人臉識別在身份認(rèn)證中的應(yīng)用開題報告

1、人臉識別在身份認(rèn)證中的應(yīng)用開題報告一、文獻(xiàn)綜述摘要：隨著計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展和不斷更新，智能化和自動化的身份認(rèn)證系統(tǒng) 得到了飛速的發(fā)展。無論是人口繁多的公共場所，還是建筑物的入口都廣泛的應(yīng) 用身份認(rèn)證系統(tǒng)。本次主要研究了基于人臉識別的身份認(rèn)證系統(tǒng)的基本背景、系 統(tǒng)概述以及發(fā)展現(xiàn)狀。課題研究的背景在當(dāng)前條件下，信息安全是整個國家安全的重要組成部分，它已成為影響國家 全局和長遠(yuǎn)利益的重大關(guān)鍵問題。對一個國家而言，信息控制權(quán)是國家主權(quán)在現(xiàn) 代條件下的總體體現(xiàn)。信息安全不但是發(fā)揮信息革命帶來的高效率、高效益的有 力保證，而且是對抗信息霸權(quán)主義、抵制信息侵略的重要屏障。信息安全的保障 能力是21世紀(jì)綜合

2、國力、經(jīng)濟(jì)競爭能力和生存能力的重要組成部分，是新世紀(jì)世 界各國都奮力攀登的制高點。信息安全問題如果解決不好,將全方位的危及我國 的政治、軍事、經(jīng)濟(jì)、文化和社會生活的各個方面,使國家處于信息戰(zhàn)和高度經(jīng) 濟(jì)金融風(fēng)險的威脅之中。信息安全是直接關(guān)系國家安全、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)健康持 續(xù)發(fā)展的重大問題。保密技術(shù)和認(rèn)證技術(shù)是實現(xiàn)信息安全的兩個關(guān)鍵技術(shù)。在某些情況下,認(rèn)證顯 得比保密更為重要。身份認(rèn)證可以防止非法人員進(jìn)入系統(tǒng)，防止非法人員通過違 法操作獲取不正當(dāng)利益、訪問受控信息和惡意破壞系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性的情況發(fā)生。 同時，在一些需要具有較高安全性的系統(tǒng)中，通過用戶身份的唯一性，系統(tǒng)可以自 動記錄用戶所做的操作，

3、進(jìn)行有效的稽核。在一個有競爭和爭斗的現(xiàn)實社會中， 身份欺詐是不可避免的，因此常常需要證明個人的身份。通信和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全 性也取決于能否正確驗證用戶或終端的個人身份。對于計算機(jī)的訪問和使用、安 全地區(qū)的出入也都是以精確的身份驗證為基礎(chǔ)的。網(wǎng)絡(luò)中的各種應(yīng)用和計算機(jī)系 統(tǒng)都需要通過身份認(rèn)證來確認(rèn)一個用戶的合法性，然后確定這個用戶的個人數(shù)據(jù) 和特定權(quán)限。目前，應(yīng)用了生物特征識別技術(shù)的身份認(rèn)證系統(tǒng)已得到了廣泛的使用，。生物識 別技術(shù)是指：結(jié)合計算機(jī)技術(shù)，采用人體固有且特有的生理特性（指紋、虹膜等） 和特有行為特征（步態(tài)、音色等）來進(jìn)行身份識別或個體驗證的技術(shù)手段，涵蓋生 物統(tǒng)計學(xué)、聲學(xué)、傳感器等諸多領(lǐng)

4、域。在指紋、視網(wǎng)膜、步態(tài)等眾多的生物特征 中，人臉識別技術(shù)是在日常生活中最為友好便捷的快速身份識別方式，同時也是 模式識別領(lǐng)域的研究熱點。盡管人臉識別的認(rèn)證精度要弱于基于虹膜和指紋的識 別方案，但其具有非接觸、非強(qiáng)制和并發(fā)等特性，可以在多個用戶無意識的情形 下獲取樣本，用戶無需和設(shè)備進(jìn)行直接接觸，相對其他認(rèn)證技術(shù)更加友好和直接。 人臉識別技術(shù)通過和計算機(jī)相連的攝像機(jī)或攝像頭通過對采集的圖像、視頻等進(jìn) 行人臉面部跟蹤和檢測，通過與后臺人臉數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行匹配得出識別結(jié)果， 又被稱為“人臉自動機(jī)器識別”，涉及機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、計算機(jī)視覺和心理 學(xué)等諸多技術(shù)學(xué)科。人臉識別身份認(rèn)證系統(tǒng)綜述人臉是人

