自动识别技术

自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段， 它是以 计算机技术和通信技术为基础的综合性科学技术。 自动识别的对象：生物、图像 条码 目前常用的几种条码包括 条码、 UPC 条码、 39 条码、交叉 25 条码和 EAN128 条码。 条码技术的核心是条码符号， 我们所看到的条码符号式有一组规则排列的条、 以及相应的数字字符组成， 空组成的数据编码可以提供机器识读， 而 且很容易译成二进制数和十进制数。 这些条和空可以有各种不同的组合方法， 从 而构成不同的图形符号，即各种符号体系（也称码制） EAN/UPC 条码：用于零售商品的标识（商品条码） EAN128 条码是由国际物品编码协会和美国统一代码委员会联合开发、共同推广 的一种主要用于物流单元表示的条码。用以表示生产日期、批号、数量、规格、 保质期、收货地等更多的商品信息。 （物流条码） 39 条码也是物流条码 二维码改进：手机二维码，需要手机密码 原理： 物体的颜色是由其反射光的类型决定的， 白色物体能反射各种波长的可见 光， 黑色物体则吸收各种波长的可见光， 所以当条形码扫描器光源发出的光在条 形码上反射后， 反射光照射到条码扫描器内部的光电转换器上， 光电转换器根据 强弱不同的反射光信号， 转换成相应的电信号。 根据原理的差异， 扫描器可以分 CCD 、激光三种。 优点： 1. 简单。条码符号制作容易，扫描操作简单易行 2. 信息采集速度快，是用键盘录入的 20 倍 3 4. 灵活、实用。可作为一种识别手段单独使用，也可和有关设备组成识别系统实 现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管理。也 可实现手工键盘输入 5. 自由度大 6. 条码自动识别系统所涉及到的识别符号成本以及设备成本都非常低 条码识读系统由扫描系统、信号整形、译码三部分 P57 图 2-28 射频！ 射频识别技术的基本原理是电磁理论。 射频识别系统 也是由信息载体和信息获取装置组成的。其中装载识别信息的载体是射频标签， 获取信息的装置称为射频读写器。 射频标签与射频读写器之间利用感应、 无线电 波或微波能量进行非接触双向通信，实现数据交换，从而达到识别的目的 应用：车辆的自动识别、高速公路收费及智能交通系统、电子钱包、电子票证、 货物的跟踪、 生产线的自动化及过程控制、 对动物的跟踪及管理等 要求非接触数据采集和交换的场合 射频识别系统通常有标签、读写器、计算机通信网络三部分组成 图 标签： 射频识别系统的标签是安装在识别对象上， 存储被识别对象相关信息的电 子装置。标签存储器重的信息可由读写器进行非接触读 / 写 射频读写器： 射频读写器是利用射频技术读取射频设别标签信息， 或将信息写入 标签的设备。 读写器读出的标签的信息通过计算机及网络系统进行管理和信息传 输。 计算机通信网络： 在射频识别系统中， 计算机通信网络是对数据进行管理和通信 传输的设备。 工作流程 读写器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射（ 2 ）当射频识别标 签进入发射天线的工作区时， 射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发射出 去（ 3 ）系统的接收天线接收到的射频设别标签发出的载波信号，经天线的调节 器传给读写器，读写器对接收到的信号进行借条解码，送后台电脑控制器。 4 电脑控制器根据逻辑运算判断该射频识别标签的合法性， 针对不同的设定做出相 应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作（ 5 ）执行机构按电脑的指 令动作（ 6 ）通过计算机通信网络将各个监控点连接起来；构成总控信息平台， 根据不同的项目可以设计不同的软件来完成要达到的功能。 