人民的極大關(guān)注。而網(wǎng)絡(luò)信息化時(shí)代的一大特征就是身份的數(shù)字化和隱性化。如何準(zhǔn)確鑒定一個(gè)人的身份、保護(hù)信息安全是當(dāng)今信息化時(shí)代必須解決的一個(gè)關(guān)鍵社會(huì)問(wèn)題。因此，生物識(shí)別技術(shù)的重要性被各國(guó)政府提上日程。由于物件(如鑰匙)和知識(shí)(如密碼)等傳統(tǒng)的身份認(rèn)證極易偽造和丟失，在反恐任務(wù)時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的這種缺陷使得各國(guó)政府在研究與應(yīng)用上對(duì)生物識(shí)別技術(shù)開(kāi)始了大規(guī)模的投資。因此，生物識(shí)別技術(shù)在近幾年得到了飛速發(fā)展。

什么是生物識(shí)別技術(shù)

生物識(shí)別技術(shù)是利用人體生物特征和活動(dòng)性進(jìn)行身份認(rèn)證的一種特定技術(shù)，細(xì)分為生理特征和行為特征。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明，生物特征是唯一的，且與任何人毫不相同，是可自動(dòng)識(shí)別并被測(cè)量與驗(yàn)證的生理特性或行為方式?；谏镒R(shí)別是利用人自身的生物特征，不存在遺忘或丟失的問(wèn)題，也很難被竊取的特點(diǎn)，科研人員便利用人體的各部位特征紛紛研發(fā)各種生物識(shí)別技術(shù)，具體是采用自動(dòng)技術(shù)測(cè)量人的身體特征或者個(gè)人行為特點(diǎn)，并將這些特征或特點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)的模板數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，完成認(rèn)證，從而進(jìn)行身份驗(yàn)證。生物特征識(shí)別技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)是：對(duì)于絕大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，永不消失、不會(huì)遺忘。比較而言，密碼識(shí)別技術(shù)可能遺失、被窺視或破解，所有生物識(shí)別技術(shù)則可能遺失、被盜或被復(fù)制。

依據(jù)人的生物特征的生理特性或行為方式可分為多種生物身份識(shí)別。生理特征有手形、指紋、臉形、虹膜、視網(wǎng)膜、脈搏、耳廓等，行為特性有簽字、聲音、按鍵力度等。根據(jù)人體生理特征的不同，目前已有指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別、掌紋識(shí)別、聲紋識(shí)別、靜脈識(shí)別、腦波識(shí)別等各種不同的識(shí)別方法。第十一屆世界女子壘球錦標(biāo)賽，作為北京奧組委確定的42場(chǎng)奧運(yùn)測(cè)試賽首場(chǎng)比賽，首次啟用了多項(xiàng)先進(jìn)的生物識(shí)別設(shè)備，如在安保指揮中心的大門(mén)設(shè)置了手背式靜脈門(mén)禁系統(tǒng)和在貴賓廳入口設(shè)置了人臉識(shí)別系統(tǒng)。

靜脈識(shí)別——生物識(shí)別的新領(lǐng)域

靜脈識(shí)別安防管理系統(tǒng)的原理是根據(jù)血液中的血紅素有吸收紅外線光的特質(zhì)，將具紅外線感應(yīng)度的小型照相機(jī)對(duì)著手指進(jìn)行攝影，即可將血管的陰影處攝出圖像來(lái)。將血管圖樣進(jìn)行數(shù)字處理，制成血管圖樣影像。靜脈識(shí)別系統(tǒng)就是首先通過(guò)靜脈識(shí)別儀取得個(gè)人靜脈分布圖，從靜脈分布圖依據(jù)專用比對(duì)算法提取特征值，通過(guò)紅外線CCD攝像頭獲取手背靜脈的圖像，將靜脈的數(shù)字圖像存貯在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，將特征值存儲(chǔ)。靜脈比對(duì)時(shí)，實(shí)時(shí)采取靜脈圖，提取特征值，運(yùn)用先進(jìn)的濾波、圖像二值化、細(xì)化手段對(duì)數(shù)字圖像提取特征，同存儲(chǔ)在主機(jī)中靜脈特征值比對(duì)，采用復(fù)雜的匹配算法對(duì)靜脈特征進(jìn)行匹配，從而對(duì)個(gè)人進(jìn)行身份鑒定，確認(rèn)身份。全過(guò)程采用非接觸式。

