生物特征识别技术

生物特征识别技术第1页/共49页日常生活中往往会出现：钥匙丢了，进不了门密码忘了，无法在ATM机上取钱

电脑中的重要资料被他人非法复制了

手机被他人盗用，打了国际长途

。。。。。。第2页/共49页生物特征识别技术

人体生物特征识别技术是依据人类自身所固有的生理或行为特征与计算机信息系统结合对人体进行身份识别的一种高科技技术人体生物特征与生俱来，具有先天性、不变性和唯一性的特点，把其生物特征采集下来转换成数学模板存贮到计算机系统中与其生物特征比较，确定其身份人体生物识别技术最大的优势可靠方便安全第3页/共49页第4页/共49页生物识别应用的发展趋势刑侦领域现代指纹识别自动虹膜识别虹膜识别进入应用领域静脉识别发展中多模态生物识别20世纪90年代1993199721世纪第5页/共49页社会应用普适化精度更高，设备更小多模态生物识别更人性化，非接触的方式采集生物识别应用的发展趋势第6页/共49页生物识别技术原理1.样本采集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2.预处理目的主要是去除噪声，加强有用的信息，并对输入测量仪器或其他因素所造成的退化现象进行复原

第7页/共49页3.特征抽取机器通过学习获取生物特征信号中能够凸现个性化差异的本质特征，从而实现身份的识别

4.特征匹配计算两个生物特征样本的特征模板之间的相似度第8页/共49页人体生物特征识别技术

虹膜识别指纹识别签名识别步态识别掌纹识别第9页/共49页第10页/共49页什么是虹膜？

1虹膜识别虹膜是指眼球中瞳孔和眼白之间的充满了丰富纹理信息的环形区域每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构。

第11页/共49页捕捉虹膜的数据图像

为虹膜的图像分析准备过程

从虹膜的纹理或类型创造512字节的iriscode.

使用iriscode模板用于确认。虹膜识别技术的工作原理第12页/共49页虹膜识别技术的特点惟一性

发育学家通过大量观察发现,虹膜上丰富的纹理图案因人而异。每个人每只眼睛的虹膜都是唯一的。稳定性

虹膜在人出生八个月后就已经稳定成型、终身不变

非接触式采集

用户可以在不与采集设备接触的情况下成像

第13页/共49页第一代：纯光学仪器采用普通的放大镜，需要由外部环境光做光源

在普及过程中，配备了检测灯光缺点：环境的光线不足对检测的影响很大

第二代：光学+电子仪器

由光学部件组成虹膜仪的镜头，由电子元件完成信号采集/转换、甚至临时储存的功能，然后通过显示仪器显示出来具备了更多功能，如定格功能；更换各种倍率的镜头：使虹膜仪具备了照相、皮肤检测、头发检测的功能；配备小型LCD显示器的

便携式仪器虹膜检测仪的发展第14页/共49页第三代：光学+电子+计算机技术

计算机的出现，使虹膜仪进入了智能时代电脑自动诊察分析，不需要熟记虹谱图；可以储存客户档案、测试资料，并打印诊察报告

采用USB接口与计算机连接，无需外接电源，可配合手提电脑在各种环境下应用开放式分析系统让使用者不断完善升级自己的系统虹膜检测仪第15页/共49页第四代：光学+电子+计算机技术+增加像素

