多模態(tài)生物特征識別技術(shù)及其標準化動態(tài)

丁璇

摘要：采用生物特征識別技術(shù)進行身份識別是當前十分重要的身份識別方法，它包含很多的方面，像指紋、人臉、虹膜、語音、動作、靜脈、掌型、DNA、書寫、步態(tài)等都是十分重要的組成部分。因為生物識別技術(shù)有它自己獨特的優(yōu)點，所以得到各方廣泛關(guān)注，尤其是在信息安全等方面。在提高使用網(wǎng)絡保障、防御新型網(wǎng)絡的攻擊，以及電子商務、金融、電子政務、軍事等領(lǐng)域生物識別技術(shù)有十分重要的調(diào)研和實用價值。該文首先進行了生物特征識別這項技術(shù)流程和五種生物特征識別技術(shù)性能上的比較。

關(guān)鍵詞：生物特征識別系統(tǒng)；信息融合

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）36-0153-02

Abstract： As an important technical means of technology in the field of identification， involving biometric technology content is very wide， including fingerprint， face， iris， voice， movement， palm vein type， DNA， writing， and other gait recognition. Biometric technology has been paid more attention with its unique characteristics and advantages， especially in the in the field of information security. Against the new network attack means， improve the security of network， and electronic commerce， finance， e-government， biometric identification technology， military and other fields has great research and application value. This paper introduces the process of biological feature recognition technology， biometric identification technology five performance comparison

Key words： biometric information； fusion system

1 概述

生物特征識別技術(shù)（Biometric Identification Technology）是通過識別人體各方面特征進行認定身份的一項技術(shù)。更確切一點來講，生物特征識別技術(shù)是經(jīng)計算機讓光學，聲學，生物傳感器和生物統(tǒng)計學原理等具有現(xiàn)代科技特點的手段緊密結(jié)合在一起。利用機體本就擁有的一些生理上的特性和行為特征來確定個人身份。

生物特征可分為兩種類型：生理特征和行為特征。生理特征是指那些從出生就有的，沒有什么特殊情況幾乎不會有什么改變的特性，如人的長相、手指，手掌的紋路、虹膜、音色等；行為特征指人們經(jīng)環(huán)境影響，通過后天學習而形成的，像行為姿態(tài)，習慣性的小動作等。

生物識別技術(shù)在生活中可有三種主要的用途：1）成為刑警處理案件的重要助手；2）企業(yè)中在管理方面的重要手段（例如檢查出勤率，巡更等系統(tǒng)，生物識別技術(shù)已經(jīng)廣泛應用；3）自助式政府服務、出入境排查，金融方面的服務、電子商務，個人隱私權(quán)限保護與信息的安全保障等很多方面。

和古老的身份識別方法作比較的話，生物特征識別技術(shù)有更準確，更安全的特征。這主要歸功于生物特征在某些方面來講更具有穩(wěn)定性，唯一性和不可變性。一方面有利于各大識別系統(tǒng)采集信息；另一方面鑒別身份信息更為精確。判定這些生物識別技術(shù)的好壞可以考慮以下三個方面：

一是性能，包括準確識別的概率、識別的快慢，以及對于環(huán)境變化所做出的改變等。二是可適應性，就是在日常生活中，這項技術(shù)別人們接受的程度。三是靈活性，即生物識別技術(shù)在識別過程中被蒙混的可能性。在安全防護方面，應用最廣泛的是臉部特征識別和指紋的識別。

2 多種模式和形態(tài)的生物特征識別

單一模式和形態(tài)的生物特征識別系統(tǒng)依靠一種特定的生物特征信息（ 例如，虹膜、指紋或人臉圖像信息等） 來實現(xiàn)識別。當前，在指紋和面部鑒別等方面，生物識別技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進步。在生物特征識別技術(shù)的領(lǐng)悟中，這兩種特征識別技術(shù)占了一半以上的市場份額。但也面臨著來自各個方面的考驗：1）準確率。人面部特征鑒別中，人面部的改變是鑒別識別準確性的不可或缺的因素，導致面部的改變主要有整容、化妝、意外的面部受傷、胡須的有無等自身因素，也包括環(huán)境的明亮程度、拍攝的角度等外在條件因素。2）獨特性。盡管單一模式和形態(tài)的生物特性識別在技術(shù)層面有了很大的提高，但要選擇模態(tài)需要經(jīng)過依靠具體實用，因為不可能有一種在任何方面都能適用的模式和形態(tài)，人們利用大量的研究結(jié)果證明，人面部識別在識別率和安全性上都要強于手指紋路的識別，因為如果對人面部特征進行紅外掃描，想要造假是非常困難的，但是指紋識別也有他的優(yōu)點，比如速度快。3）適用性。當收集設備局限于某種或某些形式，或因為個人原因?qū)е履承┨卣鳠o法采集，或者是采集的質(zhì)量不高時，單一模式和形態(tài)的識別就會不那么適用。4）安全性。因為科學技術(shù)快速的發(fā)展，雖然我們的生活變得特別方便，但是也帶來一系列安全問題。比如美國斯坦福大學研究群體剛剛開發(fā)了一項“Facet Face”的新技術(shù)，可以通過某個人臉的特征動作去操縱另一個人的臉部動作，進行人臉特征的復制。

3 多種模式形態(tài)生物特征識別的技術(shù)相融

單一的生物特征識別模式主要包括三個方面：采集特征、模板的配對、判斷。多生物特征需要對多種生物特征進行結(jié)合，識別以提高準確性，由于結(jié)合的層次有不一樣，可以分為四個部分：傳感器層結(jié)合、特征層結(jié)合、匹配層結(jié)合和決策層結(jié)合.

