Bill Gates曾做過這樣的斷言,生物識(shí)別技術(shù)(Biometric Identification Technology)將成為今后幾年IT產(chǎn)業(yè)的重要革新。由于生物識(shí)別技術(shù)認(rèn)定的是人本身,而每個(gè)人的生物特征具有與其他人不同的唯一性和在一定時(shí)期內(nèi)不變的穩(wěn)定性,不易偽造和假冒,所以利用生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)定,安全、可靠、準(zhǔn)確。
生物識(shí)別技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合,利用人體固有的生理特性(如指紋、臉象、紅膜等),和行為特征(如筆跡、聲音、步態(tài)等)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。
用于生物識(shí)別的生物特征有手形、指紋、臉形、虹膜、視網(wǎng)膜、脈搏、耳廓等,行為特征有簽字、聲音、按鍵力度等;谶@些特征,人們已經(jīng)發(fā)展了手形識(shí)別、指紋識(shí)別、面部識(shí)別、發(fā)音識(shí)別、虹膜識(shí)別、簽名識(shí)別等多種生物識(shí)別技術(shù),其中人體特征識(shí)別技術(shù)市場上占有率最高的是指紋機(jī)和手形機(jī),這兩種識(shí)別方式也是目前技術(shù)發(fā)展中最成熟的。
生物識(shí)別器件
1、Lumidigm公司皮膚芯片
具有不同皮膚厚度和皮下層的人類皮膚,每個(gè)人都有其特有的標(biāo)記。直到醫(yī)學(xué)研究人員開始為監(jiān)視病人葡萄糖水平和血醇含量而尋找非侵入方法的十年之前,對(duì)它的認(rèn)識(shí)還是模糊不清。研究人員發(fā)現(xiàn)光通過皮膚精確測定個(gè)體血糖水平,其精度隨研究人員對(duì)大批人員采取相同步履時(shí)而減低。
Lumidigm公司發(fā)現(xiàn),由于皮膚、多層和不同結(jié)構(gòu)具有個(gè)性和專一特性,所有這些都影響光的不同波長。所以,Lumidigm公司開發(fā)了一種包含象一角銀幣大小的兩種電子芯片系統(tǒng)。第一個(gè)芯片用光反射二極管照明皮膚的一片斑塊,然后收集反射回來的射線,第二個(gè)芯片處理由照射產(chǎn)生的“光。╨ight print)”標(biāo)識(shí)信號(hào)。
不象指紋(fingerprinting)和面認(rèn)(face recogniti)所采用的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,光印不依賴于形象處理,相反,設(shè)備計(jì)算反射光的波長,它只需較少的計(jì)算能力。
在2001年5月,Lumidigm公司與以Springfield Ma為基地的Smith & Wesson 結(jié)為伙伴。其中,Smith & Wesson的VP產(chǎn)品引擎、光印技術(shù)是目前唯一的生物統(tǒng)計(jì)成果。
Smith &Wesson目前正在開發(fā)電子火花系統(tǒng)武器——包括生物統(tǒng)計(jì)在內(nèi)的認(rèn)定系統(tǒng)—取代機(jī)械系統(tǒng)。該公司認(rèn)為指紋技術(shù)應(yīng)被淘汰,不僅由于計(jì)算能力的需要,而且還因?yàn)橹讣y對(duì)某些人口統(tǒng)計(jì)學(xué)沒多少效果。但是光指紋不需精確確定皮膚位置,“如果你有皮膚,你就能用它”。
2、沈陽上方電子公司FCHIP2指紋芯片
根據(jù)目前指紋識(shí)別市場的發(fā)展,沈陽上方電子公司(BEYONDLSI)開發(fā)出了專用指紋識(shí)別芯片F(xiàn)CHIP2,其算法已經(jīng)申請(qǐng)專利。
FCHIP2指紋芯片內(nèi)嵌200MHz指紋比對(duì)引擎,具有片內(nèi)64KB SRAM,帶有USB1.1、UART、SPI接口、通用16位接口,及指紋傳感器接口。FCHIP2指紋芯片采用FBGA 144腳封裝,3.3V供電,體積為10×10×1.26mm。指紋比對(duì)參數(shù):FAR<0.01%,F(xiàn)RR<1%,比對(duì)速度<1.5s。
FCHIP2芯片內(nèi)植入了與富士通公司的MBF310、MBF200,臺(tái)灣祥群科技(LighTuning)公司的LTT-SS500,以及上方電子公司的BL-FO180B等四種型號(hào)指紋傳感器相掛接的驅(qū)動(dòng)程序。在后續(xù)產(chǎn)品中將繼續(xù)植入與其它型號(hào)指紋傳感器相掛接的驅(qū)動(dòng)程序。
