生物特征關系分析與生物特征選擇研究.pdf

1、現(xiàn)代社會里，信息安全越來越受到社會各界的重視。生物特征識別技術作為新一代的身份識別技術得到人們的認可。在最近的幾十年，生物特征識別技術和應用都取得了成功。但生物特征識別本身的局限，在很多場合又阻礙了其進一步的推廣和使用。為了應對生物特征識別的局限，人們在上世紀的90年代提出了多生物特征識別。
　　多生物特征識別是目前生物特征識別領域研究的一個熱點，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方向上：獲取多生物特征識別系統(tǒng)所

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

3、。其次，從現(xiàn)有的文獻看很多學者總是構建“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問題就是：同一個人的生物特征和不同人的生物特征對多生物特征識別系統(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建滿足要求的多生物特征識別系統(tǒng)。本文的主要研究工作是從這兩點出發(fā)并展開，主要包括：
　　首先，分析了多生物特征識別系統(tǒng)中信息融合的結構，并對三種結構作了詳

4、細的討論和分析。在此基礎上，提出了現(xiàn)有文獻中沒有被人注意到的兩個問題：生物特征相互關系和生物特征選擇。本文主要是在匹配融合的基礎上展開課題的研究工作，用生物特征匹配分數(shù)之間的相關關系度量生物特征的相關關系。為了分析生物特征相關關系，本文建立并且推導了合適的數(shù)學工具，將隨機變量相關系數(shù)的計算方法推廣到向量和矩陣范圍。通過大量的實驗分析了生物特征的相關關系，實驗結果表明本文所提出的數(shù)學工具是合理有效的。利用數(shù)學工具本文主要分析了同一個人的生

5、物特征之間的相關關系和不同人的生物特征之間的相關關系，實驗表明同一個人的生物特征間的相關性明顯的高于不同人的生物特征間的相關性。
　　其次，本文在生物特征相關關系的基礎上，分析了生物特征相關關系與多生物特征識別系統(tǒng)性能的關系。理論上，生物特征相關關系對多生物特征識別系統(tǒng)性能的提升有影響。本文通過實驗數(shù)據(jù)驗證了這一結論。同時實驗數(shù)據(jù)表明：生物特征間的相關性越高，融合該生物特征得到的多生物特征識別系統(tǒng)的性能提升越低；生物特征間的相關性

6、越低，融合該生物特征得到的多生物特征識別系統(tǒng)的性能提升越高。
　　最后，本文將生物特征相關關系的分析推廣到實際應用，將其應用到多生物特征識別系統(tǒng)的生物特征選擇。在生物特征相關關系的基礎上，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生物特征中選擇出若干個生物特征，融合這些選擇出來的生物特征得到一個多生物特征識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)的性能應該在可以得到的多生物特征識別系統(tǒng)中是最優(yōu)的。在不同數(shù)據(jù)集上驗證和測試了文中提出