1） 傳感器層信息結(jié)合：每個生物特征識別的傳感器采集的最初的數(shù)據(jù)，經(jīng)過多個層次，多個方面進行融和處理，在處理后的數(shù)據(jù)中提取有用的信息。

2） 特征層信息結(jié)合：依照特征的集合輸入各種生物特征。特征的集合是由各種不同特征融合構(gòu)建而成。通過各種研究表明，雖然特征結(jié)合的準確率和效率都很高，但它實現(xiàn)的難度也提高了很多個層次。

3） 匹配層信息結(jié)合：每個生物特征都擁有其特定的輸出分數(shù)的系統(tǒng)，所輸出的分數(shù)經(jīng)匹配層進行處理歸納。匹配層對所采集的信息進行結(jié)合歸納，并不困難，可同時對多個生物特征進行融合。

4） 決策層信息結(jié)合：首先要分別對每一個生物特征進行處理；再進行評分；最后在決策層融合。在得出最終匹配結(jié)婚之前，需要對得出的每個生物特征的數(shù)據(jù)進行綜合分析。相對來說決策層進行信息融合的難度不算特別大，但這一層的分析融合卻又大大提高識別效率的作用。

4 應用場景—基于生物特征識別的員工管理系統(tǒng)

基于生物特征識別的人員管理系統(tǒng)架構(gòu)包含三層框架：門禁系統(tǒng)、安保系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)為對數(shù)據(jù)的收集層，反映收集人員的狀態(tài)；各種直接進行信息采集的系統(tǒng)，是對信息進行處理加工的層次，訪客機又被稱為“訪客自動登記安全管理系統(tǒng)”，代替了傳統(tǒng)用手寫訪客記錄的方式，運用高度現(xiàn)代化的高科技信息技術(shù)，做到人，證，照的高度統(tǒng)一 ；訪客管理服務、考勤管理服務、權(quán)限管理服務、風險控制服務、操作追溯服務為業(yè)務服務層，對每一項業(yè)務進行綜合處理；企業(yè)服務器為管理和控制層，調(diào)控企業(yè)中的各項業(yè)務系統(tǒng)。

4.1 訪客管理系統(tǒng)

這個系統(tǒng)的核心技術(shù)是生物特征識別，將人以及證件加以結(jié)合，系統(tǒng)當中包含眾多的模塊，例如生物識別模塊、預約登記模塊、自助訪客模塊、訪客門禁模塊、通道閘機模塊、遠程通訊模塊、人員跟蹤模塊以及訪客分析模塊等。1） 來訪的外來人員需要做好人證相符。2） 來訪信息登記查驗。3） 被訪人員授權(quán)放行。4） 來訪者訪問區(qū)域管理。5） 訪問記錄追溯管理。

4.2 考勤管理系統(tǒng)

考勤管理系統(tǒng)于生物特征識別技術(shù)的人員識別和在崗位上進行的信息確認為中心，實行對一般區(qū)域的放任通行的準許管理，最常使用的是快速識別的技術(shù)，比如人面部特征識別。1） 工作崗位上的人們的鑒別和記錄。位于入口、門禁、電梯、特別工位的生物特征識別系統(tǒng)對有必要鑒別和記錄的人進行鑒別，記錄，并且反饋給相應的系統(tǒng)，實行考查出勤率管理。2） 在崗人員準許放行的許可。對于能夠準確識別的工作人員，依照系統(tǒng)權(quán)限的要求實行放任通行許可的管理 ；而不能準確識別的工作人員，不能放行，要通過人工處理來解決問題。3） 勤務信息管理。對各種勤務信息需要統(tǒng)一進行存儲管理，同時同OA系統(tǒng)相連接，從而基于訪客的生物特征來實現(xiàn)信息管理，并且各方面的管理需求能夠隨時進行檢查核對。

5 生物特征識別的標準化

2013年4月，經(jīng)過標準化委員會審核之后，我國成立生物特征識別委員會，這意味著我國的生物識別工作開始標準化的進程。截止到2014年7月為止，由生物識別分委會發(fā)布國家級別的標準十余項，制定當中的標準7項，同時發(fā)布4項意見稿，并且發(fā)布5項工作草案，截止到目前為止信標委審核通過的計劃為4項。生物識別分委會陸續(xù)收到4項全新的立項提案，正組織成員進行審核。這4項提案的內(nèi)容涉及虹膜識別、聲紋識別社保認證、指紋芯片技術(shù)以及生物數(shù)據(jù)格式測試 。委員會琉球確定數(shù)個新的行業(yè)標準，從而推動指紋芯片、虹膜識別以及聲紋識別的標準進程以及國際化進程，并且好組團參國際標準化組織，從而積極推動我國創(chuàng)新技術(shù)走出國門。

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