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    基于生物特征的身份识别技术

    放大字体  缩小字体 发布日期:2013-12-09  浏览次数:9924
    核心提示:当虹膜图像采集下来之后,系统会根据既定的数学方法将图像简化成黑白数字图样,识别软件会自动判别反射光、色调的细微差异以及被遮

    当虹膜图像采集下来之后,系统会根据既定的数学方法将图像简化成黑白数字图样,识别软件会自动判别反射光、色调的细微差异以及被遮掩的部分,并将这些杂讯完全除去。一般来说,虹膜识别系统只会采纳虹膜的下半圆部分进行识别,这与指纹识别技术存在明显的不同。接下来,半圆形的虹膜图案会被转成矩形的条纹。由于虹膜图案非常对称,即便在转换或拍摄干扰因素造成的变形现象都可以通过数学方法进行有效修正。这样在经过多次数学处理之后,虹膜图案就变成一个带有独特生物特征的二进制数字记录—这个数字记录也被称为“模板”,它的长度一般只有512个字节。尽管模板长度相同,但不同的虹膜转换算法效果不同,评价算法优劣的标准就是模板中量化特征点的数量,而在这一领域,英国剑桥大学John Daugman博士的研究成果处于领先地位(注解:目前所有的虹膜识别技术都是以John Daugman博士的专利和研究为基础),Daugman博士的算法以3-4个字节长度的数据来表示每平方毫米面积的虹膜信息,这样在直径为11毫米的虹膜上,可以获取266个量化特征点。而在算法和人类眼部特征允许的情况下,该算法可生成173个二进制自由度的独立特征点,这在虹膜识别领域首屈一指。而特征点越多,虹膜识别的精确率就越高,因此采用何种算法对识别系统的最终表现影响巨大。 
    完成数字转换后,系统会将生成的模板与虹膜库中的模板进行逐比特的比较,当发现两者的特征吻合度超过67%时,系统会判定两者相符合,由此辨别出检测者的身份。这条法则依据17世纪数学家Jakob Bermoull提出的掷硬币理论,根据该理论可以得出这样的推论:当两个虹膜模板的特征吻合度超过67%时,虹膜不同的概率只有120万分之一;换句话说,只有在120万个人群当中,才可能出现两个虹膜吻合度超过67%的对象—在日常生活中,如此之低的相似几率完全可以忽略不计。当然,将这个边界值提高将有更出色的精准度,但问题在于每次拍摄下的虹膜样本都存在一定的误差,如果设定的边界值过高,存在的误差就有可能导致虹膜识别出错,造成相同样本被识别为不同对象的情况。 
    由于虹膜识别设备的体积较大,决定了该技术不可能用于消费电子产品中,它的主要用途是军事基地、核能设施、服务器机房、保密工作室、金融系统、港口控制等需要高度安全性的领域。在该领域,国外厂商先行一步,目前产品已完全达到实用化水平,许多国外的机场都采用虹膜识别系统作为身份鉴别主要手段。而目前国内从事该领域研究的只有中科膜识科技有限公司(中科院自动化所下属),该公司成立于2000年8月,拥有很强的技术实力,也是世界上第二家拥有核心算法的虹膜识别设备企业(另一家为美国的IRIDIAN公司);而在硬件开发上,中科膜识与日本OKI进行合作,由后者协助生产辅助硬件。该公司早期的注意力在金融系统、机场登陆系统、ATM自动取款机等领域,由于具备得天独厚的优势(更适合黑眼睛的中国人使用,成本更低),也没有任何有力的竞争对手,中科膜识的发展速度极为迅猛,完全有机会成为国内虹膜识别技术领域的领导厂商。而该公司希望能够让虹膜识别技术进一步拓展到民用市场,如虹膜考勤机、虹膜门锁,甚至可能借助手机摄像头功能实现安全认证,这样借助手机进行移动电子商务就成为可能。这些市场都刚刚起步,发展前景极为广阔。而如果中科膜识能够在这些领域获得成功,那么将虹膜技术整合于笔记本电脑、PDA等数字设备中将变得轻而易举,届时指纹识别技术将面临强大的挑战。
    基于生物特征的身份识别技术图片6

    生物识别技术将迎来黄金时代 

    除了指纹识别、虹膜识别外,利用人体生物特征进行身份认证的技术还包括视网膜识别、声纹识别、3D面部识别、手掌几何识别、基因识别等等,这些技术同样拥有高度安全性,并且容易使用的优点,但这些技术都有较多的技术难题尚需解决,因此目前更多停留在概念技术研究阶段,远未实现实用化。就目前的技术发展情况来看,指纹识别与虹膜识别将成为未来身份认证的主流技术,传统的密码认证将被逐渐淘汰;当然,由于密码认证机制已经有数十年的应用历史,几乎所有需要身份认证的场合都采用密码机制,要从这样一个庞大的体系全面转向指纹识别或虹膜识别显然需要漫长的时间。而在这个过程中,这些身份认证技术将得到持续的改良,统一的标准也有机会被提上日程—或许在几十年后,我们能够面对这样的景象:麻烦的密码技术被彻底淘汰,指纹识别、虹膜识别或其他的某一项安全技术成为全球共通的标准,身份认证既方便又万无一失。例如,当我们打开电脑,摄像头自动扫描我们的瞳孔,系统自动获得虹膜信息并判别信息大门是否向你开启;当我们通过页面访问互联网上某一个需要身份识别的区域时(如文件服务器、电子邮箱系统、个人银行系统),系统同样根据虹膜信息对你进行身份识别;而在其他领域,个人身份证、银行账号、通用银行卡都以虹膜作为识别标准(在上述猜想中,将虹膜更换为指纹识别或其他生物识别技术同样成立),人类社会从此将进入一个信息高度互联与信息高度安全的全新时代。也许你认为这样的场景大概只出现在科幻电影中,但以目前的技术水平及发展趋势来看,实现这一步所需要的仅是时间。首先,我们需要进一步完善指纹识别、虹膜识别或者某一项能成为公有标准候选者的身份认证技术;其次,业界需要从这些认证技术中遴选出最优秀的一种,并克服各厂商的利益之争使之成为公有标准,所有与信息安全有关的领域都采纳该标准作为个人身份识别的主要依据;再接下来,剩下的工作便是实际产品的开发和实用化推广。当然,指纹识别技术和虹膜识别技术目前已经进入实用阶段,并呈现出高速发展的势头,相信在若干年后,标准制定工作将被提上日程,而该领域内许多技术实力强,但目前规模较小的技术型企业完全有机会成长为产业界的巨头。
     
     
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