六、生物特征識(shí)別

生物特征識(shí)別技術(shù)是指通過(guò)個(gè)體生理特征或行為特征對(duì)個(gè)體身份進(jìn)行識(shí)別認(rèn)證的技術(shù)。

1.生物特征識(shí)別的兩個(gè)階段

從應(yīng)用流程看，生物特征識(shí)別通常分為注冊(cè)和識(shí)別兩個(gè)階段，如圖2-18所示。

2.生物特征識(shí)別的兩種任務(wù)

從應(yīng)用任務(wù)看，生物特征識(shí)別一般分為辨認(rèn)與確認(rèn)兩種任務(wù)，如圖2-19所示。

3.生物特征識(shí)別技術(shù)的內(nèi)容

生物特征識(shí)別技術(shù)涉及的內(nèi)容十分廣泛，包括指紋、掌紋、人臉、虹膜、指靜脈、聲紋、步態(tài)等多種生物特征，其識(shí)別過(guò)程涉及圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等多項(xiàng)技術(shù)。目前，生物特征識(shí)別作為重要的智能化身份認(rèn)證技術(shù)，在金融、公共安全、教育、交通等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

（1）指紋識(shí)別。指紋識(shí)別過(guò)程通常包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、分析判別三個(gè)過(guò)程，如圖2-20所示。

（2）人臉識(shí)別。人臉識(shí)別是典型的計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用，從應(yīng)用過(guò)程來(lái)看，可將人臉識(shí)別技術(shù)劃分為圖2-21所示的三個(gè)過(guò)程。人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用主要受到光照、拍攝角度、圖像遮擋、年齡等多個(gè)因素的影響，在約束條件下人臉識(shí)別技術(shù)相對(duì)成熟，在自由條件下人臉識(shí)別技術(shù)還在不斷改進(jìn)。

（3）虹膜識(shí)別。虹膜識(shí)別的理論框架主要包括虹膜圖像分割、虹膜區(qū)域歸一化、特征提取和識(shí)別四個(gè)部分，研究工作大多是基于此理論框架發(fā)展而來(lái)。虹膜識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的主要難題包含傳感器和光照影響兩個(gè)方面，如圖2-22所示。

（4）指靜脈識(shí)別。指靜脈識(shí)別是利用了人體靜脈血管中的脫氧血紅蛋白對(duì)特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的近紅外線有很好的吸收作用這一特性，采用近紅外光對(duì)指靜脈進(jìn)行成像與識(shí)別的技術(shù)。由于指靜脈血管分布隨機(jī)性很強(qiáng)，其網(wǎng)絡(luò)特征具有很好的唯一性，且屬于人體內(nèi)部特征，不受到外界影響，因此模態(tài)特性十分穩(wěn)定。指靜脈識(shí)別技術(shù)應(yīng)用面臨的主要難題來(lái)自成像單元。

（5）聲紋識(shí)別。聲紋識(shí)別是指根據(jù)待識(shí)別語(yǔ)音的聲紋特征識(shí)別說(shuō)話人的技術(shù)。聲紋識(shí)別技術(shù)通常可以分為前端處理和建模分析兩個(gè)階段。聲紋識(shí)別的過(guò)程是將某段來(lái)自某個(gè)人的語(yǔ)音經(jīng)過(guò)特征提取后與多復(fù)合聲紋模型庫(kù)中的聲紋模型進(jìn)行匹配，常用的識(shí)別方法可以分為圖2-23所示的兩種。

（6）步態(tài)識(shí)別。步態(tài)是遠(yuǎn)距離復(fù)雜場(chǎng)景下唯一可清晰成像的生物特征，步態(tài)識(shí)別是指通過(guò)身體體型和行走姿態(tài)來(lái)識(shí)別人的身份。相比上述幾種生物特征識(shí)別，步態(tài)識(shí)別的技術(shù)難度更大，體現(xiàn)在其需要從視頻中提取運(yùn)動(dòng)特征，以及需要更高要求的預(yù)處理算法，但步態(tài)識(shí)別具有圖2-24所示的優(yōu)勢(shì)。