生物识别——永恒的身份证

　　人体内的DNA在整个人类范围内具有惟一性(除了双胞胎可能具有同样结构的DNA外)和永久性。因此，除了对双胞胎个体的鉴别可能失去它应有的功能外，这种方法具有绝对的权威性和准确性。DNA鉴别方法主要根据人体细胞中DNA分子的结构因人而异的特点进行身份鉴别。这种方法的准确性优于其他任何身份鉴别方法，同时有较好的防伪性。然而，DNA的获取和鉴别方法(DNA鉴别必须在一定的化学环境下进行)限制了DNA鉴别技术的实时性；另外，某些特殊疾病可能改变人体DNA的结构组成，系统无法正确地对这类人群进行鉴别。

　　(8)其他

　　除了以上介绍的几种生物识别技术以外，现在开发和研究中的还有通过静脉、耳朵形状、按键节奏、身体气味、行走步态等的识别技术。

　　1.5  生物识别的支撑--高科技

　　生物识别既然早已为人所知，但为什么各种各样生物识别技术在近年来才得以迅速发展呢?其关键在于现代信息技术为其提供了非常雄厚的技术支持。当今信息技术已超越了摩尔定律，成几何级数发展，各种先进的图像处理技术、计算机技术、网络技术得到了广泛的应用，从而使得基于数字信息技术的现代生物识别系统迅速发展起来。所有的生物识别系统都包括如下几个处理过程：采集、解码、比对和匹配。生物图像的采集包括了高精度的扫描仪、摄像机等光学设备，以及基于电容、电场技术的晶体传感芯片、超声波扫描设备、红外线扫描设备等。在数字信息处理方面，高性能、低价格的数字信号处理器(DSP)已开始大量地应用于民用领域，其对于系统所采集的信息进行数字化处理的功能也越来越强。在比对和匹配技术方面，各种先进的算法技术不断地开发成功，大型数据库和分布式网络技术的发展使得生物识别系统的应用得以顺利实现。

　　一个优秀的生物识别系统要求能实时迅速有效地完成其识别过程，但不同的生物识别系统的采集方式和以及计算机处理算法等都不一样。下面以较为成熟的指纹识别系统为例来介绍一下生物识别系统的关键技术。

　　(1)指纹图像的采集

　　光学录入技术：最成熟也是最古老的指纹录人技术。只要将手指放在一个台板(通常是用加膜的玻璃制成)上，就能完成手指图像的录入。在过去几年中，这种设备已经变得越来越小，价格也越来越便宜了。光学录入设备的生产厂家大约有50家。

　　超声波录人技术：已经存在多年，但它的应用范围始终不是十分广泛。手指在放在玻璃台板上，超声波扫描开始时会听到蜂鸣声并感觉到震动。由于使用了声波，因此在录入图像时，手指不必直接接触台板。

　　芯片录入技术：基于芯片的传感器，面积只有一枚邮票那么大，使用者直接将手指放在硅芯片的表面来完成指纹图像的录人。

　　(2)解码

　　当通过上述3种方式得到一幅指纹图像后，接下来就是对图像的解码，这就需要对图像特征进行提取、分析。指纹基本特征就是如嵴、谷和终点、分叉点或分歧点。平均每个指纹都有几个独一无二可测量的特征点，每个特征点都有大约7个特征，我们的10个手指产生最少4 900个独立可测量的特征点，足以确认指纹识别的可靠性。

　　(3)比对和匹配

　　当指纹图像的特征值被提取后，就可依照特征值与数据库中原来存储的指纹图像特征进行比对和匹配。当然在这过程中，快速可靠的算法是一个关键，如何对于残缺图像进行匹配以及伤疤等处理都要依赖于算法技术。尽管指纹只是人体皮肤的一小部分，但用于识别的数据量相当大，对这些数据进行比对也不是简单的相等与不相等的问题，而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。现代电子集成制造技术使得我们可以制造相当小的指纹图像读取设备，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上进行两个指纹的比对运算的可能。另外，匹配算法可靠性也不断提高，指纹识别技术已经非常实用。

　　其他生物识别的过程与上述指纹识别系统的过程基本是一致的，区别在于：

　　①采集设备不同。每种生物识别技术所需的采集设备是不同的，如视网膜识别就需要红外线扫描仪，面部识别需要高精度的摄像机，声音识别需要高分辨率的麦克风等等。因此，采集设备的精度、分辨率及可靠性等各种性能指标都是直接影响识别效果的重要因素。

　　②提取的特征点不同。每种生物识别技术都会根据不同的识别对象而确定不同的特征类型，如静脉识别和视网膜识别都是提取不同部位的血管分布等特征，声音识别提取的不同频率等。所以特征类型的选取也是决定该生物识别系统识别效率高低的一个方面。

　　③在计算机处理方面，各种生物识别系统的算法都不同，就是指纹识别中，采用不同的扫描方式所采用的算法也不同。另一方面，大型的生物识别系统都牵涉到数据库技术和网络技术，成千上万的采集样本存储不可能在同一个服务甚至同一个地方，怎样快速地在异地网络上检索、比对、匹配所采集的样本特征是一个重要的技术关键。

　　2  生物识别的现状

　　现今生活中，生物识别技术已经不在是一种想像中的、深不可测的高科技，只能在科幻电影或军事国防、公安刑侦及其他机要部门中出现；相反，它越来越多地出现在我们普普通通的日常生活中。

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