几种典型生物特征识别技术
几种常见的生物特征识别方式
生物识别技术主要是指通过人类生物特征进行身份认证的一种技术，这里的生物特征通常具有唯一的(与他人不同)、可以测量或可自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点。
所谓生物识别的核心在于如何获取这些生物特征，并将之转换为数字信息，存储于计算机中，利用可靠的匹配算法来完成验证与识别个人身份的过程。
方法/步骤1.指纹识别指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。
纹线有规律的排列形成不同的纹型。
纹线的起点、终点、结合点和分叉点，称为指纹的细节特征点。
指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。
由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。
指纹识别技术是目前最成熟且价格便宜的生物特征识别技术。
目前来说指纹识别的技术应用最为广泛，我们不仅在门禁、考勤系统中可以看到指纹识别技术的身影，市场上有了更多指纹识别的应用：如笔记本电脑、手机、汽车、银行支付都可应用指纹识别的技术。
2.静脉识别静脉识别系统就是首先通过静脉识别仪取得个人静脉分布图，从静脉分布图依据专用比对算法提取特征值，通过红外线CMOS摄像头获取手指静脉、手掌静脉、手背静脉的图像，将静脉的数字图像存贮在计算机系统中，将特征值存储。
静脉比对时，实时采取静脉图，提取特征值，运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，同存储在主机中静脉特征值比对，采用复杂的匹配算法对静脉特征进行匹配，从而对个人进行身份鉴定，确认身份。
全过程采用非接触式。
3.虹膜识别虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状区域，在红外光下呈现出丰富的纹理信息，如斑点、条纹、细丝、冠状、隐窝等细节特征。
虹膜从婴儿胚胎期的第3个月起开始发育，到第8个月虹膜的主要纹理结构已经成形。
除非经历危及眼睛的外科手术，此后几乎终生不变。
虹膜识别通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份，其核心是使用模式识别、图像处理等方法对人眼睛的虹膜特征进行描述和匹配，从而实现自动的个人身份认证。
几种常见的生物特征识别方式
几种常见的生物特征识别方式
一、指纹识别
指纹识别是一种利用指纹特征的生物特征识别。
因为每个人的指纹都
是独一无二的，指纹识别技术利用指纹的脊纹以及模板特征进行识别，是
一种最常用的生物特征识别方式。
指纹识别的过程一般包含吸收、采集，比较和识别等步骤。
在使用指
纹识别时，首先，采集指纹数据，采集数据时需要记录指纹特征的位置、
形状和大小，可以利用摄像机、扫描仪等设备将指纹图像采集到计算机中。
然后，进行比较和识别，将系统中存储的指纹图像与实际指纹进行比较，
以达到识别的目的。
通过比较和识别，可以验证其身份是否有效、准确，
从而更好地改善安全性。
指纹识别有多重优势，它的执行速度快、安全性卓越、精确度高。
它
的使用方便，不需要就近或特殊环境，而且不受年龄、性别、肤色等影响，因此，指纹识别是一种非常重要的生物特征识别方式。
二、虹膜识别
虹膜识别也称虹膜扫描，是一种以生物特征识别为基础的认证技术。
它通过采集、分析虹膜特征信息来识别个人身份，常被用于身份识别、自
动识别等领域。
虹膜识别主要包括数据采集、特征提取、匹配比较等几个步骤。
不得不知的生物特征识别十大关键技术
不得不知的生物特征识别十大关键技术
生物识别技术在近几年有了长足的进展，但要使生物识别从理论研究走向实际应用，众多的科研单位还需要突破和解决其中一系列的关键技术。
从统计的意义上讲人类的指纹、掌形、虹膜等生理特征存在着唯一性。
因而这些特征都可以作为鉴别用户身份的依据。
1、生物特征传感器技术
通过某种原理可以测量生物特征，并将其转化成计算机可以处理的数字信号，这就是生物特征传感器的主要任务，也是生物特征识别的第一步。
大部分的生物特征都是通过光学传感器如CCD或CMOS形成图像信号，例如人脸、指纹、虹膜、掌纹、手形、静脉等。
