全局和局部特征相结合的智能指纹匹配算法分析

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1、第一章绪论1．1引言长期以来，验证身份的方法是验证该人是否持有有效的信物，如照片、密码、钥匙、磁卡和IC卡等。从本质上来说，这种方法验证的是该人持有的某种“物”，而不是验证该人本身。只要“物”的有效性得到确认，则持有该“物”的人的身份也就随之得到确认。这种以“物”认人的办法存在的漏洞是显而易见的：“物"的丢失会导致合法的人无法被认证，以及各种信物容易被伪造、破译。网络环境下，密码作为身份识别的标志已被广泛采用。但是密码容易被遗忘，也有被人窃取的可能，已不能满足人们的需要。人们逐渐把目光转向了生物特征识别技术。生物特征识别技术是为了进行身份验证而采用自动化

2、技术测量其身体特征或个人行为特点，并将这些特征或特点与数据库的模板数据进行比较，完成认证的一种解决方案【I】，被评为2l世纪十大高科技之一。生物特征识别是目前最为方便和安全的识别技术，并且生物特征识别产品均借助于计算机技术实现，容易与安全、监控、管理系统整合，实现自动化管理。1997年比尔·盖茨曾这样预言：“生物识别技术即利用人的生理特征，如指纹、虹膜等来识别个人的身份，将成为未来几年IT产业的重要革新”。用来鉴别身份的生物特征应该具有惟一性、广泛性、容易采集等特点，实际应用给基于生物特征的身份鉴别系统提出了更多的要求【2J，包括：(1)性能的要求。所选

3、择的生物统计特征能够达到多高的识别率，对于资源的要求如何，识别的效率如何等；(2)可接受性。使用者在多大程度上愿意接受基于所选择的生物统计特征的系统；．(3)安全性。系统是否能够防止被攻击；(4)可行性。是否具有相关的、可信的研究背景作为技术支持；’(5)存储量。提取的特征信息是否占用较小的存储空间；(6)价格。是否达到用户所能接受的价格；(7)速度和准确率。是否具有较高的注册、识别速度和识别率；(8)是否具有非侵犯性。目前，主要的生物特征识别技术有虹膜识别、视网膜识别、人脸识别、签名识别、声音识别、指纹识别等等。然而，还没有任何一种单独的生物特征可以满

4、第一章绪论足上述全部要求。1．2课题的研究背景和意义随着科技发展和网络风暴，信息网络呈现大规模的全球互联趋势，人们的社会和经济活动对计算机网络的依赖与日俱增，信息安全因此成为信息化建设的一个核心问题。生物特征识别技术为信息安全问题提供了一个新的解决方案。下面通过比较常见的生物特征识别技术来说明研究指纹识别的意义。‘虹膜识别技术>概念虹膜是瞳孔与巩膜之间的环形可视部分，具有终生不变性和差异性。虹膜总体上呈现一种由里到外的放射状结构，包含许多相互交错的细微特征，这些特征信息对每个人来说是惟一的，其惟一性主要由胚胎发育环境的差异所决定。>优点·精确度高；●建库

5、和识别的速度快；·无需人工干预，使用者无需与设备直接接触。>缺点●对盲人和眼疾患者，虹膜技术无能为力；◆很难将图像获取设备的尺寸小型化：·因聚焦的需要而需要昂贵的摄像头，系统成本过高；●镜头可能会使图像畸变而使得可靠性大为降低；·黑眼睛识别比较困难；●需要一个比较好的光源。舔视网膜识别技术>概念视网膜也是一种被用于生物识别的特征，某些人认为视网膜是比虹膜更为惟一的生物特征，视网膜识别技术要求激光照射眼球的背面以获得视网膜特征的惟一性。>优点·有相当高的可靠性。视网膜是一种极其固定的生物特征，因为它是“隐藏”的，故而不可能磨损、老化或是为疾病影响；◆视网膜

6、系统误识率比较低；2第一章绪论·是一个最难欺骗的系统，因为视网膜是不可见的，故而不会被伪造。>缺点◆视网膜技术未经过任何测试，很明显，视网膜技术可能会给使用者带来健康的损坏，这需要进一步研究；●视网膜系统的拒识率较高；·采集设备成本较高，采集过程较为繁琐，导致使用不方便，使用者的接受程度较低。4人脸识别>概念人脸识别可以说是人们日常生活中最常用的身份确认手段，也是当前最热门的模式识别研究课题之一。人脸识别就是通过与计算机相连的摄像头动态捕捉人的面部图像，同时把捕捉到的人脸图像与事先录入数据库中的人脸进行比较识别。因为人们对这种技术没有任何的排斥心理，所以

7、，从理论上来讲，人脸识别可以成为一种最友好的生物特征身份认证技术。>优点·人脸识别是非接触的，用户不需要和设备直接接触；●充分利用现有的人脸数据库资源，更直观、更方便地核查该人的身份，可以降低成本。>缺点·人脸的差异性并不是很明显，因而误识率可能比较高；●对于双胞胎人脸，人脸识别技术很难区分；·使用者人脸的位置与周围的光环境都可能影响系统的精确性；·人脸特征的持久性较差，如长胖、变瘦、长出胡须等；◆人脸的表情是丰富多彩的；·人脸识别的准确率不如其它技术。盛签名识别>概念签名作为身份认证的手段已经有很长的历史了，签名识别也称为签名力学辨识，它建立在签名时的

8、力度上，分析的是笔的移动，而不仅仅是签名图像本身。签名识别有两种形式：静态签名和