自動識別技術(shù)的分類自動識別技術(shù)是將信息數(shù)據(jù)自動識讀、自動輸入計算機的重要方法和手段，它是以計算機技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)技術(shù)。自動識別技術(shù)近幾十年在全球范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，初步形成了一個包括條碼、磁識別、光學(xué)字符識別、射頻、生物識別及圖像識別等集計算機、光、機電、通信技術(shù)為一體的高技術(shù)學(xué)科。

一、自動識別技術(shù)的分類當今信息社會離不開計算機，自動識別技術(shù)的崛起為計算機提供了快速、準確地進行數(shù)據(jù)采集輸入的有效手段，解決了通過鍵盤手工輸入數(shù)據(jù)速度慢、錯誤率高所造成的“瓶頸”難題，因而自動識別技術(shù)作為一種領(lǐng)先科技潮流的高新技術(shù)，正迅速為人們所接受。按照國際自動識別技術(shù)的分類標準，對自動識別技術(shù)的分類有兩種方法。其一，按照數(shù)據(jù)采集技術(shù)的不同，分為光存儲器、磁存儲器、以及電存儲器，具體的分類詳見圖1-1。其二，按照特征提取技術(shù)的不同，分為靜態(tài)特征、動態(tài)特征以及屬性特征，具體的分類詳見圖1-2。我們在編寫本書時，根據(jù)自動識別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和具體特征，將自動識別技術(shù)分為：條碼技術(shù)、射頻識別、生物識別、語音識別、圖像識別﹑磁識別和光學(xué)字符識別等。希望讀者通過閱讀本書，不但可以了解自動識別技術(shù)的全貌，還可以具體了解到幾種最常用的自動識別技術(shù)，用以指導(dǎo)自己的實際工作。下面將以上幾種自動識別技術(shù)作一個概要的介紹。圖1-2按照特征提取技術(shù)分類1.1.1條碼技術(shù)條碼技術(shù)的核心是條碼符號，我們所看到的條碼符號是由一組排列規(guī)則的條、空，以及相應(yīng)的數(shù)字字符組成，這種用條、空組成的數(shù)據(jù)編碼可以供機器識讀，而且很容易譯成二進制數(shù)和十進制數(shù)。這些條和空可以有各種不同的組合方法，構(gòu)成不同的圖形符號，即各種符號體系，也稱碼制。不同碼制的條碼，適用于不同的應(yīng)用場合。20世紀70年代，國外超市開始廣泛使用條碼，繼而發(fā)展到每家雜貨店都開始使用條碼以便于POS掃描，倉儲商店和其他零售商店更是不甘落后，以致POS加條碼掃描器成為所有零售店必不可少的設(shè)備。20世紀80年代初，由于美國國防部要求對其交貨的產(chǎn)品都要有條碼，從而推動了產(chǎn)品制造商不僅在車間現(xiàn)場，甚至在車站碼頭都開始使用條碼。目前，條碼還廣泛應(yīng)用于考勤報表、生產(chǎn)過程、庫存控制及其他應(yīng)用領(lǐng)域。條碼在倉庫管理中的作用越來越大，可以用于收貨、理貨、揀貨和包裝管理等等。為降低成本和提高生產(chǎn)效率，幾乎所有行業(yè)都采用了條碼技術(shù)。零售業(yè)將其用于倉儲和運輸部門自動化，取得了很好的經(jīng)濟效益。條碼也廣泛用于物品跟蹤，圖書館和檔案館的圖書和文檔編目、文檔管理，對危險廢料的跟蹤，對包裹的跟蹤和車輛控制與識別等。目前使用頻率較高的幾種碼制是:EAN、UPC、EAN128碼、交插25碼和39碼。其中EAN條碼是國際通用符號體系,是一種定長、無含義的條碼，主要用于商品標識；UPC條碼主要用于北美地區(qū)；EAN128條碼是由國際物品編碼協(xié)會和美國統(tǒng)一代碼委員會聯(lián)合開發(fā)、共同采用的一種特定的條碼符號，它是一種連續(xù)型、非定長有含義的高密度代碼，用以表示生產(chǎn)日期、批號、數(shù)量、規(guī)格、保質(zhì)期、收貨地等更多的商品信息。另有一些碼制主要是適應(yīng)特殊需要的應(yīng)用方面,如庫德巴碼用于血庫、圖書館、包裹等的跟蹤管理，2交插5碼用于包裝、運輸和國際航空系統(tǒng)為機票進行順序編號。39碼是第一個數(shù)字字母型條碼，其密度較高。上述這些條碼都是一維條碼。由于條碼應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，所以對一定面積上的條碼信息密度和信息量提出了更高的要求。為了更好地滿足這種需求，一種新的條碼編碼形式——二維條碼便應(yīng)運而生了。從結(jié)構(gòu)上講,二維條碼分為兩類，其中一類是由矩陣代碼和點代碼組成，稱為棋盤式或點矩陣式二維條碼，其數(shù)據(jù)是以二維空間的形態(tài)編碼的；另一類是包含重疊的或多行條碼符號，稱為堆積式或?qū)优攀蕉S條碼。在使用中，條碼符號被一個紅外線或可見光源所照射，深色的條吸收光，淺色的空則將光反射回掃描器。