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雅典奥运会是一届特殊的奥运会。鉴于2001年美国“911”事件,雅典奥运会期间大街小巷有7万名军警、军用机场有“爱国者”导弹、比雷埃夫斯港有巡洋舰、地中海有北约舰队、雅典上空有战斗机和飞艇,体育史上闻所未闻的陆海空立体警戒,让希腊投入奥运会的安保费用一再追加,仅安全保卫一项就动用了15亿美元,它已相当于1996年亚特兰大奥运会安保费用的50倍,相当于悉尼的5倍。奥运安全与安全奥运,严峻的考验、沉重的话题,警示着2008年北京奥运会。我国承诺要办成“一流”奥运,“安全奥运”及其保障机制建设应成为办好一届最出色奥运会的最重要标志,为此,北京提出了安全奥运观。
当今,反恐安全成为关系社会和平建设和发展的首要问题,得到世界各国政府和人民的极大关注。而网络信息化时代的一大特征就是身份的数字化和隐性化。如何准确鉴定一个人的身份、保护信息安全是当今信息化时代必须解决的一个关键社会问题。因此,生物识别技术的重要性被各国政府提上日程。由于物件(如钥匙)和知识(如密码)等传统的身份认证极易伪造和丢失,在反恐任务时表现出来的这种缺陷使得各国政府在研究与应用上对生物识别技术开始了大规模的投资。因此,生物识别技术在近几年得到了飞速发展。
什么是生物识别技术
生物识别技术是利用人体生物特征和活动性进行身份认证的一种特定技术,细分为生理特征和行为特征。经过大量的实验证明,生物特征是唯一的,且与任何人毫不相同,是可自动识别并被测量与验证的生理特性或行为方式。基于生物识别是利用人自身的生物特征,不存在遗忘或丢失的问题,也很难被窃取的特点,科研人员便利用人体的各部位特征纷纷研发各种生物识别技术,具体是采用自动技术测量人的身体特征或者个人行为特点,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,从而进行身份验证。生物特征识别技术具有的优势是:对于绝大多数人来说,永不消失、不会遗忘。比较而言,密码识别技术可能遗失、被窥视或破解,所有生物识别技术则可能遗失、被盗或被复制。
依据人的生物特征的生理特性或行为方式可分为多种生物身份识别。生理特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等,行为特性有签字、声音、按键力度等。根据人体生理特征的不同,目前已有指纹识别、虹膜识别、人脸识别、掌纹识别、声纹识别、静脉识别、脑波识别等各种不同的识别方法。第十一届世界女子垒球锦标赛,作为北京奥组委确定的42场奥运测试赛首场比赛,首次启用了多项先进的生物识别设备,如在安保指挥中心的大门设置了手背式静脉门禁系统和在贵宾厅入口设置了人脸识别系统。
静脉识别——生物识别的新领域
静脉识别安防管理系统的原理是根据血液中的血红素有吸收红外线光的特质,将具红外线感应度的小型照相机对着手指进行摄影,即可将血管的阴影处摄出图像来。将血管图样进行数字处理,制成血管图样影像。静脉识别系统就是首先通过静脉识别仪取得个人静脉分布图,从静脉分布图依据专用比对算法提取特征值,通过红外线CCD摄像头获取手背静脉的图像,将静脉的数字图像存贮在计算机系统中,将特征值存储。静脉比对时,实时采取静脉图,提取特征值,运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征,同存储在主机中静脉特征值比对,采用复杂的匹配算法对静脉特征进行匹配,从而对个人进行身份鉴定,确认身份。全过程采用非接触式。
与其他生物识别技术相比,静脉识别具有很多优点:
