生物識(shí)別發(fā)展將給物聯(lián)網(wǎng)安全帶來(lái)怎樣的影響？

　　在目前的研究與應(yīng)用領(lǐng)域中，生物特征識(shí)別主要關(guān)系到計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖象處理與模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)聽(tīng)覺(jué)、語(yǔ)音處理、多傳感器技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、可視化技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、智能機(jī)器人感知系統(tǒng)等其他相關(guān)的研究。己被用于生物識(shí)別的生物特征有手形、指紋、臉形、虹膜、視網(wǎng)膜、脈搏、耳廓等，行為特征有簽字、聲音、按鍵力度等。

　　基于這些特征，生物特征識(shí)別技術(shù)己經(jīng)在過(guò)去的幾年中己取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展.目前研究和使用的生物特征識(shí)別技術(shù)主要有人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、指紋識(shí)別、掌紋識(shí)別、簽名識(shí)別、聲音識(shí)別。不同的生物識(shí)別技術(shù)在精度、穩(wěn)定性、識(shí)別速度、便捷性方面有著明顯的差異，因此在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，也有著不同的特點(diǎn)。

　　1、指紋識(shí)別

　　指紋身份鑒別方法是應(yīng)用最早、最廣泛和最成熟的生物特征身份鑒別方法。目前指紋識(shí)別算法較成熟、速度快、實(shí)時(shí)性好，因其門(mén)檻最低、成本低廉、使用便利的優(yōu)勢(shì)，在安防、考勤、銀行、手機(jī)等領(lǐng)域形成廣泛應(yīng)用。

　　指紋識(shí)別系統(tǒng)主要由指紋取像、預(yù)處理、特征提取、比對(duì)、系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)庫(kù)管理幾部分組成。指紋圖象的采集方法有光學(xué)全反射照相、硅晶體傳感器、其他技術(shù)(超聲波掃描、溫度傳感器、壓力傳感器)。指紋鑒別方法有其局限性，手指長(zhǎng)期受到摩擦的體力勞動(dòng)者的指紋質(zhì)量極差，此外，還有少數(shù)人的指紋的端點(diǎn)和分叉點(diǎn)極少，對(duì)這一類(lèi)人群指紋鑒別方法幾乎無(wú)法適用。

　　隨著指紋識(shí)別系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備和算法的不斷成熟，相關(guān)的研究一方面關(guān)注于指紋圖像的精準(zhǔn)度，尤其是在殘缺或污損的情況下;另一方面關(guān)注于傳感器尺度的不斷減小以便于能應(yīng)用在PDA、手機(jī)等類(lèi)似設(shè)備上。例如日本三菱電機(jī)公司將指紋認(rèn)證裝置微型化，并內(nèi)置于公司將要推出的手機(jī)中，在使用者打電話時(shí)只要用手指觸摸手機(jī)的傳感部，手機(jī)就能馬上識(shí)別出指紋是否與使用者事先登記的指紋一致。如果與事先登記的指紋不相符合，電話就不能接通。這使手機(jī)用戶(hù)再也不必?fù)?dān)心手機(jī)被人盜用了。

　　2、虹膜識(shí)別

　　虹膜，作為重要的身份鑒別特征，具有唯一性、穩(wěn)定性、可靠性、可采集性、非侵犯性等優(yōu)點(diǎn)。并且識(shí)別速度較快，有識(shí)別距離限制，多數(shù)用于工業(yè)領(lǐng)域場(chǎng)景。

　　虹膜識(shí)別系統(tǒng)一般可由虹膜定位、圖像預(yù)處理、虹膜特征提取和分類(lèi)識(shí)別幾個(gè)部分組成。虹膜識(shí)別系統(tǒng)的工作原理一般都是通過(guò)虹膜采集設(shè)備采集虹膜圖像，然后通過(guò)預(yù)處理消除圖像的噪聲斑點(diǎn)和光照帶給圖像的影響。利用虹膜的幾何特性，通過(guò)定位虹膜的內(nèi)外邊緣、上眼瞼、下眼瞼.將虹膜從原始的虹膜圖像中分割出來(lái)。分割出來(lái)的虹膜圖像還需要消除虹膜圖像帶來(lái)的旋轉(zhuǎn)、尺度變化以及消除睫毛遮蓋等影響。