掃描器將光的反射信號轉(zhuǎn)換成電子脈沖，它模擬出條碼的條空格式。譯碼器使用數(shù)學(xué)算法將電子脈沖轉(zhuǎn)換成一種二進制碼，然后將譯碼后的信息傳送給一個手持式終端機、個人電腦、控制器或計算機主機。譯碼器也許會與一部掃描器內(nèi)接或外接。掃描器使用可見光和紅外線發(fā)光二級管（LED）、氦氖激光或固態(tài)激光二極管（可見光和紅外線）等光源來識讀這種符號。一些掃描器要求接觸符號，另一些則可以從遠至幾英尺以外的地方來識讀符號。一些掃描器是固定式的，另一些則是手持式的。大多數(shù)情況下是通過移動式或固定式光束來照射符號；一些具有二維CCD管組的掃描器能夠如同照相一樣地一次“看到”整個條碼。二維CCD識讀器能夠多方位地識讀任何符號。每種類型的掃描器都有自己的優(yōu)越性，但是要從一個條碼系統(tǒng)中獲得最大的利益，就要求掃描器適合應(yīng)用的要求。條碼技術(shù)包括編碼技術(shù)、符號技術(shù)、識讀技術(shù)、印制技術(shù)以及檢測技術(shù)。由于條碼技術(shù)在具體應(yīng)用中較為廣泛，本書將用較多的篇幅予以說明，這些將在第2章中詳細介紹。

1.1.2射頻識別技術(shù)射頻識別技術(shù)的基本原理是電磁理論。射頻系統(tǒng)的優(yōu)點是不局限于視線,識別距離比光學(xué)系統(tǒng)遠，射頻識別標簽具有可讀寫能力，可攜帶大量數(shù)據(jù)、難以偽造和有智能等特點。射頻識別技術(shù)適用的領(lǐng)域：物料跟蹤、運載工具和貨架識別等要求非接觸數(shù)據(jù)采集和交換的場合，由于射頻識別標簽具有可讀寫能力,對于需要頻繁改變數(shù)據(jù)內(nèi)容的場合尤為適用。射頻識別系統(tǒng)的傳送距離由許多因素決定，如傳送頻率、天線設(shè)計等。對于應(yīng)用射頻識別的特定情況應(yīng)考慮傳送距離、工作頻率、標簽的數(shù)據(jù)容量、尺寸、重量、定位、響應(yīng)速度及選擇能力等。射頻識別標簽基本上是一種標簽形式，將特殊的信息編碼進電子標簽，標簽被粘貼在需要識別或追蹤的物品上，如貨架、汽車、自動導(dǎo)向的車輛、動物等等。一些射頻識別系統(tǒng)是只讀的，另一些則允許增加或更改標簽中現(xiàn)有的信息。所有的射頻識別系統(tǒng)都具有非接觸識讀能力，識讀距離從1英寸到100英尺或更大。惡劣的環(huán)境可能會給接觸式或近于接觸式讀寫器造成損壞或失調(diào)，所以非接觸型識讀的應(yīng)用將會十分廣泛，尤其是某些射頻識別系統(tǒng)已經(jīng)具有高達1M的記憶力，給數(shù)據(jù)處理帶來了極大的方便。射頻識別標簽要比條碼標簽更具有放置方面的靈活性，而且?guī)缀醪恍枰魏伪ｐB(yǎng)工作。射頻識別標簽不要求瞄準線，不會被強磁場洗去信息。射頻識別系統(tǒng)準確度非常高，錯誤率極低。塵土、油漆和其他不透明的物質(zhì)都不會影響射頻標簽的識讀性。射頻識別還可以識別“運動中”的物品，附有射頻標簽的物品不需要處于靜止狀態(tài)。非金屬性的物品即使穿過讀寫器和射頻標簽之間也不會造成干擾，但若是金屬則會影響射頻識別系統(tǒng)。當然，射頻識別技術(shù)在金屬環(huán)境下的功能要比另一些自動識別技術(shù)更強。射頻識別標簽?zāi)軌蛟谌藛T、地點、物品和動物上使用。目前，最流行的應(yīng)用是在交通運輸（汽車、貨箱識別）、路橋收費、保安（進出控制）、自動生產(chǎn)和動物標簽等方面。自動導(dǎo)向車上使用射頻標簽可控制其運行。其他應(yīng)用包括自動存儲、工具識別、人員監(jiān)控、包裹和行李分類、車輛監(jiān)控和貨架識別。自動識別車輛如圖1-3所示。圖1-3射頻識別標簽自動識別車輛射頻識別標簽的類型很多。為動物設(shè)計的可植入的標簽只有一顆米粒大?。粸檫h距離通訊（甚至全球定位系統(tǒng)）使用的大型標簽如同一部手持式電話。標簽有主動型（帶電池）和被動型兩種。目前，國內(nèi)外將射頻識別技術(shù)廣泛應(yīng)用于對訪問者控制、店鋪防盜系統(tǒng)、物品和庫存跟蹤、自動收費、動物追蹤、制造流程管理、聯(lián)運集裝箱和空運貨物跟蹤等方面，尤其在現(xiàn)代物流管理和軍事后勤保障中應(yīng)用更為廣泛。將射頻識別技術(shù)與便攜式數(shù)據(jù)終端(PDT)結(jié)合起來應(yīng)用，可以把那些采集到的有用數(shù)據(jù)存儲起來或傳送至一個管理信息系統(tǒng)。把它與適當?shù)膾呙杵飨噙B可有效地用于許多自動識別應(yīng)用中。便攜式數(shù)據(jù)終端一般包括一個掃描器，一個體積小但功能很強、并帶有存儲器的計算機，一個顯示器和供人工輸入的鍵盤。在只讀存儲器中裝有常駐內(nèi)存的操作系統(tǒng)，用于控制數(shù)據(jù)的采集和傳送。PDT一般都是可編程的，允許編入一些應(yīng)用軟件。