與其他生物識(shí)別技術(shù)相比，靜脈識(shí)別具有很多優(yōu)點(diǎn)：

一是通過(guò)例證和收集數(shù)據(jù)證明，所有人的靜脈是不同的，完全相同靜脈特征的人幾乎沒(méi)有，即使是長(zhǎng)相非常相像的雙胞胎的靜脈圖形也不會(huì)相同，而且這種差異將會(huì)在他們的一生中都不會(huì)消失。在成長(zhǎng)過(guò)程中，靜脈也在成長(zhǎng)，然而靜脈不會(huì)發(fā)生根本性變化。在成年階段，靜脈是穩(wěn)定幾乎不發(fā)生變化。即使在成長(zhǎng)過(guò)程中，靜脈也隨時(shí)間在成長(zhǎng)，但靜脈的成長(zhǎng)變化非常緩慢，為適應(yīng)此種緩慢的變化，靜脈識(shí)別系統(tǒng)有一種“動(dòng)態(tài)模型更新”功能，在每次比對(duì)時(shí)，使用者的靜脈圖形數(shù)據(jù)會(huì)得到更新，“動(dòng)態(tài)模型更新”功能使得靜脈識(shí)別系統(tǒng)對(duì)身份識(shí)別更準(zhǔn)確。

二是由于靜脈分布藏匿于身體內(nèi)部，其特征屬天賦密碼，不會(huì)遺失，不會(huì)遺忘，使用簡(jiǎn)便。所以不存在仿制或失竊的風(fēng)險(xiǎn)，由于不排除兇殘的歹徒可能會(huì)不擇手段，將目標(biāo)人的靜脈載體砍下來(lái)通過(guò)測(cè)試，系統(tǒng)設(shè)備已設(shè)計(jì)成只能掃描有溫暖血液流過(guò)的靜脈血管，只有活體才能識(shí)別，因而斷指將會(huì)失效，所以不存在被盜的可能性。

三是高精密判斷，不受外部污染、輕傷影響，人類手部表面的皮膚條件不會(huì)對(duì)認(rèn)證工作造成影響。對(duì)于被其他物體覆蓋、脫皮、有傷痕、一些手上老繭較多的體力勞動(dòng)者等的皮膚以及無(wú)法辨識(shí)的毀傷肌膚識(shí)別起來(lái)也不會(huì)受到干擾，不存在識(shí)別率低的問(wèn)題，而且速度極為迅速。此外，靜脈識(shí)別系統(tǒng)對(duì)手指的濕度和溫度的變化不敏感，對(duì)手指清潔度沒(méi)有要求，不會(huì)受臟、油、水等因素的影響，也減少了誤讀的可能。

四是非侵入性和非接觸性成像技術(shù)對(duì)紅外線的采用，可以確保使用者的便捷性和清潔性。不需要直接接觸，使用者只要將手掌展開(kāi)，在識(shí)別器上晃一下即可。非接觸性使用方式，不會(huì)被復(fù)制，不會(huì)被窺視，使用更安全。而且非接觸性在減少設(shè)備被污染的同時(shí)，也避免了細(xì)菌的交叉?zhèn)鞑?，既衛(wèi)生又安全，容易被大眾接受，非常適用于公共場(chǎng)所使用，并且極大的提高了識(shí)別速度。舉例來(lái)說(shuō)，在傳染病流行的時(shí)間內(nèi)，這種非接觸性的感應(yīng)方式是最安全的，甚至在醫(yī)院的手術(shù)室，醫(yī)生都可以戴著外科手套通過(guò)感應(yīng)進(jìn)行身份認(rèn)證。

五是由于靜脈形狀的相對(duì)穩(wěn)定性和捕捉影像清晰性，所以，可對(duì)低分辨率相機(jī)拍攝的圖樣資料進(jìn)行小型的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)影像技術(shù)處理。準(zhǔn)確率比指紋識(shí)別還高。實(shí)驗(yàn)顯示，其無(wú)法識(shí)別的幾率僅有0.01％，識(shí)別錯(cuò)誤的概率則只有0.00008％，識(shí)別率已經(jīng)達(dá)到了99.9％。

