淺談生物識別技術研究現(xiàn)狀

姜懿辰

摘 要：生物特征識別技術（Biometric Recognition）是通過對人類身體獨有的特征進行識別，從而實現(xiàn)對鑒別對象鑒定身份的目的的一項技術。隨著經濟快速發(fā)展，信息時代的到來，生物特征識別技術憑借其普遍性、較高的穩(wěn)定性、可測量性以及唯一性四大性質而被人們廣泛應用于各個領域。本文在綜述了多篇文獻后，闡述了：生物特征識別技術的發(fā)展以及實際研究現(xiàn)狀。

關鍵詞：生物特征識別技術；人臉識別；指紋識別；虹膜識別；語音識別

中圖分類號：TP391.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0216-02

據(jù)新聞報道，蘋果公司（Apple）于2017年下半年將推出最新研發(fā)的iPhone X機型，該機型對解鎖功能進行了改變，使蘋果手機從“手動解鎖”演進為“面部解鎖”。該項技術革新無疑是蘋果公司的巨大突破。通過iPhone X的“面部識別”解鎖功能的改進，人們的財產安全性有了更大的保障，同時面部識別Face ID讓使用者更易保護自己的手機隱私。只有在本人使用時，F(xiàn)ace ID才會被識別并解鎖手機，僅用一張照片解鎖是不可能的。而iPhone X的該項改革正是運用了生物識別技術，采取信息、鑒別和判斷手機的使用者，才讓真正讓一人一機成為可能。

1 概述

生物識別技術（Biometric Recognition Technology）是時代快速變遷的必然產物，而能夠識別的不乏有多種生物特征，例如：指紋、面部、視網(wǎng)膜、聲音（語言）、個人習慣、虹膜以及體型等，相應的指紋識別、面部識別、視網(wǎng)膜識別以及聲音（語言）識別等技術也在與時俱進地發(fā)展。由此可見，如今在生物特征識別領域方面可謂是百花齊放，各項技術都是蓬勃發(fā)展。生物特征識別技術的發(fā)展如表1所示。

2 生物識別技術的研究現(xiàn)狀

2.1 人臉識別

人臉識別技術是21世紀人們最常用的一種識別身份的手段，也同時是目前最活躍的科學技術領域之一。它具有直觀性好、方便、易被接受的特點。人臉識別技術是通過采集使用者的一幅或多幅圖像，并利用計算機技術對圖像進行識別、對比，極易認證，從而確定待識別人的身份。

現(xiàn)如今由于三維人臉相比于二維圖像能夠提供更多、更豐富的有效信息，目前生物識別技術的研究方向已進入三維人臉的識別階段，從而實現(xiàn)了更快捷、更高精度的身份認證。人臉識別技術屬于非接觸型認證，因此僅看到臉部就可以實現(xiàn)多種應用，例如：重要場所中的安全檢測與監(jiān)控、選民登記以及交通管理等。現(xiàn)在我國該項識別技術多用于警用等安全領域，用于身份的鑒定、確認以及監(jiān)控。安保部門在體育館、火車站以及飛機場等大型公共場所安裝攝像頭，對過往人群進行監(jiān)視。人臉識別系統(tǒng)會利用核心算法就人臉面部的線條、臉型以及五官的位置與形狀進行分析與計算，再將得出的結果與數(shù)據(jù)庫中的資料數(shù)據(jù)進行對比，由此識別被測者的真實身份。當在逃案犯試圖通過時數(shù)據(jù)庫中的重點人口基本信息會通過人臉識別技術識別出在逃案犯，由此阻止在逃案犯逃竄。

2.2 指紋識別

指紋識別是一種高效生物特征識別技術，通過了廣泛認證、鑒定，指紋識別是當前研究最深、應用最廣、發(fā)展最成熟的生物特征識別技術，在市場上占了很大比例，因其較高的精度而為人們廣泛接受。人類指紋形態(tài)具有隨機性，因人而異，但一般無變化，因此具有較高的穩(wěn)定性。通過分析、識別、分類指紋的紋路樣式、細節(jié)特征等信息來進行身份的鑒定。指紋的采集由最原始的墨水和紙，改變到現(xiàn)在的光學傳感器、電容傳感器、溫度傳感器和超聲傳感器等數(shù)字采集設備。可見其變化之大，速度之快。