PDT存儲器中的數(shù)據(jù)可隨時通過射頻通信技術(shù)傳送到主計算機中。操作時先掃描位置標簽，貨架號碼、產(chǎn)品數(shù)量就都輸入到PDT，再通過射頻通訊技術(shù)把這些數(shù)據(jù)傳送到計算機管理系統(tǒng)，便可得到客戶產(chǎn)品清單、發(fā)票、發(fā)運標簽、該地所存產(chǎn)品代碼和數(shù)量等信息?，F(xiàn)在射頻技術(shù)廣泛地應(yīng)用在以下領(lǐng)域：1．車輛的自動識別實現(xiàn)車號的自動識別是鐵路人由來已久的夢想。RFID技術(shù)的問世，很快受到鐵路部門的重視，從國外實踐看，北美鐵道協(xié)會1992年初批準了采用RFID技術(shù)的車號自動識別標準，到1995年12月為止，三年時間在北美150萬貨車、1400個地點安裝了RFID裝置，首次在大范圍內(nèi)成功建立了自動車號識別系統(tǒng)。此外，歐洲一些國家，如丹麥、瑞典也先后用RFID技術(shù)建立了局域性的自動車號識別系統(tǒng)，澳大利亞近年來也開發(fā)了自動識別系統(tǒng)，用于礦山車輛的識別和管理。2．高速公路收費及智能交通系統(tǒng)（ITS）高速公路自動收費系統(tǒng)是RFID技術(shù)最成功的應(yīng)用之一，它充分體現(xiàn)了非接觸識別優(yōu)勢。在車輛高速通過收費站的同時自動完成繳費，解決交通“瓶頸”問題，避免擁堵，同時也防止了現(xiàn)金結(jié)算中貪污路費等問題。美國Amtch公司、瑞典Tagmaster公司都開發(fā)了用于高速公路收費的成套系統(tǒng)。3．非接觸識別卡國外的各種交易大多利用各種卡完成，即所謂非現(xiàn)金結(jié)算，如電話卡、會員收費卡、儲蓄卡、地鐵及汽車月票等。以前此類卡大都采用磁卡或IC卡，由于磁卡、IC卡采用接觸式識讀，在抗機械磨損、外界強電及抗磁場干擾能力差，磁卡易偽造等原因，目前，大有被非接觸識別卡所替代的勢頭。從日本AIM提供的資料看，日本經(jīng)營磁卡電話的公司計劃投資5億日元，從明年開始，在兩年時間內(nèi)，替換掉原有的磁卡電話，日本經(jīng)營地鐵、游戲機的公司也都投入大量資金，取消原有磁卡設(shè)備，以“非接觸”識別卡代之。4．生產(chǎn)線的自動化及過程控制RFID技術(shù)用于生產(chǎn)線實現(xiàn)自動控制、監(jiān)控質(zhì)量、改進生產(chǎn)方式、提高生產(chǎn)率，如用于汽車裝配生產(chǎn)線。國外許多著名轎車，像奔馳、寶馬都可以按用戶要求定制生產(chǎn)，也就是說從流水線開下來的每輛汽車都是不一樣的，由上萬種內(nèi)部及外部零件選項所決定的裝配工藝是各式各樣的，沒有一個高度組織而且復(fù)雜的控制系統(tǒng)很難勝任這樣復(fù)雜的任務(wù)。德國寶馬公司在汽車裝配線上配有RFID系統(tǒng)，以保證汽車在流水線各位置處毫不出錯地完成裝配任務(wù)。在工業(yè)過程控制中，很多惡劣的環(huán)境、特殊的環(huán)境都采用了RFID技術(shù)，MOTOROLA，SGSTHOMSON等集成電路制造商采用加入了RFID技術(shù)的自動識別工序控制系統(tǒng)，滿足了半導(dǎo)體生產(chǎn)對于超凈環(huán)境的特殊要求，而像其他自動識別技術(shù)，如條碼在如此苛刻的化學(xué)條件和超凈環(huán)境下就無法工作了。5．動物的跟蹤及管理RFID技術(shù)可用于動物跟蹤，研究動物生活習(xí)性，例如：新加坡利用RFID技術(shù)研究魚的迴游特性。RFID還用于標識牲畜，提供了現(xiàn)代化管理牧場的手段。還有，將RFID技術(shù)用于信鴿比賽、賽馬識別等，以準確測定到達時間。6．貨物的跟蹤及物品監(jiān)視很多貨物運輸需準確地知道它的位置，像運鈔車、危險品等，沿線安裝的RFID設(shè)備可跟蹤運輸?shù)娜^程，有些還結(jié)合GPS系統(tǒng)實施對物品的有效跟蹤。RFID技術(shù)用于商店，可防止某些貴重物品被盜，如電子物品監(jiān)視系統(tǒng)EAS。射頻識別技術(shù)的具體內(nèi)容，將在第3章中詳細介紹。

1.1.3生物識別技術(shù)生物識別技術(shù)是指通過計算機利用人類自身生理或行為特征進行身份認定的一種技術(shù)，如指紋識別和虹膜識別技術(shù)等。據(jù)介紹，世界上某兩個人指紋相同的概率極小，而兩個人的眼睛虹膜一模一樣的情況也幾乎沒有。人的虹膜在兩到三歲之后就不再發(fā)生變化，眼睛瞳孔周圍的虹膜具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，能夠成為獨一無二的標識。與生活中的鑰匙和密碼相比，人的指紋或虹膜不易被修改、被盜或被人冒用，而且隨時隨地都可以使用。生物識別技術(shù)是依靠人體的身體特征來進行身份驗證的一種解決方案，由于人體特征具有不可復(fù)制的特性，這一技術(shù)的安全系數(shù)較傳統(tǒng)意義上的身份驗證機制有很大的提高。