1、人耳識(shí)別技術(shù)研究目的意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀1研究目的及意義12國內(nèi)外課題研究的現(xiàn)狀21研究目的及意義隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用深入到了我們生活的各個(gè)方面，信息安全顯示出了前所未有的重要性。準(zhǔn)確的身份鑒別是保證信息系統(tǒng)安全的前提，在金融、國家安全、電子商務(wù)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。傳統(tǒng)的身份鑒別方法可分為兩類：一類為基于身份標(biāo)識(shí)物品的鑒別方法，如鑰匙、證件、磁卡等；另一類為基于身份標(biāo)識(shí)知識(shí)的鑒別方法，如用戶名和密碼等。這些方法存在著難以克服的缺陷，身份標(biāo)識(shí)物品容易遺失、被偽造，身份標(biāo)識(shí)知識(shí)容易遺忘或被竊取。更為嚴(yán)重的是，傳統(tǒng)的鑒別方法無法區(qū)別身份標(biāo)識(shí)物品（知識(shí)）的擁有者與非法獲得身份標(biāo)識(shí)物品（知

2、識(shí)）的假冒者，因而只能對(duì)系統(tǒng)提供有限的保障。越來越多的個(gè)人、消費(fèi)者、公司乃至政府機(jī)關(guān)都認(rèn)為，現(xiàn)有的基于磁卡和密碼的身份鑒別系統(tǒng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須尋求安全性更高、使用更為便利的身份鑒別技術(shù)。在這樣的迫切需求下，對(duì)生物特征識(shí)別技術(shù)的研究便出現(xiàn)了。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，生物特征個(gè)人身份識(shí)別和信息安全認(rèn)證技術(shù)的發(fā)展，越來越引起人們的重視，并在金融、醫(yī)療、保險(xiǎn)、海關(guān)、政府機(jī)構(gòu)、電信、公安、國防、軍事、家庭、汽車等幾乎所有領(lǐng)域得到了應(yīng)用和發(fā)展。特別是隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子商務(wù)，電子銀行，網(wǎng)絡(luò)安全等應(yīng)用領(lǐng)域也急需高效的生物特征自動(dòng)身份認(rèn)證技術(shù)。1998年5月20 日，美國眾議院舉行了題為

3、“Biometrics and the true of Money”的聽證會(huì)。聽取并討論了關(guān)于生物特征（包括指紋，人臉，視網(wǎng)膜，語音等）身份確認(rèn)技術(shù)應(yīng)用于銀行、金融、以及個(gè)人信息安全領(lǐng)域的情況。到會(huì)的有相關(guān)領(lǐng)域的公司領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)校校長、科研機(jī)構(gòu)的總裁，首席執(zhí)政官，教授等高層人士。他們各自介紹了當(dāng)今生物特征身份確認(rèn)技術(shù)應(yīng)用狀況以及未來的發(fā)展，并一致認(rèn)為生物特征身份確認(rèn)技術(shù)將改變?nèi)藗儸F(xiàn)有的生活方式和商業(yè)模式。生物特征識(shí)別技術(shù)（Biometrics），又稱生物測定學(xué)，是通過計(jì)算機(jī)與各種傳感器及生物統(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和行為特征，來進(jìn)行個(gè)人身份的鑒別。生物特征是唯一的（與

4、他人不同），可以測量或可以自動(dòng)識(shí)別和驗(yàn)證的生理特性或行為方式，分為生理特征和行為特征。生理特征與生俱來，多為先天性的；行為特征則是習(xí)慣使然，多是后天性的。總的來說，并非所有的生物特征都可以用于個(gè)人身份的鑒別。身份鑒別可利用的生物特征必須滿足以下幾個(gè)條件：普遍性、唯一性、可測量性、穩(wěn)定性。目前廣泛研究的生物特征識(shí)別技術(shù)有：人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、手形識(shí)別、指紋識(shí)別、掌紋識(shí)別、簽名識(shí)別和語音識(shí)別等。2國內(nèi)外課題研究的現(xiàn)狀人耳識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代末開始興起的一種生物特征識(shí)別技術(shù)。人耳具有獨(dú)特的生理特征和觀測角度的優(yōu)勢，使人耳識(shí)別技術(shù)具有相當(dāng)大的理論研究價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用前景。與其它生物特征識(shí)別技術(shù)比較

5、，人耳識(shí)別具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：與人臉識(shí)別方法比較，人耳識(shí)別方法不受面部表情、化妝品和胡須變化的影響，同時(shí)保留了人臉識(shí)別圖像采集方便的優(yōu)點(diǎn)。與人臉相比，整個(gè)人耳的顏色更加一致，圖像尺寸更小，數(shù)據(jù)處理量也更小。同時(shí)人耳還具有更大的識(shí)別范圍，人耳正表面與人臉正表面互成90，對(duì)人臉的識(shí)別在25范圍內(nèi)識(shí)別率相對(duì)穩(wěn)定，而在大于40之后，識(shí)別準(zhǔn)確率急劇下降；前期研究結(jié)果表面一只人耳的有效識(shí)別范圍為30，考慮到兩只人耳可以達(dá)到60的識(shí)別范圍，要大于人臉識(shí)別的有效范圍。與指紋識(shí)別方法比較，人耳圖像的獲取是非接觸的，其信息獲取方式容易被人接受。與虹膜識(shí)別方法比較，人耳圖像采集更為方便。并且，虹膜采集裝置的成本要高于

6、人耳采集裝置。正是由于人耳識(shí)別的這些特點(diǎn)，人耳識(shí)別正在成為生物特征識(shí)別領(lǐng)域的熱點(diǎn)。我國在自然科學(xué)基金（編號(hào)60375002）的資助下，進(jìn)行了一年左右的人耳識(shí)別技術(shù)研究。該項(xiàng)研究從人耳圖像庫的建立、人耳檢測、人耳圖像特征描述和特征信息提取、人耳圖像識(shí)別方法四個(gè)層面展開。目前，結(jié)合前期在人耳識(shí)別研究方面取得的成果，提出基于人耳人臉信息融合的多模態(tài)生物特征識(shí)別技術(shù)，該研究也得到國家自然科學(xué)基金的資助。基于人耳人臉信息融合的多模態(tài)識(shí)別技術(shù)，充分利用人耳與人臉特殊的相對(duì)生理位置和多模態(tài)識(shí)別策略，研究人耳人臉跟蹤定位、特征提取及融合方法，以期達(dá)到提高身份識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率和擴(kuò)大識(shí)別范圍的目的。基于人耳人臉信息融合的多模態(tài)生物特征識(shí)別的研究在國內(nèi)外尚少，處于起步階段，且距離實(shí)際應(yīng)用尚有一定的距離。該課題的研究對(duì)豐富非打擾式的遠(yuǎn)距離身份識(shí)別技術(shù)具有積極的推動(dòng)作用。在早期研究中，對(duì)隨機(jī)采集的243只人耳圖像，僅以外耳輪廓曲線的傅立葉系數(shù)為特征進(jìn)行的識(shí)別處理，就可以達(dá)到80%以上的正確識(shí)別率。2003年初首先拍攝了60人（每人3幅圖像）的人耳圖像庫，研究人耳識(shí)別的可行性，使用標(biāo)準(zhǔn)的主元分析法就能達(dá)到94%的識(shí)別率。2004年初建立了77人（每人4幅圖像，拍攝條件為角度變化和光照變化）的人耳圖像庫，旨在進(jìn)行