提高了像素，解决了图像失真的问题

虹膜识别技术，由于独特的优势，必然会成为未来社会的主流生物认证技术。未来的安全控制、海关进出口检验、电子商务等多种领域的应用，也必然的会以虹膜识别技术为重点

第16页/共49页虹膜识别系统自动收款机虹膜识别门禁系统第17页/共49页指纹识别指纹识别技术：

把一个人同他的指纹对应起来，通过将他的指纹和预先保存的指纹数据进行比较，就可以验证它的真实身份第18页/共49页指纹识别超声波指纹图像

半导体电容式光学采集油墨+指纹卡超声波的反射信号根据指纹与半导体电容感应利用光的全反射来成像利用的是指纹“触物留痕”的特性指纹识别应用的发展阶段第19页/共49页系统复杂程度高硬件成本，运行环境要求程度高使用和维护的成本较高20世纪60年代起主要应用于司法与刑侦领域油墨+指纹卡指纹识别第20页/共49页指纹识别光学采集指纹的应用1990年以后，廉价指纹采集器和计算设备的出现，解决了快速准确的匹配算法问题，使指纹识别技术走向了基于个人的应用。1980年后，随着个人计算机和光学指纹采集器的发明，指纹识别技术开始进入了一些非司法领域，如：居民身份证等。第21页/共49页指纹识别全球第一个半导体指纹识别传感器半导体指纹采集的应用电容传感器开创了指纹识别应用的新时代

电容传感器始于1998年，属于半导体传感器的一种，半导体指纹传感器还包括半导体压感式传感器、半导体温度感应传感器等，其中，应用最广泛的是半导体电容式指纹传感器。

体积更小，速度更快，系统复杂度降低

第22页/共49页公司企业社保税务银行政府指纹识别指纹识别指纹识进入全面的应用第23页/共49页指纹识别指纹识别银行业应用北京农村商业银行2006年第一个试点采用指纹识别认证系统，将用户指纹和客户号绑定，用户可通过指纹识别进入银行，自助进行各种操作。产品由北京数字指通软件技术有限公司提供。柜员指纹身份认证系统中国建设银行和中国邮政储蓄银行已分别于2007年8月和10月在全行营业网点中推广应用；湖北省信用社；指纹支付“指付通”招商银行联合指纹技术运营公司“立佰趣”在上海推出；指纹POS机第24页/共49页

识别指纹总体特征纹形： 环型（又称斗形）、弓形、螺旋形模式区： 指纹上包括了总体特征的区域核心点： 在读取指纹和比对指纹时作为参考点，位于指纹纹路的渐进中心。三角点： 位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点纹数： 模式区内指纹纹路的数量第25页/共49页指纹分类

指纹自动识别系统将指纹分为：弓形纹（弧形纹、帐形纹）箕形纹（左箕、右箕）斗形纹杂形纹第26页/共49页第一代指纹识别系统属于光学识别系统光学指纹识别系统由于光不能穿透皮肤表层（死性皮肤层），所以只能够扫描手指皮肤的表面，或者扫描到死性皮肤层，但不能深入真皮层。第27页/共49页电容传感器技术是采用了交替命令的并排列和传感器电板交替板的形式是两个电容板，以及指纹的山谷和山脊成为板之间的电介质。两者之间的恒量电介质的传感器检测变化来生成指纹图像。

第二代电容式传感器第28页/共49页第三代生物射频指纹识别技术原理：通过传感器本身发射出微量射频信号，穿透手指的表皮层去控测里层的纹路，来获得最佳的指纹图像第29页/共49页指纹识别的优点专一性强，复杂程度高可靠性高

速度快、使用方便设备小、价格低

某些人或某些群体的指纹因为指纹特征很少，故而很难成像指纹痕迹存在被用来复制指纹的可能性

指纹识别的缺点第30页/共49页指纹识别系统

指纹识别芯片

指纹鼠标

指纹手机

指纹识别的汽车

第31页/共49页安全防护边防控制金融终端等各种产品199119932005现在虹膜识别的应用和发展JOHNDAUGMAN实现了一个高性能的自动虹膜识别原型系统中国第一个虹膜识别专利得到批准美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的JOHNSON实现了一个自动虹膜识别系统虹膜识别第32页/共49页金融业银行业商业保密机构医疗记录公司考勤学校管理社区控制门禁电子商务军事基地枪械库核能设备电脑机房政府办公室资料保密室民用级别商用级别国家级别虹膜识别虹膜识别的应用和发展第33页/共49页虹膜识别1998年日本长野冬季奥运会中，虹膜/视网膜识别系统被应用在运动员和政府官员进入奥运村的控制，还使用虹膜/视网膜识别技术对射击项目的枪支进行安全管理。2002年2月，英国伦敦希思罗机场开始对一种先进的保安系统进行测试，新系统可扫描乘客的眼睛，以代替检查乘客的护照。