生物識別是用來識別個人的技術(shù)，它以數(shù)字形式測量所選擇的某些人體特征，然后與這個人的檔案資料中的相同特征作比較，這些檔案資料可以存儲在一個卡片中或數(shù)據(jù)庫中?？墒褂玫娜梭w特征包括指紋、聲音、掌紋、手腕上和眼睛視網(wǎng)膜上的血管排列、眼球虹膜的圖像、臉部特征、簽字時和在鍵盤上打字時的動態(tài)等。指紋掃描器和掌紋測量儀是目前最廣泛應(yīng)用的器材。不管使用什么樣的技術(shù)，操作方法都是通過測量人體特征來識別一個人。在生物測量識別技術(shù)的發(fā)展歷史中，它曾受到高成本、不完善的操作以及供應(yīng)商短缺等問題的困擾，但是現(xiàn)在它正在被更多的使用者接受，不但被使用在銀行和政府部門這樣的高度保安系統(tǒng)中，而且被使用在健康俱樂部、計算機網(wǎng)絡(luò)安全、調(diào)查社會福利金申請人的情況、進入商業(yè)或工業(yè)區(qū)辦公室或工廠等方面。由于生物測量識別技術(shù)使用簡便，所以它已被更多的人所接受，經(jīng)常用來代替密碼或身份卡。它的成本已經(jīng)降低到一個合理的水平，該類器材的操作和可靠性現(xiàn)在已達到令人滿意的程度。生物識別技術(shù)適用于幾乎所有需要進行安全性防范的場合，遍及諸多領(lǐng)域，在包括金融證券、IT、安全、公安、教育、海關(guān)等行業(yè)的許多應(yīng)用系統(tǒng)中都具有廣闊的應(yīng)用前景。從最基本的到最完善的，存在著多種不同級別的安全技術(shù)，生物識別技術(shù)將是最安全的。人的生物特征是眾多的，某些可測量或可自動識別和驗證的生物特征，已成為或?qū)⒊蔀樯餃y定技術(shù)的前提，我們所做的基本工作就是對這些基本的特征進行統(tǒng)計分析，從中獲得最有效的結(jié)果。所有的生物識別工作大多進行了這樣四個步驟：獲取原始數(shù)據(jù)、抽取特征、比較和匹配。生物識別系統(tǒng)捕捉到生物特征的樣品，惟一的特征將會被提取并且被轉(zhuǎn)化成數(shù)字符號，接著，這些符號被用作那個人的特征模板，這種模板可能會存放在數(shù)據(jù)庫、智能卡或條碼卡中，人們同識別系統(tǒng)交互，根據(jù)匹配或不匹配來確定他或她的身份?？傊?，生物識別技術(shù)在目前不斷發(fā)展的電器世界和信息世界中的地位將會越來越重要。生物識別技術(shù)的具體內(nèi)容，將在第4章中詳細介紹。

1．1．4語音識別技術(shù)語音識別技術(shù)（在自動識別領(lǐng)域中通常被稱作“聲音識別”）將人類語音轉(zhuǎn)換為電子信號，然后將這些信號輸入進具有規(guī)定含義的編碼模式中。它并不是將說出的詞匯轉(zhuǎn)變?yōu)樽值涫降钠捶?，而是轉(zhuǎn)換為一種計算機可以識別的形式，這種形式通?？捎|發(fā)某個指令，例如，打開某個文件、發(fā)出某個訊號或開始對某一活動錄音。語音識別以兩種不同形式進行信息收集工作：分批式和實時式。分批式是指使用者的信息從主機系統(tǒng)中下載到手持式終端機中，它自動更新，然后在工作日結(jié)束時將全部信息上載到計算機主機處。在實時式信息收集中，語音識別也許會與射頻技術(shù)相結(jié)合，提供移動式的實時信息傳輸。在某些應(yīng)用中，特別是多步驟檢驗的應(yīng)用中，使用模擬語音提示可以幫助完成整個檢驗過程。語音識別與模擬語音提示相結(jié)合，幫助操作人員完成一系列的工作，它用操作人員對模擬語音提示的回答來確認工作的正確性。在速度和準確性要求較高的應(yīng)用中，或者在操作人員的手和眼睛要用來進行其他工作，而不能寫字或打字的情況下，語音識別是理想的技術(shù)。通常的語音識別應(yīng)用包括收貨/送貨、批發(fā)、訂單取貨、零件追蹤、試驗室工作、庫存控制、鏟車操作、分類、材料處理、質(zhì)量控制和倉庫管理。目前，語音識別得到越來越廣泛的應(yīng)用，因為使用它的要求并不很高（允許操作人員在日常工作時收集和輸入信息），而且它的成本效益非常好。大多數(shù)語音識別系統(tǒng)是講話人訓(xùn)練（依賴講話人）式的。就是說，每個使用者將一組詞匯讀給這套系統(tǒng)，“訓(xùn)練”系統(tǒng)來識別他們特殊的聲音。這種“訓(xùn)練”允許講話人帶有口音或使用特殊的詞匯或術(shù)語。還有一種情況是不依賴講話人的系統(tǒng)需事先存入代表人們講話習(xí)慣的主要詞匯，雖不需要特別訓(xùn)練，但是它只可識別有限的特殊詞匯。語音識別系統(tǒng)還可分為兩種類型：連續(xù)性講話和間斷發(fā)音。連續(xù)性講話型允許使用者以一個正常的講話速度講話；間斷發(fā)音則要求在每個詞和詞組之間留出一個短暫的間歇。語音識別技術(shù)常用于汽車行業(yè)的制造和檢查業(yè)務(wù)，也可用在倉儲業(yè)和配送中心的物料實時跟蹤，運輸業(yè)的收貨和裝車船等，語音識別技術(shù)輸入的準確率不如條碼高。