目前，靜脈識(shí)別技術(shù)分為兩種：一種是手背靜脈識(shí)別，一種是手指靜脈識(shí)別。二者各自具有優(yōu)勢(shì)：較之于手背的靜脈認(rèn)證，手指靜脈識(shí)別的設(shè)備工藝要求高，體積較小。手指靜脈認(rèn)證的可信度較高，而且有更多保障，因?yàn)槭种挥袃芍?，而手指卻有十根，極端的話，將兩手十指共十份的數(shù)據(jù)注冊(cè)后，即使因?yàn)槭軅袔赘种覆荒苁褂靡矝](méi)有關(guān)系。而相較于手指靜脈識(shí)別，手背靜脈識(shí)別的范圍更大，準(zhǔn)確率也更高，位移偏差較小，采集容易，錯(cuò)誤接受率低于0.00008％，錯(cuò)誤拒絕率為0.01％，能夠提供使用者高度的保障與準(zhǔn)確識(shí)別率，其缺點(diǎn)是設(shè)備體積較大。

人臉識(shí)別——科學(xué)幻想變成現(xiàn)實(shí)

對(duì)于普通百姓來(lái)說(shuō)，人臉識(shí)別是個(gè)非常遙遠(yuǎn)的話題，似乎只能在科幻電影中看到，但是，當(dāng)各方信息顯示出這一技術(shù)將會(huì)在2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間一展身手時(shí)，人們對(duì)它的興趣似乎在一夜間就高漲了。

在基于生物識(shí)別技術(shù)的身份認(rèn)證中，人臉識(shí)別是最主要的方法之一。雖然人類能夠很容易地識(shí)別人臉及表情，但人臉的自動(dòng)機(jī)器識(shí)別卻是一個(gè)極其復(fù)雜的課題。它的研究涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、感知科學(xué)、人工智能、計(jì)算智能等技術(shù)，人臉識(shí)別技術(shù)在近年來(lái)獲得大量的研究成果，并且正在逐步成熟。與指紋、視網(wǎng)膜、虹膜、基因等其它人體生物特征識(shí)別系統(tǒng)相比，人臉識(shí)別系統(tǒng)具有直接、友好、方便的特點(diǎn)，易于為使用者所接受。

人臉識(shí)別主要分為人臉檢測(cè)，人臉特征提取和人臉識(shí)別三個(gè)過(guò)程。

人臉檢測(cè)。所謂人臉檢測(cè)，就是給定任意圖像，確定其中是否存在人臉，如果有，給出人臉的位置、大小等狀態(tài)信息。人臉檢測(cè)主要受到光照、噪聲、姿態(tài)、以及遮擋等因素的影響，人臉檢測(cè)的結(jié)果直接關(guān)系到后面兩個(gè)過(guò)程的準(zhǔn)確性。

人臉特征提取。人臉特征提取是將現(xiàn)實(shí)空間的圖像映射到機(jī)器空間的過(guò)程。人臉特征提取具有多樣性和唯一性，只有保持這種多樣性和唯一性，才能保證人臉圖像的準(zhǔn)確描述和識(shí)別。人臉圖像信息數(shù)據(jù)量巨大，為了提高檢測(cè)和識(shí)別的運(yùn)算速度，提高圖像傳輸和匹配檢索速度，必須對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，降低向量維數(shù)，即用盡可能少的數(shù)據(jù)表示盡可能多的信息。人臉特征提取在提取人臉特征的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)原始圖像的數(shù)據(jù)降維。

人臉識(shí)別。人臉識(shí)別就是將待識(shí)別的人臉與已知人臉進(jìn)行比較，得出相似程度的相關(guān)信息。這里所指的人臉識(shí)別是狹義的識(shí)別，是統(tǒng)稱的廣義人臉識(shí)別的一個(gè)過(guò)程。人臉識(shí)別又分為兩類：一類是確認(rèn)，它是一對(duì)一進(jìn)行圖像比較的過(guò)程，即回答你是不是你本人的問(wèn)題另一類是辨認(rèn)，它是一對(duì)多進(jìn)行圖像匹配比對(duì)的過(guò)程，即回答你是誰(shuí)的問(wèn)題。人臉確認(rèn)是人臉辨認(rèn)的簡(jiǎn)單化，人臉辨認(rèn)比人臉確認(rèn)要復(fù)雜困難得多，因?yàn)槿四槺嬲J(rèn)系統(tǒng)涉及到大批量數(shù)據(jù)的比對(duì)。

人臉識(shí)別技術(shù)在眾多的生物識(shí)別方法中，進(jìn)行個(gè)體身份識(shí)別和驗(yàn)證時(shí)具有很多優(yōu)點(diǎn)：

一是它是不需要使用者配合的生物識(shí)別方法，因而操作隱蔽性強(qiáng)，特別適合于安全防范、罪犯監(jiān)控、罪犯抓捕。采用非接觸式采集，沒(méi)有侵犯性，容易被接受。