但是虹膜和静脉图像需要主动的红外光源才可以得到细节清晰的个性特征。
由于外加主动光源能够克服可见光线变化对生物特征的影响，所以最近在人脸识别领域有研究人员设计了红外成像设备，来克服人脸模式随光照变化的类内差异，从而大幅度提高了人脸识别的精度。
为了提高生物识别系统的易用性、舒适性和用户的接受程度，同时又要保证生物特征信号的质量，此外还要小巧精致、成本低廉，生物特征传感器技术还有许多需要改进的地方。
例如最近已经有通过非接触方式采集的3D 指纹传感器技术。
生物特征传感器的核心技术包括：
1)智能定位技术
生物特征获取装置必须让用户和识别系统处于合适的距离和位置才可以捕获合格的生物特征信号。
最理想的方案是让采集装置自动判别用户的位置，然后主动调节光学系统或者直接通过机械装置移动采集设备，这样就可以降低对用户的要求，采集方式更加智能化和人性化。
2)人机接口设计
生物特征采集系统应该以人为本，符合人体工学，设计生物特征和采集装置之间的交互接。
生物识别技术的主要种类
生物识别技术面临的未来挑战
隐私保护：随 着技术的普及， 个人隐私保护 成为越来越重
要的问题
技术升级：不 断发展的技术 要求生物识别 系统不断升级
和改进
安全性：对生 物识别系统的 攻击和破解可 能会对个人信 息安全造成威
胁
法律和合规性： 各国对生物识 别技术的法律 规定和合规性 要求可能对技 术推广和应用
生物识别技术的应用场景
金融领域：身份 验证、交易安全 等
智能家居：智能 锁、智能安防等
公共安全：身份 确认、追踪罪犯 等
智慧城市：交通 出行、公共服务 等
生物识别技术的 种类
指纹识别技术
定义：通过分析指 纹特征点，识别个 人身份的技术
应用领域：安全认 证、身份识别、移 动支付等
工作原理：采集指 纹图像，提取特征 点，存储在数据库 中，通过比对指纹 特征点进行身份验 证
造成限制
生物识别技术的 其他应用领域
生物识别技术在金融领域的应用
身份验证：通过生物识别技术，银行可以验证客户的身份，确保资金安全。
风险评估：通过客户的生物特征，银行可以对客户的风险水平进行评估，制定更加合理的信贷政 策。
欺诈检测：通过生物识别技术，银行可以检测出客户的异常行为，及时发现并防止欺诈行为。
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药品监管：通过生物识别技术对药品的生产、流通、使用等环节进行全面、准确、实时的监管， 确保药品的安全性和有效性。
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远程医疗：通过生物识别技术实现远程的身份识别和诊疗，方便医生和患者进行远程沟通和交流， 提高医疗服务的效率和质量。
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汇报人：
特点：高精度、高 安全性、便捷性
人脸识别技术
定义：通过人脸识别技术进行身份验证 应用场景：金融、安防、门禁等 技术原理：基于人脸特征提取和识别算法 优势：非接触式、便捷、安全
各项生物特征识别技术的优缺点
优点：人脸识别技术使用方便，可在不知情的情况下进行识别，且不会对用户造成身体伤害。缺点：人脸识别技术准确度不如指纹或虹膜识别技术高，可能会受到光照、角度、遮挡等因素的影响，易受到攻击者使用照片等方式进行欺骗。
4.声纹识别技术
优点：声纹识别技术使用方便，可在不知情的情况下进行识别，不依赖于外部设备。
缺点：声纹识别技术准确度不如指纹或虹膜识别技术高，可能会受到环境噪声等因素的影响，也可能会受到攻击者使用录音等方式进行欺骗
5.体征识别技术
优点：体征识别技术不依赖外部设备，使用方便，且对于残障人士等特殊人群也具有一定的适用性。
缺点：体征识别技术准确度不如指纹或虹膜识别技术高，可能会受到姿态、光照等因素的影响，也可能会受到攻击者使用模拟等方式进行欺骗。
各项生物特征识别技术的优缺点如下：
1.指纹识技术
优点：指纹识别技术准确度高，可靠性强，且指纹不易被伪造或复制，使用方便。
缺点：指纹可能会受到损伤、污染或老化而影响识别效果，也存在一定的安全隐患，如指纹库被盗等。
2.虹膜识别技术
优点：虹膜识别技术准确度极高，不受刻意伪造或复制的影响，使用方便。