聲音反饋再進行處理，會降低速度，而速度是語音識別技術(shù)的關(guān)鍵。語音識別技術(shù)如果能滿足需要的速度，即可應(yīng)用于解放手眼和實時輸入的場合。隨著CPU速度的提高和內(nèi)存容量的增大，語音識別的能力和準確性也會得到提高，語音成為最簡單最直接的輸入方法。隨著成本的降低和準確率的提高，語音識別會成為辦公和生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最普及的識別采集技術(shù)。下面簡要介紹語音識別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。1.在信息查詢領(lǐng)域的應(yīng)用在傳統(tǒng)的呼叫中心系統(tǒng)中，為了向用戶提供個性化服務(wù)，并提高坐席的工作效率，在坐席的電腦端采用了“ScreenPop”技術(shù)。電話撥打進入呼叫中心后，系統(tǒng)通過識別撥打者的電話號碼來進行用戶識別，并從數(shù)據(jù)庫里調(diào)出該用戶的個人及歷史交易信息，從而能夠提高人工坐席的工作效率并向用戶提供更具有針對性的信息服務(wù)。但通過電話號碼來進行用戶身份識別的缺陷是顯而易見的，一方面，同一個電話的呼入者未必是同一個人；另一方面某個信息查詢用戶可能會用不同的電話呼入。而聲音識別技術(shù)就可以很好地解決上述兩個問題?；诿總€人的聲音特征都是惟一而且很少會發(fā)生變化的特性，可以通過聲音識別技術(shù)進行用戶身份識別，從而提高呼叫中心的工作效率，尤其在更加需要人性化服務(wù)的醫(yī)療、教育、投資、票務(wù)、旅游等應(yīng)用方面，聲音識別顯得尤其重要。2.在電話交易方面的應(yīng)用在通過電話進行交易的系統(tǒng)中，如電話銀行系統(tǒng)、商品電話交易系統(tǒng)、證券交易電話委托系統(tǒng)，交易系統(tǒng)的安全性是最重要的，這也是系統(tǒng)設(shè)計者所要重點考慮的內(nèi)容。傳統(tǒng)的電話交易系統(tǒng)采用“用戶名+密碼”的控制機制，以確認用戶的身份并確保交易的安全性，然而這種控制機制有三個明顯的缺點：（1）為了降低用戶名以及密碼被猜中的可能性，用戶名和密碼往往很長而難以記憶或者容易遺忘。（2）密碼有可能被猜到，而且現(xiàn)有的電話系統(tǒng)中，如果沒有專用的端加密設(shè)備，通過DTMF信號輸入身份密碼，密碼很容易被別人竊取。（3）撥打者往往需要撥打很多數(shù)字才能完成身份驗證并最終進入系統(tǒng)，給用戶帶來很大的麻煩。若在電話交易系統(tǒng)內(nèi)采用語音識別技術(shù)來進行交易者身份識別與確認，上面的問題就可以迎刃而解，用戶的聲音是惟一的，可以通過說幾句交易系統(tǒng)指定的話進行身份確認，其好處是顯而易見的：（1）提高了交易的快捷性。對交易系統(tǒng)的用戶來說，交易過程更加簡單和人性化；若與電話自動語音識別技術(shù)相結(jié)合，通過語音下達交易指令，則更能提高交易的快捷性，縮短撥打用戶的撥打時間，降低電話交易難度；準確的用戶身份識別，可以通過用戶信息數(shù)據(jù)庫和歷史交易數(shù)據(jù)庫，為提供真正的One-to-One個性服務(wù)打下基礎(chǔ)。（2）降低交易系統(tǒng)費用。降低坐席的干涉時間，提高效率；由于縮短了用戶的撥打時間，從而減少了IVR硬件系統(tǒng)的通道需求數(shù)量。（3）降低欺詐的可能性。商家可以根據(jù)相關(guān)的聲音識別技術(shù)，從數(shù)據(jù)庫內(nèi)查看撥打者的信用狀況，判斷這些信息的可信度，并據(jù)此決定是否送貨等，由此可以大大地提高電話訂購商品的效率，推動“電話商務(wù)”的發(fā)展。3.在PC以及手持式設(shè)備上的應(yīng)用在PC機及手持式設(shè)備上，也需要對用戶身份進行識別，從而允許或拒絕用戶登錄電腦或者使用某些資源，或者進入特定用戶的使用界面。采用傳統(tǒng)的用戶名加密碼的保護機制，同樣存在著用戶名和密碼被泄密、竊取或被遺忘等問題。語音識別技術(shù)應(yīng)用到PC以及手持式設(shè)備上，用戶無需記憶密碼，即可保證個人信息安全，大大提高系統(tǒng)的安全性，方便用戶使用。如在MacOS9操作系統(tǒng)中就增加了Voiceprintpassword的功能，用戶不需要通過鍵盤輸入用戶名和密碼，只需要對著電腦說一句話就可以登錄。4.語音識別技術(shù)在保安系統(tǒng)以及證件防偽中的應(yīng)用語音識別系統(tǒng)可用于信用卡、銀行自動取款機、門或車的鑰匙卡、授權(quán)使用的電腦、聲音鎖以及特殊通道口的身份卡。在卡上事先存儲了持卡者的聲音特征碼。在需要時，持卡者只要將卡插入專用機的插口上，通過一個傳聲器讀出事先已儲存的密碼，此時儀器接收持卡者發(fā)出的聲音，然后進行分析比較，從而完成身份確認。