生物识别系统 随着计算机技术和网络的迅速发展,网络信息安全成为当前研究的热点之一,它也是电子商务发展的重要基础。生物特征由于其特有的稳定性、唯一性和方便性,在安全、认证等身份鉴别领域有着广泛的应用,如重要部门的合法进入、计算机网络登录安全控制、信用卡持卡人的身份认证、被保险人的身份认证等。由此产生了生物特征识别(Biometrics)。生物特征识别是指依据人类固有的生物特征或行为特征对个体身份进行认证的一门科学。它包括人脸识别,指纹识别,掌纹识别,手背脉纹识别,虹膜识别,视网膜识别,签名识别,声纹识别等方法。比尔·盖茨认为“以人类生物特征(指纹、语音、人脸识别等方式)进行身份验证的生物识别技术,在今后数年内将成为IT产业最为重要的技术革命”。1998年9月,由Compaq, IBM, Identicator Technology,Microsoft,Novell等著名公司发起成立了BioAPI联盟,其出发点是制定生物特征识别(Biometrics)API工业标准。
指纹,由于其具有终身不变性、唯一性和方便性,已几乎成为生物特征识别的代名词。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。纹线有规律的排列形成不同的纹型。纹线的起点、终点、结合点和分叉点,称为指纹的细节特征点(minutiae)。指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。由于每个人的指纹不同,就是同一人的十指之间,指纹也有明显区别,因此指纹可用于身份鉴定。其实,我国古代早就利用指纹(手印)来签押。1684年,植物形态学家Grew发表了第一篇研究指纹的科学论文。1809年Bewick把自己的指纹作为商标。1823年解剖学家Purkije将指纹分为九类。1880年,Faulds在《自然》杂志提倡将指纹用于识别罪犯。1891年Galton提出著名的高尔顿分类系统。之后,英国、美国、德国等的警察部门先后采用指纹鉴别法作为身份鉴定的主要方法。随着计算机的发展,FBI和法国巴黎警察局于六十年代开始研究开发自动指纹识别系统(AFIS)用于刑事侦破。九十年代,用于个人身份鉴定的自动指纹识别系统得到开发和应用。
在程民德院士和石青云院士的领导和主持下,北京大学视觉与听觉信息处理国家重点实验室先后承担了国家“七五”和“八五” 科技攻关项目,对指纹和指纹识别进行了长期的基础性研究,提出了一整套独创的理论和高效实用的算法,1993年北京大学研制的指纹自动识别系统荣获国家科技进步二等奖。在此基础上成功研制了适用于保安应用的全自动指纹识别系统PU_ID和适于公安侦破的指纹自动识别系统PU_AFIS,现已广泛应用于公安、金融、保险、文物管理等领域。
人脸检测是模式识别和计算机视觉领域中重要研究课题之一,在智能人机交互、基于内容的图象检索和基于感兴趣区域的图象压缩等方面有重要的应用,也是人脸识别的基础。我们基于机器学习和小波变换,训练了一个包含线性SVM和非线性SVM的组合分类器,采用分层的策略进行检测,取得了满意的效果。