二是事后追蹤能力強(qiáng)，普通人即可進(jìn)行判斷核實(shí)。而普通人一般不具備對(duì)于指紋、虹膜的判別能力。

三是更符合人類的識(shí)別習(xí)慣，可交互性強(qiáng)，適合于改善人機(jī)界面。

四是實(shí)現(xiàn)設(shè)備通用、簡(jiǎn)單，尤其是采集設(shè)備成本較低。

靜脈識(shí)別和人臉識(shí)別結(jié)緣奧運(yùn)

我國(guó)在第十一屆世界女子壘球錦標(biāo)賽上成功應(yīng)用了靜脈識(shí)別系統(tǒng)。作為北京奧組委確定的42場(chǎng)奧運(yùn)測(cè)試賽的首場(chǎng)比賽，任何人進(jìn)出場(chǎng)館安保中樞，均需伸手接受“手背靜脈門(mén)禁系統(tǒng)”檢測(cè)。這是第一次在比賽中使用了手背式靜脈門(mén)禁系統(tǒng)。要想通過(guò)手背式靜脈門(mén)禁系統(tǒng)要過(guò)三關(guān)，一是檢測(cè)手背上靜脈的形狀和走向；二是要檢測(cè)每條靜脈的寬度，三是要檢測(cè)血管內(nèi)血流的速度。此次賽事突出了科技安保意識(shí)。

在北京市科協(xié)舉辦的“科技圓夢(mèng)想、和諧迎奧運(yùn)”系列科普展上，最吸引參觀者的莫過(guò)于人臉識(shí)別系統(tǒng)的演示?！斑@扇門(mén)是沒(méi)有鑰匙的，誰(shuí)能把它打開(kāi)?”工作人員指著現(xiàn)場(chǎng)一扇貌似普通的門(mén)，微笑著問(wèn)參觀者。好奇的參觀者左尋右覓，很快有人發(fā)現(xiàn)了奧秘所在：“電腦!”話音一落，門(mén)邊那臺(tái)裝有攝像頭的電腦立即被層層包圍了起來(lái)?！皩?duì)，這里裝有人臉識(shí)別系統(tǒng)，只要你的臉部資料被存進(jìn)了系統(tǒng)，那么只要你站在門(mén)前，它就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)。”工作人員邊介紹，邊為大家做起了操作演示：點(diǎn)開(kāi)系統(tǒng)頁(yè)面，把臉對(duì)著攝像頭，輕輕點(diǎn)擊“抓拍”，然后依次點(diǎn)擊“輸入”、“識(shí)別”。不到一分鐘，系統(tǒng)提示操作完成，站到門(mén)前，一旋把手，嚴(yán)鎖的門(mén)應(yīng)聲而開(kāi)。

2008年北京奧運(yùn)會(huì)，我國(guó)將迎來(lái)世界200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的1萬(wàn)多名運(yùn)動(dòng)員、6000多名官員要人、2萬(wàn)多名媒體記者。因此，對(duì)所有人分級(jí)別進(jìn)行辨識(shí)，把危險(xiǎn)和犯罪人群從人群中區(qū)分出來(lái)并及時(shí)采取相應(yīng)的措施，將是北京奧運(yùn)會(huì)安全順利進(jìn)行的重要保障。目前，人臉識(shí)別系統(tǒng)已被應(yīng)用在北京站、北京西客站和北京地鐵等人流量較大的公共交通場(chǎng)所，該系統(tǒng)還將安裝到北京的500多家商場(chǎng)，以此來(lái)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)試和檢測(cè)。

2008年北京奧運(yùn)會(huì)的腳步聲已由遠(yuǎn)及近，我國(guó)承諾2008年北京奧運(yùn)會(huì)要“舉辦成為一屆歷史上最出色的奧運(yùn)會(huì)”。安全問(wèn)題是奧運(yùn)會(huì)的晴雨表，是所有奧運(yùn)會(huì)主辦城市要面對(duì)的核心問(wèn)題，“安全奧運(yùn)”應(yīng)該是最出色奧運(yùn)會(huì)的最重要標(biāo)志。生物識(shí)別技術(shù)將與其他安保手段一起為世界各國(guó)人民共享盛會(huì)提供可靠的安全保障。歷史上，很多技術(shù)都是通過(guò)一些大型體育賽事走向?qū)嵱?。?duì)于生物識(shí)別技術(shù)來(lái)說(shuō)，2008年的北京奧運(yùn)會(huì)就很有可能成為他們一展身手的難得機(jī)遇。