缺点：虹膜识别设备成本较高，且需要接触式或非接触式设备进行扫描，需要与用户之间保持一定距离，不够便携。
生物特征识别方法
生物特征识别方法生物特征识别方法有：1. 指纹识别实现指纹识别有多种方法。
其中有些是仿效传统的公安部门使用的方法，比较指纹的局部细节；有些直接通过全部特征进行识别；还有一些使用更独特的方法，如指纹的波纹边缘模式和超声波。
有些设备能即时测量手指指纹，有些则不能。
在所有生物识别技术中，指纹识别是当前应用最为广泛的一种。
指纹识别对于室内安全系统来说更为适合，因为可以有充分的条件为用户提供讲解和培训，而且系统运行环境也是可控的。
由于其相对低廉的价格、较小的体积（可以很轻松地集成到键盘中）以及容易整合，所以在工作站安全访问系统中应用的几乎全部都是指纹识别。
2. 手掌几何学识别手掌几何学识别就是通过测量使用者的手掌和手指的物理特征来进行识别，高级的产品还可以识别三维图象。
作为一种已经确立的方法，手掌几何学识别不仅性能好，而且使用比较方便。
它适用的场合是用户人数比较多，或者用户虽然不经常使用，但使用时很容易接受。
如果需要，这种技术的准确性可以非常高，同时可以灵活地调整生物识别技术性能以适应相当广泛的使用要求。
手形读取器使用的范围很广，且很容易集成到其他系统中，因此成为许多生物识别项目中的首选技术。
3. 声音识别声音识别就是通过分析使用者的声音的物理特性来进行识别的技术。
目前，虽然已经有一些声音识别产品进入市场，但使用起来还不太方便，这主要是因为传感器和人的声音可变性都很大。
另外，比起其他的生物识别技术，它使用的步骤也比较复杂，在某些场合显得不方便。
很多研究工作正在进行中，我们相信声音识别技术将取得重大进展。
4. 视网膜识别视网膜识别使用光学设备发出的低强度光源扫描视网膜上独特的图案。
有证据显示，视网膜扫描是十分精确的，但它要求使用者注视接收器并盯着一点。
这对于戴眼镜的人来说很不方便，而且与接受器的距离很近，也让人不太舒服。
所以尽管视网膜识别技术本身很好，但用户的接受程度很低。
因此，该类产品虽在20世纪90年代经过重新设计，加强了连通性，改进了用户界面，但仍然是一种非主流的生物识别产品。
简述几种主要的生物特征身份鉴别技术
简述几种主要的生物特征身份鉴别技术
近年来，伴随着科技在飞速发展，生物特征身份鉴别技术尤其受到人们的广泛
关注。
是一种用于识别、认证和身份鉴别的有效现代技术。
目前以用来两个或者多个指标之间的比较而言，可以将生物特征身份鉴别技术分为以下几种：
1、指纹鉴定：指纹鉴定技术是最常用的身份鉴定技术，以指纹法纹作为特征。
人的每一只手掌和其它指纹均不相同，而且基本不会改变，因此指纹成为最有效和最可靠的身份识别方法之一。
2、面部识别：面部识别技术是基于检测个体面部特征来识别身份的现代认证
技术，识别的特征点有多达80多个，它可以检测出一个人的戴眼镜、不戴眼镜、
胡子、显示任何变形的面部外观。
3、虹膜识别：虹膜识别也称虹膜验证，是技术中最为先进、最安全的一种，
它允许用户以自然方式对系统进行身份认证：用自然发光的方式与摄像头交互，以调整用户身份识别后可以进行认证。
4、脸部识别技术：脸部识别技术是利用3D技术来进行活体检测和身份鉴别，
是一种以人的面部特征作为身份识别的新技术。
它可以从面部的任何角度、任何姿态进行3D地理解，并能够在繁杂的人群中快速和准确的身份鉴别，从而确保安全
又便捷。
以上就是现有的主要生物特征身份鉴别技术，这些技术由于其精准性和可靠性
都大受欢迎，不断地为多个领域提供可靠的身份鉴别服务。
生物特征识别
典型的生物特征识别
（3）分类器的设计 采用方差倒数加权欧氏距离分类器来进行识 别，将未知虹膜的特征向量同已经训练好的已知 类别的虹膜特征向量相比较，当且仅当它的特征 向量与第k类特征向量的方差倒数加权欧氏距离 WED最小时，输入虹膜被分类为第k类虹膜。加 权欧氏距离按下面的公式计算：
其中 表示未知样本的第i个特征， 分 别表示第k类虹膜的第i个特征的均值和方差，N表 示特征总数。
典型的生物特征识别
1）步态识别
步态识别是利用人们行走时的序列信息进行 身份鉴别的一种方式，提取的特征是人体每个关 节部位的运动轨迹。该方法用于远距离识别。步 态识别通常包括步态检测、步态表征和步态识别 3个过程： （1）步态检测是在图像序列中将人体步态轮廓区 域从背景图像中提取出来。步态检测可大致分为 3类方法：