一是通过例证和收集数据证明,所有人的静脉是不同的,完全相同静脉特征的人几乎没有,即使是长相非常相像的双胞胎的静脉图形也不会相同,而且这种差异将会在他们的一生中都不会消失。在成长过程中,静脉也在成长,然而静脉不会发生根本性变化。在成年阶段,静脉是稳定几乎不发生变化。即使在成长过程中,静脉也随时间在成长,但静脉的成长变化非常缓慢,为适应此种缓慢的变化,静脉识别系统有一种“动态模型更新”功能,在每次比对时,使用者的静脉图形数据会得到更新,“动态模型更新”功能使得静脉识别系统对身份识别更准确。
二是由于静脉分布藏匿于身体内部,其特征属天赋密码,不会遗失,不会遗忘,使用简便。所以不存在仿制或失窃的风险,由于不排除凶残的歹徒可能会不择手段,将目标人的静脉载体砍下来通过测试,系统设备已设计成只能扫描有温暖血液流过的静脉血管,只有活体才能识别,因而断指将会失效,所以不存在被盗的可能性。
三是高精密判断,不受外部污染、轻伤影响,人类手部表面的皮肤条件不会对认证工作造成影响。对于被其他物体覆盖、脱皮、有伤痕、一些手上老茧较多的体力劳动者等的皮肤以及无法辨识的毁伤肌肤识别起来也不会受到干扰,不存在识别率低的问题,而且速度极为迅速。此外,静脉识别系统对手指的湿度和温度的变化不敏感,对手指清洁度没有要求,不会受脏、油、水等因素的影响,也减少了误读的可能。
四是非侵入性和非接触性成像技术对红外线的采用,可以确保使用者的便捷性和清洁性。不需要直接接触,使用者只要将手掌展开,在识别器上晃一下即可。非接触性使用方式,不会被复制,不会被窥视,使用更安全。而且非接触性在减少设备被污染的同时,也避免了细菌的交叉传播,既卫生又安全,容易被大众接受,非常适用于公共场所使用,并且极大的提高了识别速度。举例来说,在传染病流行的时间内,这种非接触性的感应方式是最安全的,甚至在医院的手术室,医生都可以戴着外科手套通过感应进行身份认证。
五是由于静脉形状的相对稳定性和捕捉影像清晰性,所以,可对低分辨率相机拍摄的图样资料进行小型的简单数据影像技术处理。准确率比指纹识别还高。实验显示,其无法识别的几率仅有0.01%,识别错误的概率则只有0.00008%,识别率已经达到了99.9%。
目前,静脉识别技术分为两种:一种是手背静脉识别,一种是手指静脉识别。二者各自具有优势:较之于手背的静脉认证,手指静脉识别的设备工艺要求高,体积较小。手指静脉认证的可信度较高,而且有更多保障,因为手只有两只,而手指却有十根,极端的话,将两手十指共十份的数据注册后,即使因为受伤有几根手指不能使用也没有关系。而相较于手指静脉识别,手背静脉识别的范围更大,准确率也更高,位移偏差较小,采集容易,错误接受率低于0.00008%,错误拒绝率为0.01%,能够提供使用者高度的保障与准确识别率,其缺点是设备体积较大。
人脸识别——科学幻想变成现实
对于普通百姓来说,人脸识别是个非常遥远的话题,似乎只能在科幻电影中看到,但是,当各方信息显示出这一技术将会在2008年北京奥运会期间一展身手时,人们对它的兴趣似乎在一夜间就高涨了。
在基于生物识别技术的身份认证中,人脸识别是最主要的方法之一。虽然人类能够很容易地识别人脸及表情,但人脸的自动机器识别却是一个极其复杂的课题。它的研究涉及到计算机图形学、计算机视觉、模式识别、机器学习、感知科学、人工智能、计算智能等技术,人脸识别技术在近年来获得大量的研究成果,并且正在逐步成熟。与指纹、视网膜、虹膜、基因等其它人体生物特征识别系统相比,人脸识别系统具有直接、友好、方便的特点,易于为使用者所接受。
人脸识别主要分为人脸检测,人脸特征提取和人脸识别三个过程。