只要將FCHIP2芯片與上述四種型號(hào)之一的指紋傳感器相連接并配以簡單的外圍電路(晶振、LDO電源等)就可以組成一個(gè)簡單的指紋模塊。使用芯片的USB口,該模塊可以連接PC使用;使用芯片的UART口,該芯片可以作為嵌入式模塊使用。這就為進(jìn)行二次開發(fā)提供了方便條件,只要掌握了通訊協(xié)議就可以進(jìn)行開發(fā),并能很容易地將指紋比對(duì)芯片嵌入到用戶自己的產(chǎn)品或系統(tǒng)之中。
此外,F(xiàn)CHIP2還提供了基于該芯片的功能擴(kuò)展開發(fā)的條件與能力。用戶進(jìn)行小系統(tǒng)開發(fā)時(shí),在芯片上外掛用戶FLASH,存儲(chǔ)用戶自己的控制程序,并連接用戶自己的控制對(duì)象。這樣就組成了一個(gè)由FCHIP2單一芯片實(shí)現(xiàn)的既有指紋比對(duì)功能,又有用戶控制功能的小型控制系統(tǒng)。
3、深圳愛迪爾公司ADEL指紋芯片
ADEL指紋專用芯片由深圳愛迪爾公司的和德州儀器(TI)于2005年10月聯(lián)合推出,是全球指紋技術(shù)行業(yè)最先進(jìn)的指紋芯片之一,并于2006年9月投入量產(chǎn)。
ADEL指紋專用芯片采用了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“愛迪爾指紋算法”又名“愛迪爾指紋識(shí)別系統(tǒng)”,目前已開發(fā)出聯(lián)機(jī)算法和脫機(jī)算法兩個(gè)數(shù)學(xué)軟件版本,識(shí)別準(zhǔn)確,運(yùn)算快速,沒有任何角度的限制,極大地方便了用戶的使用,節(jié)省了大量的時(shí)間。其先進(jìn)性及優(yōu)越性主要體現(xiàn)在:360°范圍內(nèi)任一角度上可以識(shí)別指紋鎖中的指紋母板,允許手指任一的角度位移,通過補(bǔ)償算法,均可進(jìn)行正確的指紋識(shí)別。360°指紋識(shí)別已成為指紋行業(yè)和世界標(biāo)準(zhǔn)制定的重要準(zhǔn)繩。
ADEL指紋專用芯片面積僅有拇指指甲大,共集成了8個(gè)芯片,其中,有7塊指紋外圍芯片,1塊指紋專用芯片。芯片具有人工智能,內(nèi)部自帶數(shù)學(xué)軟件,有強(qiáng)大的運(yùn)算功能和數(shù)學(xué)模型,大大縮減了指紋采集到命令執(zhí)行的時(shí)間。
利用該指紋專用芯片,用戶不僅可以升級(jí)現(xiàn)有的指紋產(chǎn)品,而且可以開發(fā)創(chuàng)新所有與指紋應(yīng)用相關(guān)的產(chǎn)品,如指紋鎖、指紋門禁、指紋保險(xiǎn)箱、指紋遙控器、指紋傳真機(jī)、指紋POS機(jī)、指紋PC、指紋電話、指紋復(fù)印機(jī)、指紋開關(guān)、指紋儀器儀表控制等,應(yīng)用廣泛。
4、歐姆龍公司面部識(shí)別傳感器
歐姆龍公司2005年推出了世界首款手機(jī)用面部識(shí)別傳感器(OKAO Vision Face Recognition Sensor),此傳感器適用于具備拍照功能的PDA、手機(jī)和其它移動(dòng)設(shè)備。該產(chǎn)品可以通過面部特征識(shí)別這一功能來確認(rèn)使用者的身份,從而使移動(dòng)設(shè)備及其信息得到了更高的安全保障。
具有拍照功能的移動(dòng)設(shè)備在配置OKAO面部識(shí)別傳感器時(shí)不需要其它硬件設(shè)施。用戶只需注冊(cè)并對(duì)自己進(jìn)行拍照即可。使用設(shè)備時(shí),用戶自我拍照,OKAO面部識(shí)別傳感器將會(huì)自動(dòng)檢查用戶身份并開啟設(shè)備;并且在拍照的時(shí)候用戶無需調(diào)整照相機(jī)的位置。由于使用的是快速拍攝,整個(gè)檢驗(yàn)過程不到一秒。如果用戶的面部圖像已被該設(shè)備收錄,傳感器將自動(dòng)檢查用戶身份。
由于采用了歐姆龍公司的核心傳感技術(shù)“OKAO Vision”,這一產(chǎn)品成功簡化及加速了運(yùn)算程序,使儲(chǔ)存容量和處理能力上了一個(gè)新臺(tái)階。在識(shí)別精度方面,它的識(shí)別成功率達(dá)到99%,當(dāng)誤認(rèn)率(FAR)為1%時(shí),拒認(rèn)率在1%以下。只要是利用10萬像素相機(jī)模塊拍攝的圖像,就能確保面部識(shí)別所需的分辨率。并且能與Symbian、BREW、內(nèi)置式Linux和ITRON等操作系統(tǒng)完全兼容。每張注冊(cè)照片的大小為1.5KB,而ROM和RAM的存儲(chǔ)容量分別為450KB和370KB,全程處理時(shí)間大約是一秒(MSM 6500)。