同樣，還可以把含有某人聲音特征的芯片嵌入到證件之中，通過上面所述的過程實現(xiàn)證件防偽。5.與二維條碼技術(shù)相結(jié)合的防偽應(yīng)用PDF417二維條碼是一種高密度、高信息容量的便攜式數(shù)據(jù)文件，PDF417二維條碼及其系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用范圍極廣，在國外已廣泛應(yīng)用在國防、公安、交通運輸、醫(yī)療保健、工業(yè)、商業(yè)、金融、海關(guān)及政府管理等領(lǐng)域。其典型優(yōu)點如下：（1）可容納約1000個漢字信息，比普通條碼信息容量高幾十倍。（2）可將照片、指紋、掌紋、聲音、簽字、文字等凡可數(shù)字化的信息進行編碼。（3）糾錯能力強，破損面積只要不超過50%，可照?；謴?fù)全部信息。（4）誤碼率不超過千萬分之一，可靠性極高。（5）容易制作且成本低廉。利用現(xiàn)有的點陣、激光、噴墨、熱敏/熱轉(zhuǎn)印、制卡機等打印技術(shù)，即可在紙張、PVC，甚至金屬表面上印出PDF417二維條碼。采用語音識別技術(shù)對重要的證件、文件、單據(jù)進行防偽，在其上需要一個載體記載聲音信息。若采用芯片的方式，則不易實現(xiàn)芯片和證件文件的緊密結(jié)合，并且芯片造價過高。從可行性上考慮，證件、文件的聲音防偽需要選擇一種可以和證件、文件緊密結(jié)合的聲音記載方法。綜合考慮，二維條碼不失為一種理想的辦法。它的高信息容量可以容納下特定人的聲音信息，而且可以很好地與證件、文件等紙質(zhì)結(jié)合。在需要進行證件確認的時候，通過二維條碼識別出用戶的聲音特征并輸入到聲音確認儀器中，同時與持證人的聲音進行對比，從而完成證件和身份的確認。語音二維條碼技術(shù)也可以應(yīng)用到人類生活的很多領(lǐng)域，例如物流配送方面，在提取貨物時、貨物到達時可以通過有聲音的二維條碼技術(shù)來確認提貨人或者購物者的身份，從而大大降低冒領(lǐng)、拒領(lǐng)等現(xiàn)象的發(fā)生，提高物流運行效率，促進電子商務(wù)和電話商務(wù)的發(fā)展。在社會潛在的應(yīng)用驅(qū)動下，語音識別理論和技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。雖然有人對辦公室環(huán)境下聽寫系統(tǒng)的實際用途產(chǎn)生質(zhì)疑，然而在一般的會議記錄、紀實采訪和電視廣播語音中，把語音整理成文字之類的軟件孕育著巨大的市場需求。在未來幾十年中，語音技術(shù)還將在所有涉及人機界面的地方出現(xiàn)。特別在電信服務(wù)、信息服務(wù)和家用電器中，以“自動呼叫中心”、“電話目錄查詢”、股票、氣象查詢和家電語音控制等為代表的語音應(yīng)用將得到大力發(fā)展。人機對話就會像人與人對話一樣平常。而結(jié)合語音識別、機器翻譯和語音合成技術(shù)的直接語音翻譯技術(shù)，將通過計算機克服不同母語人種之間進行交流的語言障礙。語音也將成為下一代操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的用戶界面之一。語音識別技術(shù)的具體內(nèi)容，將在第5章中詳細介紹。

1．1．5圖像識別與處理技術(shù)隨著微電子技術(shù)及計算機技術(shù)的蓬勃發(fā)展，圖像識別技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和普遍的重視。作為一門技術(shù)，它創(chuàng)始于20世紀50年代后期，經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展，已經(jīng)成為在科研和生產(chǎn)中不可或缺的重要部分。早在20世紀20年代，人們利用巴特蘭（Bartlane）電纜圖片傳輸系統(tǒng)，經(jīng)過大西洋傳送了第一幅數(shù)字圖像，它使傳輸時間從一個多星期減少到了3小時，使人們感受到數(shù)字圖像傳輸?shù)镊攘ΑＫ膫鬏敺椒ㄊ?，首先對圖像進行編碼，然后在接收端用一臺電報打印機利用字符模擬中間色調(diào)把圖像還原出來。為了對圖像的灰度、色調(diào)和清晰度進行改善，人們采用了各種方法對圖像的傳輸、打印和恢復(fù)等技術(shù)進行改進，在此后的40年中這種努力一直延續(xù)。直到大型計算機出現(xiàn)后，人們才開始用計算機來改善圖像。在1964年，美國噴射推進實驗室（JPL）進行了太空探測工作，當時用計算機來處理測距器7號發(fā)回的月球圖片，以矯正飛船上電視攝像機中產(chǎn)生的各種不同形式的固有的圖像畸變，這些技術(shù)都是圖像增強和復(fù)原的基礎(chǔ)。同時，工作人員成功地用計算機繪制出月球表面的地圖。隨后，在1965年又對徘徊者8號發(fā)回的幾萬張照片進行較為復(fù)雜的數(shù)字圖像處理，使圖像質(zhì)量進一步提高。