人脸检测。所谓人脸检测,就是给定任意图像,确定其中是否存在人脸,如果有,给出人脸的位置、大小等状态信息。人脸检测主要受到光照、噪声、姿态、以及遮挡等因素的影响,人脸检测的结果直接关系到后面两个过程的准确性。
人脸特征提取。人脸特征提取是将现实空间的图像映射到机器空间的过程。人脸特征提取具有多样性和唯一性,只有保持这种多样性和唯一性,才能保证人脸图像的准确描述和识别。人脸图像信息数据量巨大,为了提高检测和识别的运算速度,提高图像传输和匹配检索速度,必须对图像进行数据压缩,降低向量维数,即用尽可能少的数据表示尽可能多的信息。人脸特征提取在提取人脸特征的同时,也实现了对原始图像的数据降维。
人脸识别。人脸识别就是将待识别的人脸与已知人脸进行比较,得出相似程度的相关信息。这里所指的人脸识别是狭义的识别,是统称的广义人脸识别的一个过程。人脸识别又分为两类:一类是确认,它是一对一进行图像比较的过程,即回答你是不是你本人的问题另一类是辨认,它是一对多进行图像匹配比对的过程,即回答你是谁的问题。人脸确认是人脸辨认的简单化,人脸辨认比人脸确认要复杂困难得多,因为人脸辨认系统涉及到大批量数据的比对。
人脸识别技术在众多的生物识别方法中,进行个体身份识别和验证时具有很多优点:
一是它是不需要使用者配合的生物识别方法,因而操作隐蔽性强,特别适合于安全防范、罪犯监控、罪犯抓捕。采用非接触式采集,没有侵犯性,容易被接受。
二是事后追踪能力强,普通人即可进行判断核实。而普通人一般不具备对于指纹、虹膜的判别能力。
三是更符合人类的识别习惯,可交互性强,适合于改善人机界面。
四是实现设备通用、简单,尤其是采集设备成本较低。
静脉识别和人脸识别结缘奥运
我国在第十一届世界女子垒球锦标赛上成功应用了静脉识别系统。作为北京奥组委确定的42场奥运测试赛的首场比赛,任何人进出场馆安保中枢,均需伸手接受“手背静脉门禁系统”检测。这是第一次在比赛中使用了手背式静脉门禁系统。要想通过手背式静脉门禁系统要过三关,一是检测手背上静脉的形状和走向;二是要检测每条静脉的宽度,三是要检测血管内血流的速度。此次赛事突出了科技安保意识。
在北京市科协举办的“科技圆梦想、和谐迎奥运”系列科普展上,最吸引参观者的莫过于人脸识别系统的演示。“这扇门是没有钥匙的,谁能把它打开?”工作人员指着现场一扇貌似普通的门,微笑着问参观者。好奇的参观者左寻右觅,很快有人发现了奥秘所在:“电脑!”话音一落,门边那台装有摄像头的电脑立即被层层包围了起来。“对,这里装有人脸识别系统,只要你的脸部资料被存进了系统,那么只要你站在门前,它就会自动打开。”工作人员边介绍,边为大家做起了操作演示:点开系统页面,把脸对着摄像头,轻轻点击“抓拍”,然后依次点击“输入”、“识别”。不到一分钟,系统提示操作完成,站到门前,一旋把手,严锁的门应声而开。
2008年北京奥运会,我国将迎来世界200多个国家和地区的1万多名运动员、6000多名官员要人、2万多名媒体记者。因此,对所有人分级别进行辨识,把危险和犯罪人群从人群中区分出来并及时采取相应的措施,将是北京奥运会安全顺利进行的重要保障。目前,人脸识别系统已被应用在北京站、北京西客站和北京地铁等人流量较大的公共交通场所,该系统还将安装到北京的500多家商场,以此来对该系统进行进一步的调试和检测。
2008年北京奥运会的脚步声已由远及近,我国承诺2008年北京奥运会要“举办成为一届历史上最出色的奥运会”。安全问题是奥运会的晴雨表,是所有奥运会主办城市要面对的核心问题,“安全奥运”应该是最出色奥运会的最重要标志。生物识别技术将与其他安保手段一起为世界各国人民共享盛会提供可靠的安全保障。历史上,很多技术都是通过一些大型体育赛事走向实用。对于生物识别技术来说,2008年的北京奥运会就很有可能成为他们一展身手的难得机遇。
