3 多模態(tài)生物特征信息的融合

多模態(tài)融合是對多種生物特征指示器（ I nd ica -tors）的信息融合，此類系統(tǒng)集成多個生物特征源提供的證據評分以做出更為準確和快速的決策。多模態(tài)生物特征識別系統(tǒng)集成的信息可以來自一種或多種生物特征指示器。一般多模態(tài)單生物特征識別系統(tǒng)是指通過綜合一種生物特征提供的多種證據來改進系統(tǒng)，在多模態(tài)生物特征識別系統(tǒng)（ Mult- i b i ome- tric Syste m ）中，一般采用指紋的多模態(tài)信息融合，從而，滿足數據量和準確性的雙向要求。然而，為了進一步提高準確性，可采用融合多個生物特征的方法，以提供特殊環(huán)境下的精確識別。

一般來說，融合可以在模式識別三個層次的任一個層次上進行，即數據層融合、特征層融合和決策層融合。目前關于生物特征數據融合的研究主要集中在決策層上，不同的單個特征分別進行獨立的處理，然后進行匹配，得到匹配分數，最后經過一定的融合算法綜合得到結果?？刹捎玫娜诤纤惴ㄓ性S多種，如多數投票法、加法和乘法法則、K- NN分類器、SVM、貝葉斯決策、支持向量機、決策樹等人工智能算法。

3.1 特征層的融合

特征層融合是輸入數據經過前端處理后對每種生物特征分別得到其特征描述向量，不同的特征向量集用不同的方法來構成新的高維特征向量，用這個高維特征向量來代表多個生物特征的融合。特征層的融合比前兩層的融合效率高。

3.2 匹配層的融合

匹配層的融合模塊的輸入是若干個生物認證系統(tǒng)的匹配模塊輸出的分數。匹配層的融合就是針對這幾個輸入來進行的。在三種融合方式中，匹配層的融合是最常見的。這是因為匹配層的融合既具有相對比較小的實現難度，又融合了若干個特征各自的信息量。匹配層融合過程中重要方面之一是對不同系統(tǒng)得出的分數進行歸一化。在進行歸一化以后，不同系統(tǒng)得出的分數就被映射到一個N維的空間，在這個空間里再對所有的點進行分類。

3.3 決策層的融合

不同的單個特征可以分別進行獨立的處理，然后進行匹配得到匹配分數，最后通過決策融合的過程，將多個匹配結果經過一定的融合算法進行綜合，得到最終的結果。在決策層進行融合相對來說比較簡單，可利用的信息量也比較少。由于決策層的輸入已經是單個生物認證的邏輯輸出，因此決策層的融合可以分為兩種形式：

（1） OR規(guī)則：在這種系統(tǒng)中，如果用戶被子系統(tǒng)H1拒絕，子系統(tǒng)H2將對用戶再進行一次驗證，如果通過則確定為真實用戶。

（2） AND規(guī)則：在這種系統(tǒng)中用戶只有同時被子系統(tǒng)H1和子系統(tǒng)H 2接受，方能夠被確認為真實用戶。

在具體的應用中，每種融合方式都有各自的優(yōu)缺點。特征層融合雖然效率比較高，但是不易集成實用的單生物認證系統(tǒng)。匹配層融合既實現了信息能算法的融合，實現起來又不是非常困難，且具有較好的應用價值。決策層雖然信息融合的程度比較小，但是可以用于一些集成的系統(tǒng)當中。

目前關于生物特征數據融合的研究也主要集中在決策研究上，但僅進行決策階段的研究是不夠的，因為在處理過程中忽略了特征之間的關聯(lián)所帶來的作用和影響，同時，主要集中于融合算法的討論，而忽略了對生物特征的更多考慮，因此尚需進行數據層和特征層的融合。

4 身份識別工作站的設計

4.1 RFID系統(tǒng)

4.1.1 RFID技術概述

RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預。與傳統(tǒng)的條形碼相比，具有非接觸、可擦寫、快速掃描、穿透性好、安全性高、數據存儲容量大，以及防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大等優(yōu)點，可適應現代高技術局部戰(zhàn)爭復雜的環(huán)境要求。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：

標簽：也被稱為電子標簽或智能標簽，由耦合元件及芯片組成，每個芯片具有唯一的電子編碼，芯片中存儲有能夠識別目標的信息。

讀寫器：由發(fā)送器、接收儀、控制模塊和收發(fā)器組成。收發(fā)器和控制計算機或可編程邏輯控制器（ PLC ）連接，，讀取（寫入）標簽信息，設計為手持式。

天線：在標簽和讀寫器間無線傳遞射頻信號。

4.1.2 RFID的工作頻率及其應用

RFID系統(tǒng)的工作頻率是其最重要的一項參數，無線電頻率是一項公用資源，在使用過程中，如果不同的應用系統(tǒng)在時間、空間和頻率三方面出現重疊，則有可能發(fā)生相互干擾。系統(tǒng)間相互干擾的程度與無線電信號的重疊程度及信號的強度有關。因此，無線電應用的規(guī)則是各種應用系統(tǒng)必須遵循的基本原則。

目前國際上制定R I FD標準的組織比較著名的有三個： ISO、以美國為首的EPC globa l以及日本的Ub i qu i tous ID C enter（縮寫為U ID）。常用的RFID國際標準主要有I SO /IEC18000標準（包括7個部分，涉及125 KH z ， 13 . 56MH z ， 433MHz ， 860） 960MH z ，2 . 45GH z等頻段）。

其中，由于工作頻率為13.56MHz的高頻標簽便于做成卡片狀，第二代電子身份證采用的標準是I S014443 TYPE B協(xié)議。這種標簽是目前的主流應用之一。其一般采用無源方案，識讀距離一般可達20 cm左右，最遠可達1 . 5M，可適用于普通的/士兵牌0.有源的識別距離不小于9m，實際感應區(qū)域可根據具體情況進行設置，識別距離1~10m可以調整?？煽孔R別[ 100 Km /h的高速移動目標（人、車、物）。

4.2 個體生物特征信息數據庫的建立

通過集成RFID讀寫器的采集系統(tǒng)，把士兵的I D和生物特征信息相繼寫入卡中和發(fā)送到計算機終端再存入服務器后。計算機將個人生物特征經過處理錄入服務器的數據庫管理系統(tǒng)，并綜合其他信息，最終基于數據庫平臺，建立一個完整的與生物特征信息相關數據庫，通過數據庫的查詢功能，進行戰(zhàn)時、平時個人的信息的管理。同時，可以利用信息化網絡共享的數據庫，建立數據倉庫，使用人工智能方法進行數據挖掘，利用有效的數據信息，從而，使個體生物特征信息數據庫的利用率達到最大化，并有益于科學研究和管理決策。

4.3 其他功能的擴展

按照戰(zhàn)場傷員搜救的需要，或其他特殊作戰(zhàn)環(huán)境的需求，系統(tǒng)可采用有源方案，選用超高頻的RFID系統(tǒng)，通過構建無線通訊網絡，并由計算機終端擴展GPS定位功能。主要包括：使用在有源RFID標簽和讀寫模塊，此類卡的厚度和成本與無源RFID相比都會增加。其次，利用藍牙等無線通訊模塊將計算機終端和GPS定位系統(tǒng)連接，在有效范圍內，實時發(fā)送方位信息，并由主機選擇確認跟蹤目標，進行定位。從而，實現戰(zhàn)場傷員的搜救工作以及指揮工作。