生物识别技术介绍、种类、优缺点及应用领域

生物识别技术介绍及应用,什么是生物识别,所谓生物识别技术就是，通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，(如指纹、人脸、指静脉、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。,生物识别技术具有什么特点,与传统身份鉴定相比，生物识别技术具有以下特点：随身性：生物特征是人体固有的特征，与人体是唯一绑定的，具有随身性。安全性：人体特征本身就是个人身份的最好证明,满足更高的安全需求。唯一性：每个人拥有的生物特征各不相同。稳定性：生物特征如指纹、虹膜等人体特征会随时间等条件的变化而变化。广泛性：每个人都具有这种特征。,生物识别技术具有什么特点,方便性：生物识别技术不需记忆密码与携带使用特殊工具(如钥匙)，不会遗失。可采集性：选择的生物特征易于测量。可接受性：使用者对所选择的个人生物特征及其应用愿意接受。 基于以上特点，生物识别技术具有传统的身份鉴定手段无法比拟的优点。采用生物识别技术，可不必再记忆和设置密码，对重要的文件、数据和交易都可以利用它进行安全加密，有效地防止恶意盗用，使用更加方便。,指纹识别,1、原理 指纹是应用最早最广泛最成熟的生物识别技术。 指纹识别技术主要根据人体指纹的纹路、细节特征等信息各不相同，呈现唯一性且终生不变，通过比较个人指纹不同纹线的细节特征点，并将其与在已知数据库中的指纹特征点进行比对，从而鉴别个人身份。,弓形,环形,螺旋形,纹线端点,分叉点,短纹（孤立点）,指纹识别,2、指纹识别的优缺点优点： （1）技术成熟：指纹是人体独一无二的特征，已成功应用几十年，技术成熟可靠 （2）使用方便：用户对指纹识别有一定了解，指纹采集速度快，使用方便 （3）普及性：指纹采集器小型化、价格低，适合大规模普及缺点： （1）稳定性差：受手指皮肤受损、温湿度等外界使用环境影响明显。为保障认证可靠性，需要采集多枚手指 （2）安全隐患：容易被获取及低成本复制，如指纹模、人工手指等,指纹识别,3、应用领域,除此之外，指纹识别技术还被创新应用到护照、签证、身份证等十分重要的管理系统中，承担着基于大规模数据库的自动身份识别功能。,人脸识别,1、原理 人脸识别技术是基于人的脸部特征信息，通过摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像或视频中检测和跟踪人脸，给出每个脸的位置、大小和主要面部器官的定位信息，进而提取人脸的鉴别特征，并将其与已知人脸进行对比，从而识别每个人脸的身份。,人脸识别,如图：,输入图像或视频,人脸检测与分割,特征提取,人脸识别,输出识别结果,特征提取是指根据已知数据库中的人脸的表征方法，从人脸图像中提取出该人脸图像的表征值。人脸的表征方法很多，通常的方法有几何特征、代数特征、特征脸、固定特征模板等。,人脸识别,2.人脸识别的优缺点优点： （1）隐蔽性：用户不需要和设备直接接触就能获取人脸图像 （2）并发性：在实际应用场景下可进行同时多个人脸的检测及定位、判断及识别 （3）方便性：采集设备使用普通摄像头即可，可利用互联网开展异地认证,人脸识别,缺点： （1）防伪问题：防伪性历来受到关注，实现活体识别难度较大 （2）特性稳定性：随时间推移人的面部特征变化大，必须不断认证并更新特征 （3）环境影响：对环境敏感，如光线、聚焦、姿态等原因都可能影响准确性,人脸识别,3、应用领域 （1）企业、住宅安全和管理。如人脸识别门禁考勤系统，人脸识别防盗门等。 （2）电子护照及身份证。这或许是未来规模最大的应用，国际民航组织(ICAO)已确定，从2010年起，其118个成员国家和地区，必须使用机读护照，人脸识别技术是首推识别模式，该规定已经成为国际标准。中国的电子护照计划公安部一所正在加紧规划和实施。 （3）公安、司法和刑侦。如利用人脸识别系统和网络，在全国范围内搜捕逃犯。 （4）自助服务。如银行的自动提款机， （5）信息安全。如计算机登录、电子政务和电子商务。,指静脉识别,1、原理 指静脉识别技术依据人类手指中流动的血液可吸收特定波长的光线，而使用特定波长光线对手指进行照射，可得到手指静脉的清晰图像，并进行分析、处理，将获得的手指静脉特征信息与数据库中的手指静脉特征进行比对，从而确认身份。,指静脉识别,2、指静脉识别的优缺点优点： (1)准确方便：指静脉识别的准确性较高，特征信息少，比对速度较快 (2)防伪性好：隐藏于手指内部，极难复制和盗取，安全性较高 (3)特征稳定：不受外部环境、心理因素、年龄等因素影响，稳定性较好,指静脉识别,缺点： (1)设备兼容问题：首先必须配置专有设备，而且需要设备兼容才能实现彼此之间的认证 (2)隐私问题：指静脉是用户重要个人信息，其准确性高和防伪性好，存在隐私泄漏的隐忧 (3)成本较高：设备核心由日本日立公司独家生产，技术具有垄断性,指静脉识别,3、应用领域 指静脉识别技术利用手指静脉血管的纹理进行身份验证，对人体无害，具有不易被盗取、伪造等特点。该识别技术可广泛应用于银行金融、政府国安、教育社保等领域。 2013年度全国专业技术人员职称外语等级统一考试全面推广应用指静脉识别技术。,虹膜识别,1、原理 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。 这种技术在生物测定行业已经被广泛认为是目前精确度、稳定性、可升级性最高的身份识别系统（human authentication）,虹膜识别,如图：,图像获取,虹膜定位,特征提取,特征数据库,识别或认证结果,识别,认证,虹膜识别,2、虹膜识别的优缺点优点： （1）便于用户使用； （2）可能会是最可靠的生物识别技术； （3）不需物理的接触； （4）可靠性高。,虹膜识别,缺点： （1）很难将图像获取设备的尺寸小型化； （2）设备造价高，无法大范围推广； （3）镜头可能产生图像畸变而使可靠性降低； （4）两大模块：硬件和软件； （5）一个自动虹膜识别系统包含硬件和软件两大模块：虹膜图像获取装置和虹膜识