　　進(jìn)一步將歸一化后的虹膜圖像進(jìn)行增強(qiáng)，得到了預(yù)處理好的圖像，以便提取相應(yīng)的特征。另外，虹膜的特征提取模塊跟系統(tǒng)相關(guān)，因?yàn)椴煌南到y(tǒng)可能采用不同的虹膜特征。虹膜特征提取后就轉(zhuǎn)化成一個(gè)模式識(shí)別的問(wèn)題。分類(lèi)器模塊對(duì)虹膜的特征進(jìn)行分類(lèi)，如果是虹膜鑒別問(wèn)題只需與目標(biāo)虹膜比較即可，如果是虹膜識(shí)別還需要檢索相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)并得出最終的判別結(jié)果。

　　在各種虹膜識(shí)別算法中，以Daugman和Wildes提出的基于虹膜Gabor特征及粗相位量化和基于圖像配準(zhǔn)技術(shù)的虹膜識(shí)別算法最為經(jīng)典.大多數(shù)商業(yè)系統(tǒng)都是基于這兩種算法。

　　3、人臉識(shí)別

　　人臉識(shí)別一直活躍于我們的生活當(dāng)中。雖然人臉識(shí)別的準(zhǔn)確性要低于虹膜、指紋的識(shí)別，但由于它的無(wú)侵害性和對(duì)用戶(hù)最自然、最直觀的方式，使人臉識(shí)別成為最容易被接受的生物特征識(shí)別方式。并且采集成本低，是一種大眾公認(rèn)的身份鑒別特征，是國(guó)內(nèi)外生物特征身份鑒別領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

　　人臉識(shí)別有兩方面工作：在輸入的圖像中定位人臉;抽取人臉特征進(jìn)行匹配識(shí)別。目前的人臉識(shí)別系統(tǒng)，圖像的背景通常是可控或近似可控的，因此人臉定位相對(duì)而言容易解決。而人臉識(shí)別由于表情、位置、方向以成光照的形式展現(xiàn)，讓其產(chǎn)生較大的同類(lèi)差異，使得人臉的特征抽取較為困難。

　　4、掌紋識(shí)別

　　與指紋識(shí)別相比，掌紋識(shí)別的可接受程度較高。其主要特征比指紋明顯得多，而且提取時(shí)不易被噪聲干擾，另外，掌紋的必要特征比手形的特征更穩(wěn)定和更具分類(lèi)性，因此掌紋識(shí)別應(yīng)是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ纳矸葑R(shí)別方法。

　　5、視網(wǎng)膜識(shí)別

　　視網(wǎng)膜是一些位于眼球后部十分細(xì)小的神經(jīng).它是眼睛感受光線并將信息通過(guò)視神經(jīng)傳給人腦的重要器官。由于視網(wǎng)膜不容易改變和復(fù)制，它被認(rèn)為是最安全的生物識(shí)別方式。在20世紀(jì)30年代，人們通過(guò)研究就得出了人類(lèi)眼球后部血管分布惟一性的理論，據(jù)進(jìn)一步的研究顯示，即使是孿生子，這種血管分布也具有惟一性。

　　6、簽名識(shí)別

　　簽名識(shí)別是一種行為識(shí)別技術(shù)，目前簽名大多還只用于認(rèn)證。簽名認(rèn)證的困難在于數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化范圍大，即使是同一個(gè)人的兩個(gè)簽名也絕不會(huì)相同。簽名認(rèn)證按照數(shù)據(jù)的獲取方式可以分為兩種：離線認(rèn)證和在線認(rèn)證。離線認(rèn)證是通過(guò)掃描儀獲得簽名的數(shù)字圖像;在線認(rèn)證是利用數(shù)字寫(xiě)字板或壓敏筆來(lái)記錄書(shū)寫(xiě)簽名的過(guò)程，離線數(shù)據(jù)容易獲取.但是筆劃形成過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性，使得在線簽名容易被偽造。

　　7、步態(tài)識(shí)別

　　步態(tài)識(shí)別就是要對(duì)包含人體運(yùn)動(dòng)的圖像序列進(jìn)行分析處理。通常包括步態(tài)檢測(cè)、步態(tài)表征和步態(tài)識(shí)別3個(gè)過(guò)程。步態(tài)檢測(cè)是在圖像序列中將人體步態(tài)輪廓區(qū)域從背景圖像中提取出來(lái)，步態(tài)輪廓區(qū)域的有效分割對(duì)于特征提取、目標(biāo)分類(lèi)等后期處理非常重要，因此步態(tài)檢測(cè)常被視為步態(tài)識(shí)別的預(yù)處理部分。