5、類感情最直接的載體，憑借對人臉的觀察人們能夠推斷出許多信息， 例如種族,身份等;我們還能通過復(fù)雜的表情得到人的個性或者情緒狀態(tài)等信息。 這些人臉具備的特殊的條件吸引了科學(xué)界的目光，科學(xué)界在計算機(jī)圖形學(xué)、圖像 處理、人類學(xué)等多個領(lǐng)域?qū)θ四樳M(jìn)行研究。大家經(jīng)常聽到或者看到的人臉識別就 是首先將待識別的人臉預(yù)存進(jìn)數(shù)據(jù)庫中，第二步進(jìn)行人臉比對的過程，并且最重 要的是得出比對結(jié)果。人臉識別身份認(rèn)證系統(tǒng)的基本過程是:首先由圖像傳感器攝取人臉圖像，其次 對這張人臉圖像進(jìn)行一些預(yù)處理(目的是：使比對更加精確)，進(jìn)而再對人臉進(jìn)行 判斷,檢查是否為有效人臉，如果是有效人臉就提取特征值進(jìn)行人臉比對,最終返 回比對的結(jié)

6、果。在這個整體過程中，比較關(guān)鍵的三部分就是人臉檢測、特征提取 和人臉識別。人臉檢測過程是:在給定圖像中確定人臉位置或者大小等信息；特征提取過程 為:提取人臉的特征點并且將顯示在空間里的圖像映射到機(jī)器空間里。由于人臉 的特征豐富且復(fù)雜，所以才能保證人臉識別的準(zhǔn)確性。而且，人臉圖像的信息量是 非常龐大的，我們必須對圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，目的是用盡可能少的數(shù)據(jù)表示盡可 能多的信息。在實際的應(yīng)用方面，基于人臉識別的身份認(rèn)證系統(tǒng)具有非常廣闊的 發(fā)展前景和發(fā)展空間，并且,基于人臉識別的身份認(rèn)證系統(tǒng)具有成本低，易安裝， 方便性好等特殊的優(yōu)點，也正是由于這些優(yōu)點，使得人臉識別身份認(rèn)證系統(tǒng)深受 用戶的青睞，故而創(chuàng)造

7、了一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時也帶動了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在學(xué)術(shù)研究的領(lǐng)域內(nèi)，人臉識別技術(shù)(AFR)是非常典型的圖像分析、理解與分 類的問題，對這一問題的研究意義是非常重大的，它將促進(jìn)模式識別、圖像處理與 分析、人工智能、計算機(jī)圖形學(xué)及心理學(xué)等諸多學(xué)科的發(fā)展。人臉識別發(fā)展到今 天，已經(jīng)到了結(jié)合人臉的形狀和紋理信息構(gòu)建人臉的3D模型的程度，這種3D模型 能夠提高人臉識別系統(tǒng)的魯棒性。綜上所述，人臉識別身份認(rèn)證系統(tǒng)無論在研究 價值還是使用價值方面都有非常重大的意義。國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀近些年來，由于生物識別技術(shù)的不斷發(fā)展，人臉識別身份認(rèn)證系統(tǒng)也得到了迅 速的發(fā)展，到目前為止，有關(guān)的技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到比較成熟的程度,這

8、些成品在安 全性、方便性、易使用性等諸多方面都有許多特長,致使人臉識別身份認(rèn)證系統(tǒng) 的應(yīng)用領(lǐng)域也發(fā)展的更加廣泛。人臉識別身份認(rèn)證系統(tǒng)的核心技術(shù)是生物特征識 別技術(shù)，并涉及到相關(guān)的計算機(jī)技術(shù)，比如圖像處理和人臉圖像的數(shù)據(jù)庫及其管 理系統(tǒng)等。目前人臉識別技術(shù)的研究與應(yīng)用在世界范圍內(nèi)都是非常廣泛的，以歐洲等國 家為首，相對比較著名的機(jī)構(gòu)有英國的Department of Engineering in University of Cambridge等。在眾多的研究國家和研究機(jī)構(gòu)中，目前的方法主 要有:模板匹配、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法。國外發(fā)展?fàn)顩r相比,我國有關(guān)人臉識別技術(shù)的研究在二十世紀(jì)80年代起步， 并且取

9、得了一定成果。國內(nèi)的有關(guān)人臉識別身份認(rèn)證的研究主要集中在三大類方 法上:分別是以幾何特征為基礎(chǔ)、以代數(shù)特征和鏈接機(jī)制為基礎(chǔ)的人臉正面自動 識別方法。到現(xiàn)在為止我國成功的實現(xiàn)了人臉的正面識別系統(tǒng)和人臉的正側(cè)面互 相參照的識別系統(tǒng)等。在諸多的研究中，一直進(jìn)行著的國家863項目是我國人臉 識別應(yīng)用方面的一個非常重要的項目，在進(jìn)行該項目的過程中，我們實現(xiàn)了對 8000多張人臉的識別，我國科學(xué)家憑借此項成功宣布“面向檢測與識別核心技術(shù)” 這一項目取得了非常重要的突破。目前，我國在基于人臉識別的身份認(rèn)證 方面所取得的進(jìn)展,整體已經(jīng)和國外同類產(chǎn)品水平持平。二、本課題要研究或解決的問題及擬采用的手段本次課題主要研究以下