JPL的工作引起了世界上許多有關(guān)方面的注意，JPL也更加重視數(shù)字圖像技術(shù)的研究，投入了更大的力量，并取得了許多非凡的成果。與此同時，JPL以及世界各國有關(guān)部門已把數(shù)字圖像處理技術(shù)從空間技術(shù)開發(fā)到生物醫(yī)學(xué)、X射線圖像增強、光學(xué)顯微圖像分析、遙感圖像分析、粒子物理、地質(zhì)勘探、人工智能和工業(yè)檢測等方面。自70年代末以來，由于數(shù)字技術(shù)和微機技術(shù)的迅猛發(fā)展給數(shù)字圖像處理提供了先進的技術(shù)手段，“圖像科學(xué)”也就由信息處理、自動控制理論、計算機科學(xué)、數(shù)據(jù)通信、電視技術(shù)等學(xué)科中脫穎而出，成長為旨在研究“圖像信息的獲取、傳輸、存儲、變換、顯示、理解與綜合利用”的嶄新學(xué)科。隨著圖像科學(xué)各基本理論的進展，具有“數(shù)據(jù)量大、運算速度決、算法嚴密、可靠性強、集成度高、智能性強”等特點的各種應(yīng)用圖文系統(tǒng)在國民經(jīng)濟各部門得到了廣泛的應(yīng)用，并正逐步深入到家庭生活?，F(xiàn)在，通信、廣播、計算機技術(shù)、工業(yè)自動化、國防工業(yè)，乃至印刷、醫(yī)療等部門的尖端課題無一不與圖像科學(xué)的進展密切相關(guān)。事實上，圖像科學(xué)已成為各高技術(shù)領(lǐng)域的匯流點，有人預(yù)言，“圖像產(chǎn)業(yè)”將是21世紀影響國民經(jīng)濟、國防和世界經(jīng)濟的舉足輕重的產(chǎn)業(yè)?！皥D像科學(xué)”的廣泛研究成果同時也擴大了“圖像信息”的原有概念。廣義而言，圖像信息不必以視覺形象乃至非可見光譜（紅外、微波）的“準視覺形象”為背景：只要是對同一復(fù)雜的對象或系統(tǒng)，從不同的空間點、不同的時間等諸方面收集到的全部信息之總和，就稱之為多維信號或廣義的圖像信號。多維信號的觀點目前已滲透到如工業(yè)過程控制、交通網(wǎng)管理及復(fù)雜系統(tǒng)的分析等理論之中。自80年代后期復(fù)興的“神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)”以模擬人的形象思維能力，特別是其識別能力為目標，得到了長足的發(fā)展，新一代的“神經(jīng)元計算機”已進入實用化，從而大大提高現(xiàn)有圖像系統(tǒng)的速度及可靠性。目前的圖像識別技術(shù)主要應(yīng)用在以下五方面。1.遙感技術(shù)圖像識別技術(shù)在現(xiàn)階段的典型應(yīng)用主要是圖像遙感技術(shù)的應(yīng)用。氣象衛(wèi)星云圖的處理與應(yīng)用遙感技術(shù)可以是飛機遙感技術(shù)和衛(wèi)星遙感技術(shù)。從前，許多國家每天都派出很多偵察機對地球上感興趣的地區(qū)進行大量的空中攝影。對由此得來的照片進行判讀分析需要雇用幾千人，而現(xiàn)在改用配備有高級計算機的圖像處理系統(tǒng)來判讀分析，既省人力，又加快了速度，還可以從照片中提取人工所不能發(fā)現(xiàn)的大量的有用情報。從遙感衛(wèi)星所獲得的地球資源圖片由于各種原因，圖像質(zhì)量總不是很好，如果仍然采用簡單的直觀判讀以如此昂貴代價所獲得的圖像是不合算的，因此必須采用圖像處理技術(shù)。目前遙感技術(shù)，尤其是衛(wèi)星遙感，已經(jīng)在資源調(diào)查、災(zāi)害監(jiān)測、農(nóng)業(yè)規(guī)劃、城市規(guī)劃、環(huán)境保護等方面取得了很大的應(yīng)用效果。我國也在以上諸方面的實際應(yīng)用中取得了很多成果，對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展起到了相當大的作用。采用了遙感技術(shù)的領(lǐng)域范圍有：●地質(zhì)遙感圖像處理與應(yīng)用●森林遙感圖像處理與應(yīng)用●國土資源遙感圖像處理與應(yīng)用●海洋遙感圖像處理與應(yīng)用2.醫(yī)用圖像處理在醫(yī)學(xué)上不管是基礎(chǔ)科學(xué)還是臨床應(yīng)用，都是應(yīng)用圖像處理種類極多的領(lǐng)域，例如對生物醫(yī)學(xué)的顯微圖像的處理分析方面，包括對紅白細胞和細菌、染色體進行分析，另外像胸部線照片的鑒別、眼底照片的分析，以及超聲波圖像的分析等等都是醫(yī)療輔助診斷的有力工具。目前這類應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展成為專用的軟件和硬件設(shè)備，最廣泛使用的是計算機層析成像，亦稱為CT技術(shù)。它是由英國的Hounsfield和美國的Cormack發(fā)明的。