現(xiàn)如今，指紋識別憑借指紋的唯一性、簡易性、穩(wěn)定性、可靠有效、采集頭體積小，成本低等優(yōu)點得到了世界上大部分國家的認可。同時，指紋識別還廣泛應用于政府、軍隊、電子商務、安全防衛(wèi)等方面，給防止欺詐案、鑒定犯罪嫌疑人等提供了很大的幫助。

2.3 虹膜識別

人體的虹膜結構極其特殊，且根據(jù)個體不同，每個人的虹膜具有全然不同的紋理結構。研究人員們利用辨識度極強的虹膜進行身份鑒別，該項鑒別技術具有相比于其他生物特征識別技術更高的準確率，因此虹膜識別被廣泛應用于各個方面。虹膜是人眼中瞳孔和鞏膜間的環(huán)形組織，同指紋一樣有多樣的文理結構。虹膜識別憑借紋理的穩(wěn)定性和不變性來認證身份。它具有內在的隔離和保護能力，因此具有大的發(fā)展前景。虹膜識別通過對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份，其核心是使用模式識別、圖像處理等方法對人眼睛的虹膜特征進行描述和匹配，從而實現(xiàn)自動的個人身份認證。虹膜識別的主要步驟包括虹膜圖像的獲取、預處理、特征提取與編碼和分類鑒定。虹膜特征識別是一項科技含量高、應用范圍廣、涉獵多學科、多領域的高新技術。虹膜識別技術現(xiàn)已在身份驗證，安保，簽到報告等方面得到廣泛應用。由于虹膜識別的精度要求很高，使推廣應用受到限制。但若能很好地解決取像、特征識別等關鍵技術，該技術的研究必會蒸蒸日上。

2.4 語音識別

蘋果公司所利用的生物識別技術不僅有上述內容中提到的指紋識別與面部識別，還有一項語音控制功能系統(tǒng)——Siri。該系統(tǒng)可以根據(jù)使用者的語音提示，為使用者提供例如撥號、天氣播報、手機短信閱讀、鬧鐘設置等服務。該系統(tǒng)正式運用到了語音識別技術。

語音識別技術即自動語音識別。利用該項技術可以將使用者口述出的語言內容轉換為計算機語言，例如字符序列以及二進制代碼等計算機可讀的語言輸入。從而實現(xiàn)人與機器之間的自然語言交流。語音識別技術主要應用于簡單的聽寫數(shù)據(jù)錄入、銀行服務、語音導航、醫(yī)療服務、計算機控制以及語音撥號等方面，甚至連兒童的聲控智能玩具也會運用到語音識別技術。由此，許多科學家均認為語音識別技術是21世紀初信息科技技術領域的重要發(fā)展方向之一。其中最常見的是車載系統(tǒng)中的汽車導航服務，使用者將目的地清晰地說出，語音識別系統(tǒng)會將口述語言轉換成計算機語言再通過相關信號處理以及轉換技術為使用者提供最快捷的路程規(guī)劃。

而目前，語音識別技術也在發(fā)展過程中遇到了諸多瓶頸。例如：該系統(tǒng)對環(huán)境的依賴性較大，語音、語調以及語速都會受到周邊環(huán)境的影響，當使用者在噪聲較高的環(huán)境下時，進行語音識別的難度較大。由此可見，語音識別技術還需要向著更加穩(wěn)定、更加科技化的方向發(fā)展。

3 結語

在多數(shù)科幻電影里，常會出現(xiàn)指紋以及虹膜的識別鏡頭，使用者只需將手指按在屏幕上或者將雙眼對準屏幕，系統(tǒng)就會快速采集到使用者的相關生物信息，并對使用者的身份進行核實。現(xiàn)在，生物識別技術已廣泛運用于政府密保工作、軍事、銀行以及電子商務等各個方面。在智能科技高速運轉的現(xiàn)今社會，各項技術都在不斷改革，唯一不變的就是變化。隨著人的肢體和各種終端融合在一起，生物識別技術也不斷向著更加快捷、更加安全的方向發(fā)展。

參考文獻

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