生物特征识别
• 生物特征识别概述
• 典型的生物特征识别
• 多生物特征识别
生物特征识别概述
随着网络与通信技术的飞速发展和人类物理 与虚拟活动空间的不断扩大，现代社会对于人类 自身身份识别的准确性、安全性与实用性提出更 高要求。基于生物特征的身份识别受到身份识别 领域的关注。生物特征识别，指的是利用计算机 技术，通过采集人的生物特征样本进行人的身份 识别。根据能够利用的生物特征的特点，将生物 特征分为生理特征和行为特征。其中： a)生理特征是人生来就具有的； b)行为特征是人后天习惯养成的。
多生物特征识别
多生物特征识别就是将多种生物特征结 合起来识别。 模式识别大致可以分为3个过程：特征 提取、模板匹配、决策。根据这3个过程， 多生物特征的整合也可以相应地分为3个层 次：特征层整合、匹配层整合、决策层整 合。
多生物特征识别
多生物特征识别技术进行身份鉴别的优点主 要表现在三个方面： a)准确性，多个生物特征的运用可以提高整个身 份鉴别的准确性； b)可靠性，伪造多个生物特征显然比伪造单个生 物特征更为困难； c)适用性，每种生物特征都存在应用的局限性。 多生物特征识别就是试图降低生物信息获取的难 度，利用多生物融合的方法来提高身份识别的有 效性。
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生物特征识别技术的发展方向和市场前景
各种生物特征识别技术，虽然这些技术能很好地解决传统安全保护方式存在的隐患，提供了相对方便、快速、准确的身份识别方法，但与此同时，这些单一的技术也存在着各自的缺点。
就拿指纹识别来说，人们会突然失去可用的指纹，如手指过湿、过干或出现手指暴皮等特征损伤时，或者手指有污物，指纹图像会变的破损或模糊，这样成功比对的可能性就会降低，识别率会大幅度下降。
而且这类情况在现实中是比较常见的如在煤矿里等。
其他识别技术也有各自不同的缺点。
因此，生物特征识别领域又出现了一种新的方向，即多种生物特征识别技术结合使用。
在国外，德国知名的法兰富尔协会研发了一种多重模板识别系统，DCSAG公司采用这种方法开发了身份识别系统BioID，提出了全方位生物特征识别的观点。
在我们国内，也有不少的研究机构开始研究基于多特
征的识别技术。
比如近期清华大学研制的TH．ID多模生物特征(人脸、笔迹签字、虹膜)身份识别认证系统，就是融合了人脸、笔迹和虹膜三种特征，因此识别率也很高。
以后的研究，也将走这样的路线，即：将手指静脉和指纹两种特征结合起来以提高识别率和系统的稳定性。
近几年来，全球的生物特征识别技术已从研究阶段转向应用阶段，对该技术的研究和应用正进行的如火如荼，前景十分广阔。
利用生物识别技术，使我们的日常生活更为方便、安全。
这种新方法将在信息社会中起到越来越重要的作用，成为将来的主要发展方向。
可见，人体生物特征识别是～项发 展前景极好的高新技术。
逐渐被一些机构和消费者采用，成为一种越来越受欢迎的安全保障措旋，使得这项技术有着巨大的市场潜力。
．
2006年1月，国际生物特征组织IBG(International Biometrie Group)最新的《2006．2010年生物识别市场研究报告》中给出的数据,如图1．1～1．4所示。
预计，受大量的政府项目等推动，全球生物识别产值将从2006年的$2．1B(billion)增长至2010年的$5．7B(billion)；2006年，指纹识别有望占到生物识别市场43．6％的份额，面部识别约占19％。
亚洲和北美将有望成为全球最大的生物识别市场。
各种生物识别应用系统的产值估计会占到整个生物识别市场(包括相关的设备生产、系统开发等)的产值的5％。
产业预测表明整个生物特征市场会继续增长。
其中指纹识别市场仍然占据主导地位，如图1．3
和1．4所示。
随着科技的进步，特别是那些具有更高的识别性能的生物特征识别技术的发展，相信这种状况会改变的。
可以预见在不久的将来，生物特征识别技术必将越来越广泛地应用于生活和工作各个领域。
从过去的10年的市场情况来看，指纹、人脸和掌型识别技术应用最为广泛，指纹识别占据了更大的优势，看起来用手作为生物特征识别的手段更易为大众所接受。
