多生物特征身份认证的优化组合设计

摘 要：基于不同生物特征身份认证识别率、造价等方面的考虑，从实际应用需求出发，建立多目标规划模型，列举四项生物特征评价指标，采用0-1线性整数规划的方法，给出几种不同应用场合的成本和权重，利用MATLAB得到优化结果，比较结果发现该方法有效。

关键词：生物特征 身份认证 多目标规划 优化组合

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（b）-0009-02

要害部位的安全性对身份认证技术提出了越来越高的要求，生物特征识别成为关注热点。单一的生物特征识别技术存在识别率低、安全性差等问题，多生物特征身份识别技术因综合了单生物特征识别的优点，成为一种发展趋势。如何在经济性、防伪性、稳定性、便捷性等约束条件下，从众多单一生物特征中挑选出最优化的组合方案，是研究多生物特征识别技术要考虑的问题。本文从多目标规划的角度，对多生物特征进行优化选取，达到对不同场所给出相应的优化组合的目的。

1 多目标规划模型

2.3 评价指标分值的确定及数学表达

由于各生物特征识别技术的复杂性、发展成熟程度以及市场化程度等的不同，各生物特征的各自评价指标会有不同程度上的差别。根据各种生物识别技术的优缺点以及应用中的情况，使用专家评分法对评价指标经济性、防伪性、稳定性、便捷性在[0，1]内打分，本文实验数据由相关资料参考得到，各评价指标分值如表2所示。

为说明不同权系数的影响不同，这里、、与成本值的值在MATLAB计算中给出。将表2的数值代入到式（5）、式（6），即得到多生物特征优化组合的数学模型。

3 多生物特征优化组合的MATLAB求解

0-1型整数规划常用解法为穷举法和隐枚举法。穷举法在变量较多时，计算量较为庞大，这里采取MATLAB7.0，建立m文件，根据式（5）、式（6）的数学表达与2.3节指标值，调用函数bintprog（ ）求解此0-1线性整数规划问题。

根据实际的情况和不同场所要进行安保对象的不同，采用不同的多生物特征组合，设定不同的成本代价、各评价指标权重、、，得到不同组合，找到最优的多生物特征组合。下面给出七组不同的实际应用场合的、、、的进行实验，得到各变量的0、1取值，其中：“1”表示选取，“0”表示未选取。根据实验数据以及它们与表1中相对应的生物特征，得到表3。

分别给定成本预算、权重系数，根据1、2组的比较可以得到，当成本预算相同时，根据实际需保护的目标不同，改变评价指标的权重，可以得到与之匹配的优化组合；由3、4得到权重相同时，改变成本预算也可以改变相应的生物特征组合。实验过程中，采用0-1线性整数规划，输入相同的预算成本或权重系数可能会得到相同的结果，但输出的实际成本会有不同，考虑到成本与评价指标的共同约束性，此时尽量选择不同的成本和权重。由此可以得到，当安保的部位确定后，可以根据预算成本和各评价指标的权重来确定采取的身份认证手段，从而综合多种生物特征识别的优点，提高识别率，起到对要点部位的安全防范。

4 结语

本文从重要场所出入口身份识别认证的需求出发，运用多目标规划模型，建立多生物特征的目标函数，利用线性加权和法得到评价函数，用最优化方法求解了重要目标多种生物特征识别的优化组合问题，通过MATLAB7.0实验得出结果后，经反算验证，在约束条件下，得到的组合是最优化组合，为后续的信息融合提供依据，也为不同军事目标的防护提供了较好的参考。

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