优点：不局限于视线；识别距离比光学系统远；射频识别标签具有可读写能力； 可携带大量数据；难以伪造；有智能 射频标签：不要求瞄准线、不会被强磁场洗去信息 生物识别 生物识别技术是基于某人的物理特征或行为特征用自动化方法予以辨识或认证 的技术。 由于人体特征具有不可复制的特性， 这一技术的安全系数较传统意义上 的身份验证机制有明显的提高。 能够用来兼备身份的生物特征应该具有以下特点： 1. 广泛性：每个人都应该具有这种特征 2. 唯一性：每个人拥有的特征应该各不相同 3. 稳定性：所选择的特征应该不随时间变化而发生变化 4. 可采集性：所选择的特征应该便于测量 所有的生物识别工作都包括 4 个步骤：原始数据获取、抽取特征、比较和匹配。 生物识别系统捕捉到生物特征的样品， 唯一的特征将会被提取， 并且转化成数字 的符号， 接着， 这些符号被用作那个人的特征模板， 这种模板可能会存放在数据 库、智能卡或条码卡中，人们同识别系统交互，根据匹配或不匹配来确定身份 面部识别！ 捕捉面部图像的两项技术 1. 视频技术通过一个标准的摄像头摄取面部的图像或一系列图像，在面部图像被 捕捉后，一些核心点被记录 2. 热成像技术通过分析有面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像 原理，如何工作： 1. 任何一个面像识别系统的基本要点是如何将面像进行编码。面像识别技术使用 局部特征分析 LFA 来描述面部图象，他源于类似搭建积木的局部统计的原理。 2. LFA 是基于以下事实的一种计算方法 即所有的面像 包括各种复杂的式样 都 可以从由很多不能再简化的结构单元子集综合而成 这些单元使用了复杂的统 计技术而形成的 它们代表了整个面像 他们通常跨越多个象素 （在局部区域内） 并代表了普遍的面部形状 但并不是通常意义上的面部特征。 实际上面部结构单 3. 然而 要综合形成一张逼真 只需要整个可用集合中很少的单元子 特征单元 要确定身份不仅仅取决于特性的单元 还决定于他们的几 何结构 比如他们的相关位置） 4. 通过这种方式 ,LFA 将个人的特性对应成一种复杂的数字表达方式 可以进行对 比和识别。 指纹识别！ P162 4-11 过程： 1. 图像预处理。图像预处理部分包括了两个步骤――图像分割与图像增强 ①图像分割。在改步骤中，分割器度输入的指纹图，剪切改指纹图，在基本不 损失有用的指纹信息的基础上产生一个比原图像小的指纹图片，减少数据量 ②图像增强。改步骤用以曾倩分割后的指纹图，提高图像质量 2. 特征提取。改步骤将灰度指纹图转换成黑白图像，然后形成几百个字节的指纹 特征描述 3. 特征匹配。用上一步获得的特征点去匹配数据库中模板，判断是否为统一手指 的两幅纹理图 优点：使用签名识别更容易被大众接受，而且是一种公认的身份识别的技术 缺点：随着年龄的增长、性情的变化与生活方式的改变，签名也会随着而改变； 为了处理签名的不可避免的自然改变， 我们必须在安全方面加以妥协； 用于签名 的手写板结构复杂， 而且和笔记本电脑的触摸板的分辨率有很大的差异； 难以将 它的尺寸小型化 语音识别！ 语音识别是一种将人讲话发出的语音通信声波识别成为一种能够表达通信消息 这些符号可以是识别系统的词汇本身， 也可以是识别系统词汇的组 成单元 声波符号的识别可以有匹配识别和检测识别两种方式。 匹配识别的原理是， 将输 入语音声波进行适当处理成为特征数据流， 然后与系统已有的符号或符号序列的 模型进行对比， 把系统中与输入特征数据流最接近的模型的符号或符号学列作为 系统的识别结果； 检测识别的原理如下， 将输入语音声波进行适当处理成为特征 数据流， 然后在其中检测是否出现了系统已有的符号或符号学列的模型， 把输入 特征数据流中出现的系统模型的符号或符号序列作为系统的识别结果 几种方法： 1. 