国内市场上主要的生物特征识别产品基本上都是基于指纹识别技术的产品，而且已经应用到了很多的方面。
另外几种被看好的技术是静脉、语音以及虹膜识别技术。
几种典型的生物特征识别技术
(1)指纹识别
每个人(包括指纹在内)皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的，并且终生不变。
依靠这种唯一性和稳定性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。
这就是指纹识别技术。
作为生物特征识别的
一种，由于它具有唯一性、稳定性、便于采集性等的优点，使得指纹识别有着很广泛的应用。
(2)人脸识别
人脸识别是生物特征鉴别技术的一个重要方向，与其他生物特征相比，人脸识别具有主动性、非侵犯性和用户友好等许多优点，多年来一直受到许多研究者的关注。
但是目前由于受到光照、姿势、表情变化的影响，人脸识别的准确度受到很大限制，迄今为止，建立一个鲁棒的人脸识别系统仍然是一个很困难的问题。
现在，已经有一些产品在销售。
而且在2008年，北京奥运安保将启用人脸识别系统，相信能对人脸识别的研究有一定的推动作用。
(3)掌型识别
掌型识别技术是美国CARRETT博士经过多年的生物特征识别技术试验后首创。
人类手掌的立体形状，如同指纹一样，是每个人都互不相同的，因此可以作为身份确认的识别特征。
手掌特征是指手的大小和形状，它包括手的长度、宽度、厚度，以及手掌和除大拇指之外的其余四个手指的表面特征。
掌形识别系统是通过红外线和CCD扫描获取手掌的三维图像，测量得到90多个掌形的数据，进而分析得出手掌独一无二的特征。
掌形识别技术的优点：
(a)对比速度快；
(b)掌形识别的FTE(Failure To Enroll，不能录入率)很低；
(c)需要计算机存储的空间很小；
掌形识别技术的缺点：
(a)由于手掌的相似性不是很容易区分的，掌形识别技术不能像指纹、入脸和虹膜识别技术那样容易获得丰富的数据。
不能完成一对多的识别；
(b)掌形识别技术的易用性不及其它的识别技术，因为使用者需要知道自己的手掌怎样摆放，并花一定的时间来学习；
(c)由于使用者必须与设备直接接触，可能会带来卫生方面的问题。
(4)签名识别
签名作为身份认证的手段已经用了几百年了，而且我们都很熟悉在银行的格式表单中签名作为我们身份的标志。
将签名数字化是这样一个过程，测量图像本身以及整个签名的动作——在每个字母以及字母之间的不同的速度、顺序和压力，签名识别和声音识别一样，是一种行为测定学。
签名识别的优点：使用签名识别有者良好的心里基础，更容易被大众接受。
签名识别的缺点：(a)随着经验的增长，性情的变化与生活方式的改变，签名也会随着而改变；(b)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做以妥协；(c)因为签名的速度不快，我们无法在Intemet上使用它；(d)用于签名的手写板结构复杂而且价格昂贵，因为和笔记本电脑的
触摸板的分辨率有着很大的差异，我们在技术上很难将两者结合起来：很难将它的尺寸小型化。
（5）静脉识别
手指静脉识别相对于其他识别技术的优势:
(1)活体识别
用手指静脉进行身份认证时，获取的是手指静脉的图像特征，是手指活体时才存在的特征。
非活体的手指是得不到静脉图像特征而无法识别的，从而也就无法造假。
(2)内部特征
用手指静脉进行身份认证时，获取的是手指内部的静脉图像特征，而不是手指表面的图像特征。
因此不存在任何由于手指表面的损伤，磨损，干燥或太湿等带来的识别障碍。
完全可以克服指纹的这些缺点。
(3)非接触式
用手指静脉进行身份认证，获取手指静脉图像时，手指无须与设备接触。
手指轻轻一伸，即可完成识别。
没有像指纹识别的接触设备时的不卫生、手指表面特征可能被复制所带来的安全问题，并避免了被当作审查对象的心理不适。
(4)安全等级高
因为有了活体识别，内部特征和非接触式三个方面的特征，确保了使用者的手指静脉特征很难被伪造，所以安全等级高，特别适合于安全要求高的场所使用。
据日立公司提供的实验结果，他们研制的产品拒真率为O．01％，误判率为O．0001％，已经用于银行、安检等领域。
很明显，手指静脉识别克服了指纹识别等的诸多缺点，有着广阔的应用前景。
(文献参考者：深圳市骏裕隆智能系统有限公司)。