2003年3月18日，阿布扎比(阿拉伯联合酋长国之一)宣布世界上第一套国家级的基于虹膜识别技术的针对被驱逐的外国人虹膜追踪与国界控制系统开始启用。美国“Iriscan”研制出的虹膜识别系统已经应用在美国得克萨斯州联合银行的三个营业部内。储户该取款机上取钱时，一台摄像机首先对用户的眼睛进行扫描，然后将扫描图象转化成数字信息与数据库中的资料核对，以对用户的身份进行检验。第34页/共49页35

(1)虹膜识别是非物理接触式的，而指纹识别是物理接触式的，更方便使用；(2)虹膜受保护性好，图像更稳定；而指纹易磨损，手指太干或太湿都不易提取图像；(3)生理学、遗传学表明：虹膜的安全性、可靠性更好。一般来说，人们可以通过三方面评价一种人体生物认证识别技术的好坏:安全性、实用性和公众能否接受。虹膜身份认证的可靠性高，认证的错误接受和错误拒绝率是最低的，虹膜在眼睛的内部，用外科手术很难改变其结构，由于瞳孔随光线的强弱变化，想用伪造的虹膜代替活的虹膜是不可能的。虹膜识别身份认证还具有很强的实用性。虹膜认证不让受试者有犯罪感或被调查的感觉，在不接触状态下摄取图像，对人身没有侵犯，因而容易被公众接受。虹膜识别的优点第35页/共49页364.手语识别目前,一些产品已经问世，如中科院计算所研发出的“手语自动翻译与虚拟人合成系统”。该系统通过数据手套和跟踪器获取聋哑人的手语信息．并进行识别，然后通过语音合成将聋哑人所要表达的内容转换成正常人的语音输出；也可提取特定人的面部特征，合成面部动作和表情，将语言转换成手语，通过三维虚拟人在计算机屏幕上演示出来．实现聋哑人与正常人之间的对话.第36页/共49页静脉识别现在

2000年1997年后1997年日立富士通和索尼日立的手指静脉识别ATM上市富士通开始静脉识别研究日立最早把静脉引入到生物识别静脉识别应用的发展阶段第37页/共49页静脉识别索尼日立富士通手指静脉识别手掌静脉识别手指静脉当前最小USB设备第38页/共49页日本三菱银行能静脉识别的超级IC卡（富士通）日立制作所开发的手指静脉确认机系统是利用手指静脉模式来确定个人身份的系统，2006年4月3日被京都信用金库所采用。

...在日本和欧美国家，除了银行等金融机构，这项技术还广泛应用于其他领域。医院病人资料库管理、政府信息中心出入管理、图书馆会员管理、小学生餐饮系统管理等，都已经安装了静脉识别系统波兰银行自动取款机引入生物识别技术--波兰BPSSA银行2010年5月11号宣布将引入采用生物识别技术的自动取款机。这是欧洲银行业首次将生物识别技术应用到取款机上静脉识别第39页/共49页步态识别步态：人走路的姿势

步态特征的稳定性、唯一性较低

步态识别突出的优点在于可以远距离获取第40页/共49页

应用犯罪分子追踪家庭防盗手机、笔记本等物品防盗系统第41页/共49页

掌纹识别掌纹含有大量的信息可用于身份鉴别在人们宽阔的手掌皮肤表面有丰富的纹路结构，包括主线、皱纹线、脊线、奇异点、纹理等图像特征，这些特征都是人各有异、和基因无关以三维空间测试手掌的形状、4指的长度、手掌的宽度及厚度、各手指的两个关节部分的宽与高等作为辨别的条件第42页/共49页掌纹识别技术特点对硬件要求低识别精度高采集非接触移动身份识别计算速度快便于二次开发

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主要应用领域1）高端门禁：国家机关、企事业单位、科研机构、高档住宅楼、银行金库、保险柜、枪械库、档案库、核电站、机场、军事基地、保密部门、计算机房等的出入控制。2）公安刑侦：流动人口管理、出入境管理、身份证管理、驾驶执照管理、嫌疑犯排查、抓逃、寻找失踪儿童、司