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　生物認(rèn)證技術(shù)己被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，這里簡(jiǎn)要介紹幾種應(yīng)用。

　　航空身份認(rèn)證。 機(jī)場(chǎng)航空讓旅客通過(guò)面部、虹膜以及指紋識(shí)別進(jìn)入。乘客在靠近自助登機(jī)門(mén)處安裝面部攝像頭，自動(dòng)采集其面部圖像，將頭像發(fā)送至內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)匹配和驗(yàn)證，幾秒鐘完成匹配驗(yàn)證后系統(tǒng)將乘客標(biāo)識(shí)為“登機(jī)”狀態(tài)而無(wú)需在登機(jī)口出示其登機(jī)牌或護(hù)照。

　　建筑物通道安全。 企業(yè)的員工和建筑物的主人出入各種建筑物的通道，進(jìn)行必要的身份識(shí)別，防止未經(jīng)授權(quán)的進(jìn)出。目前使用的是各種卡片、證件等，問(wèn)題是卡片和證件容易丟失、仿制和借用，而且攜帶麻煩。

　　電子商務(wù)。 所有的通過(guò)Internet發(fā)送材料的公司都在尋找一種安全發(fā)送材料的方式。有越來(lái)越多的人通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)購(gòu)買(mǎi)商品和服務(wù)，但其中潛在的安全問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，通過(guò)身份號(hào)和密碼來(lái)取代傳統(tǒng)的直接接觸顯然是過(guò)時(shí)了。CA認(rèn)證系統(tǒng)正在考慮將生物識(shí)別技術(shù)融合于其中。

　　身份證卡偽造。 身份證一直是國(guó)家安全機(jī)關(guān)嚴(yán)厲打擊的對(duì)象，但屢禁不止。使用電子身份證，將人的生理特征存儲(chǔ)于其中，身份證需要和人自身的生物特征進(jìn)行比對(duì)，這將有效解決偽造問(wèn)題。

　　未來(lái)發(fā)展

　　一切科學(xué)技術(shù)的演進(jìn)都是為了達(dá)到“準(zhǔn)確、高效 ”的目的。隨著智能化生活的普及，生物識(shí)別技術(shù)擁有廣闊的發(fā)展空間。主要包含幾個(gè)方面：

　　1)消費(fèi)機(jī)移動(dòng)終端領(lǐng)域內(nèi)，以傳統(tǒng)的指紋識(shí)別和新興的3D人臉識(shí)別技術(shù)的滲透率和技術(shù)創(chuàng)新正在快速推進(jìn);

　　2)傳統(tǒng)的門(mén)禁安防領(lǐng)域內(nèi)，多重生物識(shí)別技術(shù)的需求在持續(xù)增加;

　　3)隨著智能化產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，智慧家庭、智能家居、智能汽車(chē)等市場(chǎng)中對(duì)安全性的需求將會(huì)持續(xù)引入生物識(shí)別技術(shù)。

　　目前生物識(shí)別技術(shù)主要還是應(yīng)用在考勤、門(mén)禁以及警用系統(tǒng)中，而企業(yè)、政府及軍方、銀行及金融則為潛在的最大需求主體。新興市場(chǎng)如支付、安防、實(shí)名制、金融、醫(yī)療、教育、交通、社保等領(lǐng)域發(fā)展空間巨大，如我國(guó)車(chē)站的“人臉識(shí)別通道”陸續(xù)開(kāi)通，這是作為生物識(shí)別較早也是目前應(yīng)用最廣的領(lǐng)域。

　　結(jié)語(yǔ)

　　生物識(shí)別技術(shù)是基于個(gè)人獨(dú)特的生理和行為特征進(jìn)行自動(dòng)身份鑒別的技術(shù)。它為我們這個(gè)信息社會(huì)日益加劇的安全需求提供了一個(gè)很好的解決方案，隨著生物特征識(shí)別技術(shù)的不斷改進(jìn)，生物特征傳感器價(jià)格的不斷下降以及人們的接受程度的不斷提高，生物特征識(shí)別技術(shù)必定會(huì)作為一種基本的身份識(shí)別手段而得到廣泛的應(yīng)用。