简单的模板匹配：在识别的时候，把模板与位置词进行比较，并把能与最佳匹 配的模板像联系的符号作为位置语音的识别结果。这种方法简单，但缺乏通用 性，不适于识别连续语音，最大困难在于音段边界的检测。因为这种鼓励词语 识别使用一组固定的实例模板，所以这种方法最实用与较小词汇量的特定人识 别系统。 2. 通过增加辅助的专家知识：将专家知识表示成规则的形式，并在特定的特征出 要建立实例样板，不具备容纳语音的自然变化性的机制 3. 子词基元的随机处理模型：统计方法使用实例样本的数据库来估计概率模型的 参数。当可用的数据库包含有每一个声音模型的足够多的实例时，就可以产生 一种对语音的自然变化有可靠性的声音表示。 图像识别！ 图像采集：图像经过采样、量化以后转换为数字图象并输入、存储到帧存 储器的过程，叫做采集 图像处理： 图像处理（编码、 压缩、增强、分 割、复制） 图像输入 图像输出 图像识别： 图像识别（特 征提取、分 类、分析） 图像 类别 结构分析 图像理解： 图像理解 图像 图像描述 解释 图像特征： 如区域的亮度、 边缘的轮廓、 纹理或色彩等； 有些是需要通过变换或测量才能得 到的认为特征，如变换频谱、直方图 图像识别与处理技术包括图像处理与分析，图像的模式识别 模式： 广义地说， 存在于时间和空间中可观察的事物， 如果我们可以区别它们是 否相同或是否相似， 都可以称之为模式。 模式识别就是根据观察到的事物的模式 对事物进行分类的过程 图像识别的方式：统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别、神经网络识别 图像识别的 4 个步骤，如下图： 图像通信接口 图像处理器 图像存储系统 图数据库 >图像输 出设备 图像输 入设备 通信网络 输出 图像 输入 图像 磁卡 磁卡式一种磁记录介质卡片。它由高强度、耐高温的塑料或纸质涂覆塑料制成， 能防潮、耐磨且有一定的柔韧性，携带方便、使用较为稳定可靠 磁卡技术的优点： 数据可读写， 既具有现场改造数据的能力； 数据存储量能满足 大多数需求，便于使用，成本低廉，还具有一定的数据安全性；能粘附于许多不 同规格和形式的基材上 应用： 1 ）在工业和商业应用中，雇员把卡放在阅读器里，便可以安全出入停车 场或建筑物等。条码磁条证卡可在许多方面得到应用，如考勤，库存等（ 2 ）在 医疗卫生行业，这类证卡类似于工业、商业的用途。另外，医院还把它用于保育 室进出、医疗记录等（ ）在学校中，证卡用于出入宿舍（磁条） 、图书馆、餐厅 及计算机房等 4 在管理机关中， 证卡经常使用的是安全进出。 此外还有餐厅、 售货机及文档进出等应用（ 5 ）在交通管理中，用于道路纳税卡、驾驶卡、过境 收费卡及通行卡 信用卡 银行 ATM 卡 会员卡 现金卡 机票 公共汽车票 自动售货机 IC 卡 特点： 存储容量大。磁卡的存储容量大约在 200 个数字字符； IC 卡的存储容量根 据型号不同，小的几百个字符，大的上百万个字符。②安全保密性好。 IC 卡上的信息能够随意读取、修改、擦除，但都需要密码。③ CPU 卡具有数据 处理能力。在与读卡器进行数据交换时，可对数据进行加密、解密，以确 保交换数据的准确可靠；而磁卡则无此功能。④使用寿命长。 存储容量大；体积小。重量轻，抗干扰能力强，便于携带，易于使用；安全性 高；对网络要求不高 应用： IC 卡在银行系统的应用② IC 卡收费系统。它包括电费、水费、煤气费、通 信费等各种消费资源费用的收取。 ③ IC 卡医疗保险系统。 ④公交管理系统。 卡与磁卡是有区别的， 卡是通过卡里的集成电路存储信息，而磁卡是 通过卡内的磁力记录信息。 卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好。 射频识别图，过程 指纹识别过程图 图像识别 个步骤 面部识别 磁卡、 卡、射频都有标签，区别是什么，应用场合