歐姆龍開發(fā)的這一新技術(shù),把面部識(shí)別基本信息的特征點(diǎn)由過去的數(shù)百個(gè)減少到了80個(gè);同時(shí),還降低了描述特征點(diǎn)位置關(guān)系的矢量信息的分辨度。由此,減少了運(yùn)算量和內(nèi)存用量,從而實(shí)現(xiàn)了面部識(shí)別技術(shù)在手機(jī)上的運(yùn)行。
歐姆龍面部識(shí)別技術(shù)主要有以下特點(diǎn):與指紋認(rèn)證不同,此功能可在手機(jī)內(nèi)置的相機(jī)模塊與微控制器上運(yùn)行,不需指紋認(rèn)證模塊等追加硬件;由于是非接觸型生物認(rèn)證方式,因此用戶操作方便;由于在認(rèn)證時(shí)要拍攝面部照片,因此可以產(chǎn)生抑制非法使用的心理作用。
生物識(shí)別趨勢
1、身份識(shí)別技術(shù)由單一到綜合
由于各種生物特征的識(shí)別方式都有其一定的適用范圍和要求,單一的生物特征識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中顯現(xiàn)出各自的局限性,如有些人的指紋無法提取特征,患白內(nèi)障的人虹膜會(huì)發(fā)生變化等等,統(tǒng)計(jì)顯示迄今為止,還沒有一個(gè)單生物特征能達(dá)到完美無錯(cuò)的要求。
目前,生物特征識(shí)別領(lǐng)域又出現(xiàn)了一種新的方向,即多種生物特征識(shí)別技術(shù)結(jié)合使用。德國知名的法蘭富爾協(xié)會(huì)研發(fā)了一種多重模板識(shí)別系統(tǒng),DCS AG公司采用這一專利開發(fā)了身份識(shí)別系統(tǒng)BioID。BioID利用目前日漸普及的數(shù)字?jǐn)z像頭,將一個(gè)人的面貌、聲音以及嘴唇運(yùn)動(dòng)3種生物特征相結(jié)合,在一秒鐘內(nèi)快速完成識(shí)別。由于在識(shí)別過程中同時(shí)采用了動(dòng)態(tài)、靜態(tài)這兩種特征,當(dāng)其中的一種生物特征變動(dòng)時(shí),多重模板識(shí)別系統(tǒng)還能依據(jù)其他兩項(xiàng)生物特征進(jìn)行識(shí)別。將數(shù)據(jù)融合方法用于身份鑒別,結(jié)合多種生理和行為特征進(jìn)行身份鑒別具有低錯(cuò)誤拒絕率、特征變化的適應(yīng)性強(qiáng),安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn),從而進(jìn)一步精化了識(shí)別率。提高鑒別系統(tǒng)的精度和可靠性,成為身份鑒別領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。
2、生物密碼時(shí)代呼之欲來
隨著我們逐漸邁入數(shù)字時(shí)代,生物特征的身份鑒定技術(shù)愈加顯示出它的價(jià)值。以美國為例,基于這項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到數(shù)十億美元。在美國,每年約有上億美元的福利款被人以假冒的身份領(lǐng)取,每年約有價(jià)值四億五千萬美元的信用卡詐騙案發(fā)生;利用可靠的方法鑒別ATM持卡人的身份,可以使全美國每年ATM詐騙案造成的損失減少3億美元;據(jù)美國移民局統(tǒng)計(jì),如果在美國—墨西哥邊境采用快速準(zhǔn)確的身份鑒別系統(tǒng),每天可查出3000件非法入境案件。
目前,國際許多高技術(shù)公司正在試圖用眼睛虹膜、指紋,面貌特征等取代我們手中的各種卡片和密碼,并且已經(jīng)開始在機(jī)場、銀行和各種電子器具上進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用,結(jié)果備受青睞。據(jù)國際生物識(shí)別產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì),生物識(shí)別技術(shù)的軟件和硬件市場,有望在10年內(nèi)達(dá)到每年20億美元的規(guī)模。
“執(zhí)生命密匙,啟身份之鎖”。在以計(jì)算機(jī)技術(shù)和生物技術(shù)為主流科技的知識(shí)經(jīng)濟(jì)崛起時(shí)代,身份的鑒定有了來自生物體自身的密匙,橫跨這兩大科技領(lǐng)域的生物特征識(shí)別技術(shù)正愈益顯示出其旺盛的生命力和遠(yuǎn)大前景。