当今,反恐安全成为关系社会和平建设和发展的首要问题,得到世界各国政府和人民的极大关注。而网络信息化时代的一大特征就是身份的数字化和隐性化。如何准确鉴定一个人的身份、保护信息安全是当今信息化时代必须解决的一个关键社会问题。因此,生物识别技术的重要性被各国政府提上日程。由于物件(如钥匙)和知识(如密码)等传统的身份认证极易伪造和丢失,在反恐任务时表现出来的这种缺陷使得各国政府在研究与应用上对生物识别技术开始了大规模的投资。因此,生物识别技术在近几年得到了飞速发展。
什么是生物识别技术
生物识别技术是利用人体生物特征和活动性进行身份认证的一种特定技术,细分为生理特征和行为特征。经过大量的实验证明,生物特征是唯一的,且与任何人毫不相同,是可自动识别并被测量与验证的生理特性或行为方式。基于生物识别是利用人自身的生物特征,不存在遗忘或丢失的问题,也很难被窃取的特点,科研人员便利用人体的各部位特征纷纷研发各种生物识别技术,具体是采用自动技术测量人的身体特征或者个人行为特点,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,从而进行身份验证。生物特征识别技术具有的优势是:对于绝大多数人来说,永不消失、不会遗忘。比较而言,密码识别技术可能遗失、被窥视或破解,所有生物识别技术则可能遗失、被盗或被复制。
依据人的生物特征的生理特性或行为方式可分为多种生物身份识别。生理特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等,行为特性有签字、声音、按键力度等。根据人体生理特征的不同,目前已有指纹识别、虹膜识别、人脸识别、掌纹识别、声纹识别、静脉识别、脑波识别等各种不同的识别方法。第十一届世界女子垒球锦标赛,作为北京奥组委确定的42场奥运测试赛首场比赛,首次启用了多项先进的生物识别设备,如在安保指挥中心的大门设置了手背式静脉门禁系统和在贵宾厅入口设置了人脸识别系统。
静脉识别——生物识别的新领域
静脉识别安防管理系统的原理是根据血液中的血红素有吸收红外线光的特质,将具红外线感应度的小型照相机对着手指进行摄影,即可将血管的阴影处摄出图像来。将血管图样进行数字处理,制成血管图样影像。静脉识别系统就是首先通过静脉识别仪取得个人静脉分布图,从静脉分布图依据专用比对算法提取特征值,通过红外线CCD摄像头获取手背静脉的图像,将静脉的数字图像存贮在计算机系统中,将特征值存储。静脉比对时,实时采取静脉图,提取特征值,运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征,同存储在主机中静脉特征值比对,采用复杂的匹配算法对静脉特征进行匹配,从而对个人进行身份鉴定,确认身份。全过程采用非接触式。
与其他生物识别技术相比,静脉识别具有很多优点:
一是通过例证和收集数据证明,所有人的静脉是不同的,完全相同静脉特征的人几乎没有,即使是长相非常相像的双胞胎的静脉图形也不会相同,而且这种差异将会在他们的一生中都不会消失。在成长过程中,静脉也在成长,然而静脉不会发生根本性变化。在成年阶段,静脉是稳定几乎不发生变化。即使在成长过程中,静脉也随时间在成长,但静脉的成长变化非常缓慢,为适应此种缓慢的变化,静脉识别系统有一种“动态模型更新”功能,在每次比对时,使用者的静脉图形数据会得到更新,“动态模型更新”功能使得静脉识别系统对身份识别更准确。