通過CT，可以獲取人體剖面圖，使得肌體病變特別是腫瘤診斷發(fā)生了革命性的變化，兩位發(fā)明者因此獲得了1979年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。近年來又出現(xiàn)了核磁共振CT，使人體免受各種硬射線的傷害，并且圖像更為清晰。目前，圖像處理技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用正在進一步的發(fā)展。3.工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用一般有以下幾方面：工業(yè)產(chǎn)品的無損探傷，表面和外觀的自動檢查和識別，裝配和生產(chǎn)線的自動化，彈性力學(xué)照片的應(yīng)力分析，流體力學(xué)圖片的阻力和升力分析。其中最值得注意的是“計算機視覺”，采用攝影和輸入二維圖像的機器人，可以確定物體的位置、方向、屬性以及其他狀態(tài)等，它不但可以完成普通的材料搬運，部件裝配，產(chǎn)品集裝，生產(chǎn)過程自動監(jiān)控，還可以在人不宜進入的環(huán)境里進行噴漆、焊接、自動檢測等。4.軍事公安方面主要應(yīng)用是：各種偵察照片的判讀，對運動目標圖像的自動跟蹤技術(shù)，例如目前電視跟蹤技術(shù)已經(jīng)裝備在導(dǎo)彈和軍艦上，并在演習(xí)和實踐中取得了很好的效果。另外還有公安業(yè)務(wù)圖片的判讀分析，如指紋識別，不完整圖片的復(fù)原等，在公安中的跟蹤、竊視、交通監(jiān)控、事故分析中都已經(jīng)用到了圖像處理技術(shù)。5.文化、藝術(shù)及體育方面在文化藝術(shù)方面有電視畫面的數(shù)字編輯，動畫片的制作，服裝的花紋設(shè)計和制作，文物資料的復(fù)制和修復(fù)。在體育方面，運動員的訓(xùn)練，動作分析和評分等等。隨著計算機技術(shù)的日益發(fā)展，圖像處理技術(shù)的日益完備，圖像處理的應(yīng)用范圍將越加深入和廣泛。數(shù)字圖像處理技術(shù)在近20多年的時間里，已迅速發(fā)展成為一門獨立的有強大生命力的學(xué)科。關(guān)于具體的圖像識別與處理技術(shù)的介紹，將在第6章中詳細的介紹。

1．1．6其他識別技術(shù)1．OCR技術(shù)20世紀50年代初，當條碼在零售業(yè)中開始使用時，OCR技術(shù)已經(jīng)進入了商業(yè)化應(yīng)用階段。這種技術(shù)最初的目標是識別手寫體。它最初是設(shè)計用來識讀被稱作“特殊字體”的字體。這些字體，如OCR-A（包括全部字母與數(shù)字符號及特殊字母）為機器掃描或識讀提供了一種高速、非鍵盤的信息輸入方法。與條碼不同的是，這些字體仍能夠被人類所識讀。1975年，全國零售商協(xié)會在識別商品標識，信用卡授權(quán)和庫存控制等領(lǐng)域采用了OCR技術(shù)。但是由于缺少制造標識、掃描設(shè)備不可靠，結(jié)果促成了80年代條碼應(yīng)用的成功。在過去的幾年中，由于相對低成本、高速度的個人電腦的出現(xiàn)，OCR技術(shù)有了可觀的改進。例如，目前大多數(shù)OCR儀器能夠識讀普通的辦公字體，以及特殊字體和在報紙雜志上用的比例字體。近幾年又出現(xiàn)了圖像字符識別ICR(ImageCharacterRecognition)和智能字符識別ICR(intelligentCharacterRecognition),實際上這兩種自動識別技術(shù)的基本原理與DCR大致相同。近年來臺式計算機的發(fā)展使得該項技術(shù)能夠識別各種常見的打印機字體。通過使用復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以不斷提高識別精度，可以分辨出特定字體的細微特征和手寫體，但是目前的大多數(shù)OCR系統(tǒng)都與字體無關(guān)。OCR系統(tǒng)通常有三種配置：頁式閱讀器、交易閱讀器和手持式閱讀器。OCR系統(tǒng)多用于財務(wù)部門處理賬務(wù)和票據(jù)業(yè)務(wù)，而且大量用在文檔密集的保險業(yè)和保健業(yè)，同時也常用于圖書館、出版社和其他用計算機錄入印刷文檔的領(lǐng)域。在大型制造環(huán)境中也使用OCR系統(tǒng)閱讀其直接標記的供人識讀的零件編號。醫(yī)藥行業(yè)使用OCR來保證關(guān)鍵標簽和日期數(shù)字的正確性。低于300美元的低價OCR閱讀器已成為常見的臺式計算機的外設(shè)。OCR與條碼相似，會受到低質(zhì)量印刷效果的影響。但是，如果在媒體準備和應(yīng)用設(shè)計上花一點點工夫，識別效果就會有很大改善。目前，進行字母速度比較時，OCR的速度與條碼相同，而且它的準確性也與條碼掃描相同。在某些應(yīng)用（例如在需要人眼識讀的應(yīng)用中），OCR/ICR比使用條碼更適合。在