生物特征识别技术在城市安防中的应用

    生物特征识别技术就是使用人体本身所固有的生理特征（如指纹、掌纹、虹膜、视网膜、人脸、DNA等）和行为特征（如笔迹、声音、击键），利用图像处理手段（或其它数字信号处理技术）和模式识别的方法来鉴别个人身份的技术。他具有唯一、稳定、不可复制、不可假冒等显著特点，用于身份认证比传统方法具有更高的安全性。

    近年来，以生物特征识别技术为核心的技术和产品发展很快。国际上，西方各国政府都在大力推进生物特征识别技术的发展和应用。“911”之后，美国政府又连续签署了3个国家安全法案，要求采用生物识别技术。2003年6月，联合国国际民用航空组织公布了生物技术的应用规划。规划提出，将在个人护照中加入生物特征（指纹、虹膜和人脸），并在进入各个国家边境时进行个人身份的确认。目前此规划已在美国、欧盟、澳大利亚、日本、韩国、南非等地区和国家通过，并已经在部分国家逐步实施推行。2004年11月5日，美国以保护国土安全为由，开始在美115个机场和14个主要海港口岸实施“美国访客和移民身份显示技术”（US－VISIT）系统。该系统借助数字仪器提取申请签证入境美国者的指纹和照片，通过和关注对象数据库进行生物特征比对以确认来访者是否符合美入境条件。按照美国政府的说法，US-VISIT计划是美国政府从海外即开始进行的安全措施的延续。英国伦敦早在1999年就开始在城市中重要部位安装了290个具有人脸识别功能的监控摄像机，其强大作用和对犯罪行为人的巨大威慑力很快就显现出来，伦敦当年的街头发案率降低了30%。2005年7月7日，伦敦地铁发生恐怖爆炸，当场伤亡700多人，警方利用遍布城市的数以万计的智能监控设备的记录数据，在案发后短时间就锁定并公布了恐怖袭击者的面部照片，第四天就侦破抓捕了案犯，有力地打击了恐怖分子的嚣张气焰。

    人脸识别是人类视觉系统的基本功能，也是人类互相辨识的最直接手段，因此它是生物特征识别中的重要研究内容。与其它生物特征相比，它在可用性方面具有独到的优势，包括：可以隐蔽操作，适于安全、监控与抓逃等应用；非接触式信号采集，没有侵犯性，无损伤，容易被人们接受；设备成本低；直观可交互性强等。因此，人脸识别在安全、商业、金融、人机交互等领域有广泛的潜在应用前景。

    人脸识别的研究范围大致可以分为如下几个方面：

    1）人脸检测：即从各种不同的场景中检测出人脸的存在并确定其位置。在大多数的场合中由于场景较复杂，人脸的位置是预先不知道的，因而首先必须确定场景中是否存在人脸，如果存在人脸，再确定图像中人脸的位置。脸部毛发、化妆品、光照、噪声、面部倾斜和人脸大小变化以及各种各样遮挡等因素会使人脸检测问题变得更为复杂。人脸检测的主要目的是在输入的整幅图像上寻找人脸，把图像分割成两个部分－人脸区域和非人脸区域，自动提取人脸，从而为后续的应用作准备。

    2）人脸表征：即采取某种表示方式表示检测出的人脸和数据库中的已知人脸。通常的表示法包括几何特征（如欧氏距离、曲率、角度）、代数特征（如矩阵特征矢量）、固定特征模板、特征脸、云纹图等。

    3）人脸识别：即将已检测到的待识别的人脸与数据库中的已知人脸进行比较匹配，得出相关信息，这一过程的核心是选择适当的人脸的表征方式与匹配策略，系统的构造与人脸的表征方式密切相关。通常或是选择全局的方法或是选择基于特征的方法进行匹配。显然，基于侧面像所选择的特征和基于正面像的特征是有很大的区别的。

    一个完整的人脸识别系统通常要包括人脸检测与跟踪、特征提取与选择、分类判别三主要个步骤.。人脸识别技术有1：1确认和1：N识别两种应用模式：

    人脸确认

    系统对鉴别对象所声称的身份进行验证，最终得到“Yes/No”的结论，这是一种“1：1”的应用。门禁系统就是一种典型的确认应用。