生物特征關(guān)系分析與生物特征選擇研究.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)里，信息安全越來越受到社會(huì)各界的重視。生物特征識(shí)別技術(shù)作為新一代的身份識(shí)別技術(shù)得到人們的認(rèn)可。在最近的幾十年，生物特征識(shí)別技術(shù)和應(yīng)用都取得了成功。但生物特征識(shí)別本身的局限，在很多場合又阻礙了其進(jìn)一步的推廣和使用。為了應(yīng)對(duì)生物特征識(shí)別的局限，人們?cè)谏鲜兰o(jì)的90年代提出了多生物特征識(shí)別。
　　多生物特征識(shí)別是目前生物特征識(shí)別領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)，也是今后的發(fā)展方向。目前的研究工作主要還是集中在四個(gè)方向上：獲取多生物特征識(shí)別系統(tǒng)所

2、需要的原始生物特征；確定多生物特征識(shí)別系統(tǒng)融合的信息種類；設(shè)計(jì)更好的融合策略和系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法；搭建能夠滿足用戶要求更加健壯的系統(tǒng)。自從上世紀(jì)90年代提出多生物特征識(shí)別以來，關(guān)于這四個(gè)方向的文獻(xiàn)有很多，取的成績也很多。在這些基礎(chǔ)上已經(jīng)很難有新的突破。但有兩個(gè)問題不為人們重視，這兩個(gè)問題就是：生物特征相互關(guān)系和生物特征選擇。在很多現(xiàn)有的工作中，很多學(xué)者總是假設(shè)不同生物特征彼此之間是獨(dú)立的或者不相關(guān)的，但是沒有人給出理由或者證明這一假設(shè)的合理性

3、。其次，從現(xiàn)有的文獻(xiàn)看很多學(xué)者總是構(gòu)建“虛假的”多生物特征數(shù)據(jù)庫完成研究工作。隨研究的發(fā)展和大型的公開的真實(shí)多生物特征數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)，研究者首先需要解決的兩個(gè)問題就是：同一個(gè)人的生物特征和不同人的生物特征對(duì)多生物特征識(shí)別系統(tǒng)性能是否存在影響，如何從多生物特征數(shù)據(jù)庫中選擇出生物特征構(gòu)建滿足要求的多生物特征識(shí)別系統(tǒng)。本文的主要研究工作是從這兩點(diǎn)出發(fā)并展開，主要包括：
　　首先，分析了多生物特征識(shí)別系統(tǒng)中信息融合的結(jié)構(gòu)，并對(duì)三種結(jié)構(gòu)作了詳

4、細(xì)的討論和分析。在此基礎(chǔ)上，提出了現(xiàn)有文獻(xiàn)中沒有被人注意到的兩個(gè)問題：生物特征相互關(guān)系和生物特征選擇。本文主要是在匹配融合的基礎(chǔ)上展開課題的研究工作，用生物特征匹配分?jǐn)?shù)之間的相關(guān)關(guān)系度量生物特征的相關(guān)關(guān)系。為了分析生物特征相關(guān)關(guān)系，本文建立并且推導(dǎo)了合適的數(shù)學(xué)工具，將隨機(jī)變量相關(guān)系數(shù)的計(jì)算方法推廣到向量和矩陣范圍。通過大量的實(shí)驗(yàn)分析了生物特征的相關(guān)關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的數(shù)學(xué)工具是合理有效的。利用數(shù)學(xué)工具本文主要分析了同一個(gè)人的生

5、物特征之間的相關(guān)關(guān)系和不同人的生物特征之間的相關(guān)關(guān)系，實(shí)驗(yàn)表明同一個(gè)人的生物特征間的相關(guān)性明顯的高于不同人的生物特征間的相關(guān)性。
　　其次，本文在生物特征相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，分析了生物特征相關(guān)關(guān)系與多生物特征識(shí)別系統(tǒng)性能的關(guān)系。理論上，生物特征相關(guān)關(guān)系對(duì)多生物特征識(shí)別系統(tǒng)性能的提升有影響。本文通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了這一結(jié)論。同時(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：生物特征間的相關(guān)性越高，融合該生物特征得到的多生物特征識(shí)別系統(tǒng)的性能提升越低；生物特征間的相關(guān)性

6、越低，融合該生物特征得到的多生物特征識(shí)別系統(tǒng)的性能提升越高。
　　最后，本文將生物特征相關(guān)關(guān)系的分析推廣到實(shí)際應(yīng)用，將其應(yīng)用到多生物特征識(shí)別系統(tǒng)的生物特征選擇。在生物特征相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，本文提出了“生物特征選擇”的想法和算法。生物特征選擇是指從多種或多個(gè)生物特征中選擇出若干個(gè)生物特征，融合這些選擇出來的生物特征得到一個(gè)多生物特征識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)的性能應(yīng)該在可以得到的多生物特征識(shí)別系統(tǒng)中是最優(yōu)的。在不同數(shù)據(jù)集上驗(yàn)證和測試了文中提出