二是由于静脉分布藏匿于身体内部,其特征属天赋密码,不会遗失,不会遗忘,使用简便。所以不存在仿制或失窃的风险,由于不排除凶残的歹徒可能会不择手段,将目标人的静脉载体砍下来通过测试,系统设备已设计成只能扫描有温暖血液流过的静脉血管,只有活体才能识别,因而断指将会失效,所以不存在被盗的可能性。
三是高精密判断,不受外部污染、轻伤影响,人类手部表面的皮肤条件不会对认证工作造成影响。对于被其他物体覆盖、脱皮、有伤痕、一些手上老茧较多的体力劳动者等的皮肤以及无法辨识的毁伤肌肤识别起来也不会受到干扰,不存在识别率低的问题,而且速度极为迅速。此外,静脉识别系统对手指的湿度和温度的变化不敏感,对手指清洁度没有要求,不会受脏、油、水等因素的影响,也减少了误读的可能。
四是非侵入性和非接触性成像技术对红外线的采用,可以确保使用者的便捷性和清洁性。不需要直接接触,使用者只要将手掌展开,在识别器上晃一下即可。非接触性使用方式,不会被复制,不会被窥视,使用更安全。而且非接触性在减少设备被污染的同时,也避免了细菌的交叉传播,既卫生又安全,容易被大众接受,非常适用于公共场所使用,并且极大的提高了识别速度。举例来说,在传染病流行的时间内,这种非接触性的感应方式是最安全的,甚至在医院的手术室,医生都可以戴着外科手套通过感应进行身份认证。
五是由于静脉形状的相对稳定性和捕捉影像清晰性,所以,可对低分辨率相机拍摄的图样资料进行小型的简单数据影像技术处理。准确率比指纹识别还高。实验显示,其无法识别的几率仅有0.01%,识别错误的概率则只有0.00008%,识别率已经达到了99.9%。
目前,静脉识别技术分为两种:一种是手背静脉识别,一种是手指静脉识别。二者各自具有优势:较之于手背的静脉认证,手指静脉识别的设备工艺要求高,体积较小。手指静脉认证的可信度较高,而且有更多保障,因为手只有两只,而手指却有十根,极端的话,将两手十指共十份的数据注册后,即使因为受伤有几根手指不能使用也没有关系。而相较于手指静脉识别,手背静脉识别的范围更大,准确率也更高,位移偏差较小,采集容易,错误接受率低于0.00008%,错误拒绝率为0.01%,能够提供使用者高度的保障与准确识别率,其缺点是设备体积较大。
人脸识别——科学幻想变成现实
对于普通百姓来说,人脸识别是个非常遥远的话题,似乎只能在科幻电影中看到,但是,当各方信息显示出这一技术将会在2008年北京奥运会期间一展身手时,人们对它的兴趣似乎在一夜间就高涨了。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/kjzn/kjzn200803/kjzn20080314-01-l.jpg)
在基于生物识别技术的身份认证中,人脸识别是最主要的方法之一。虽然人类能够很容易地识别人脸及表情,但人脸的自动机器识别却是一个极其复杂的课题。它的研究涉及到计算机图形学、计算机视觉、模式识别、机器学习、感知科学、人工智能、计算智能等技术,人脸识别技术在近年来获得大量的研究成果,并且正在逐步成熟。与指纹、视网膜、虹膜、基因等其它人体生物特征识别系统相比,人脸识别系统具有直接、友好、方便的特点,易于为使用者所接受。
人脸识别主要分为人脸检测,人脸特征提取和人脸识别三个过程。
人脸检测。所谓人脸检测,就是给定任意图像,确定其中是否存在人脸,如果有,给出人脸的位置、大小等状态信息。人脸检测主要受到光照、噪声、姿态、以及遮挡等因素的影响,人脸检测的结果直接关系到后面两个过程的准确性。
人脸特征提取。人脸特征提取是将现实空间的图像映射到机器空间的过程。人脸特征提取具有多样性和唯一性,只有保持这种多样性和唯一性,才能保证人脸图像的准确描述和识别。人脸图像信息数据量巨大,为了提高检测和识别的运算速度,提高图像传输和匹配检索速度,必须对图像进行数据压缩,降低向量维数,即用尽可能少的数据表示尽可能多的信息。人脸特征提取在提取人脸特征的同时,也实现了对原始图像的数据降维。
人脸识别。人脸识别就是将待识别的人脸与已知人脸进行比较,得出相似程度的相关信息。这里所指的人脸识别是狭义的识别,是统称的广义人脸识别的一个过程。人脸识别又分为两类:一类是确认,它是一对一进行图像比较的过程,即回答你是不是你本人的问题另一类是辨认,它是一对多进行图像匹配比对的过程,即回答你是谁的问题。人脸确认是人脸辨认的简单化,人脸辨认比人脸确认要复杂困难得多,因为人脸辨认系统涉及到大批量数据的比对。
人脸识别技术在众多的生物识别方法中,进行个体身份识别和验证时具有很多优点:
一是它是不需要使用者配合的生物识别方法,因而操作隐蔽性强,特别适合于安全防范、罪犯监控、罪犯抓捕。采用非接触式采集,没有侵犯性,容易被接受。
二是事后追踪能力强,普通人即可进行判断核实。而普通人一般不具备对于指纹、虹膜的判别能力。
三是更符合人类的识别习惯,可交互性强,适合于改善人机界面。
四是实现设备通用、简单,尤其是采集设备成本较低。
静脉识别和人脸识别结缘奥运
我国在第十一届世界女子垒球锦标赛上成功应用了静脉识别系统。作为北京奥组委确定的42场奥运测试赛的首场比赛,任何人进出场馆安保中枢,均需伸手接受“手背静脉门禁系统”检测。这是第一次在比赛中使用了手背式静脉门禁系统。要想通过手背式静脉门禁系统要过三关,一是检测手背上静脉的形状和走向;二是要检测每条静脉的宽度,三是要检测血管内血流的速度。此次赛事突出了科技安保意识。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/kjzn/kjzn200803/kjzn20080314-02-l.jpg)
在北京市科协举办的“科技圆梦想、和谐迎奥运”系列科普展上,最吸引参观者的莫过于人脸识别系统的演示。“这扇门是没有钥匙的,谁能把它打开?”工作人员指着现场一扇貌似普通的门,微笑着问参观者。好奇的参观者左寻右觅,很快有人发现了奥秘所在:“电脑!”话音一落,门边那台装有摄像头的电脑立即被层层包围了起来。“对,这里装有人脸识别系统,只要你的脸部资料被存进了系统,那么只要你站在门前,它就会自动打开。”工作人员边介绍,边为大家做起了操作演示:点开系统页面,把脸对着摄像头,轻轻点击“抓拍”,然后依次点击“输入”、“识别”。不到一分钟,系统提示操作完成,站到门前,一旋把手,严锁的门应声而开。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/kjzn/kjzn200803/kjzn20080314-03-l.jpg)
2008年北京奥运会,我国将迎来世界200多个国家和地区的1万多名运动员、6000多名官员要人、2万多名媒体记者。因此,对所有人分级别进行辨识,把危险和犯罪人群从人群中区分出来并及时采取相应的措施,将是北京奥运会安全顺利进行的重要保障。目前,人脸识别系统已被应用在北京站、北京西客站和北京地铁等人流量较大的公共交通场所,该系统还将安装到北京的500多家商场,以此来对该系统进行进一步的调试和检测。
2008年北京奥运会的脚步声已由远及近,我国承诺2008年北京奥运会要“举办成为一届历史上最出色的奥运会”。安全问题是奥运会的晴雨表,是所有奥运会主办城市要面对的核心问题,“安全奥运”应该是最出色奥运会的最重要标志。生物识别技术将与其他安保手段一起为世界各国人民共享盛会提供可靠的安全保障。历史上,很多技术都是通过一些大型体育赛事走向实用。对于生物识别技术来说,2008年的北京奥运会就很有可能成为他们一展身手的难得机遇。