生物识别技术论文

生物识别技术浅析

摘要：生物特征识别技术作为一种身份识别的手段，具有独特的优势，对信息安全具有重要意义，近年来已逐渐成为研究热点。文章介绍了常见的生物识别技术和识别方法并阐述了每种方法的

优缺点。

abstract： biometric identification techniques is critical to our highly inter-connected information society. as a way of automatic identification， biometrics have unique advantages because it is based on biological and behavioral traits. biometrics is important to information safety. firstly， this paper summarizes briefly biometric identification techniques， and introduces approaches， then analyzes the adavatge and then dis of every methods.

关键词：生物识别；指纹；人脸；虹膜

key words： biometric identification techniques；fingerprint；face；iris

中图分类号：tp39 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）30-0213-02

0 引言

身份认证早在很久之前就出现在了人类社会生活中。身份证、护照、密码等这类传统的身份认证方法有许多的弊端，如：不容易

携带、造假、容易丢失、密码会被破解等种种问题，在安全性和可靠性上的漏洞非常大，这样就为方便、有效、安全的身份认证技术的出现埋下了伏笔，生物识别技术应运而生。每个人所固有的生物特征都是唯一的，并且在一定时期内具有是稳定不变的，同时不会丢失、很难伪造和假冒，所以，这是一种终极的身份认证媒介[1]。

1 生物识别技术

我们可以这样定义生物识别技术，在计算机技术的协助下，通过采集人的生物特征样本进行人的身份识别。生物特征又包括生理特征和行为特征两个方面。生理特征是人与生俱来的，多为先天性的，相对而言稳定性比较强，现在应用到的生理特征有：指纹、人脸、手血管[2]等。行为特征是人后天形成的，主要包括人的声音、笔迹、以及步态识别等，随着主体状态和环境的变化在一定程度上也发生变化。两者比较，生理特征在生物识别领域更具有应用价值。生物识别技术的实现需要提取生物特征，然后对其进行进行比对，基本的要求就是这些生物特征需具有唯一性或非共同性。

1.1 指纹识别指纹识别技术是应用最早、最广泛和最成熟的生物特征身份鉴别方法。指纹是指手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹路，每个人指纹纹路在图案、断点和交叉点上都是存在差异的，是唯一的并且永远都是原来的样子。指纹分类的实现方法基本上分为基于神经网络的分类方法、基于奇异点进行分类的方法、语法分析的方法和其他的方法这4类[3]。

指纹识别的优点有：具有比较悠久的研究历史，技术上比较成

熟；指纹图像提取设备小巧；与同类产品相比，它成本是不高的。缺点有：指纹识别是物理接触式的，具有侵犯性；指纹易磨损，某些人不宜提取，另外在指纹采集头上留下用户的指纹印痕容易被复制。

1.2 虹膜识别眼睛的外观图包括巩膜、虹膜、瞳孔三部分。眼球外围的白色部分叫巩膜，大约占眼睛的30%；眼睛中心是瞳孔，约占5%；在巩膜和瞳孔之间的是虹膜，由相当复杂的纤维组织构成，包含了最丰富的纹理信息，占据65%。虹膜识别的方法有：gabor

滤波方法，拉普拉斯金字塔方法，小波变换过零检测方法，haar小波分解方法，基于局部过零检测的方法等[4]。

虹膜识别技术操作非常简单，可避免物理接触，具有更高的检验精确度。据悉，现在虹膜识别的正确率最高，并且具有很高的实用价值。其缺点是：需要昂贵的摄像头聚焦，且很难将图像获取设备的尺寸小型化，需要较好光源等。

1.3 人脸识别人脸识别技术是基于人的脸部特征，对输入的人脸图象或者视频流，提取每个人脸中所蕴涵的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比，一次到到识别身份的目的。目前常见的人脸识别基本算法可分为以下几类：基于几何特征的人脸识别、基于子空间分析的人脸识别、基于弹性图匹配的人脸识别、基于神经网络的人脸识别和基于隐马尔可夫模型的人脸识别等。

人脸识别技术优点是：主动性、非接触性和用户友好。缺点是：人脸容易受到周围环境等的影响，比如光照，比如发型的改变，饰

物，变老等，准确率不高；对于采集图像的设备会比其他技术昂贵得多。

1.4 掌纹识别掌纹识别是一种新生的生物特征识别技术。掌纹是指手指末端到手腕部分的手掌图像。纹线特征是掌纹中最突出的特征，手掌中最清晰的几条纹线一般并不会随着年龄的增长而发生变化。即使在分辨率和质量都比较低的图像中也能很好的得到辨认。掌纹识别方法大概分为基于结构的、基于子空间的、基于编码的和基于统计的四类[5]。掌纹识别的优点：有一定的稳定性和可靠性。缺点：手掌损伤后无法复原，掌形识别系统适用对安全性要求高的场所，普及率比较低，同时需要高成本支撑。

1.5 人耳识别人耳识别是以人耳作为识别媒介来进行身份鉴别的一种生物特征识别技术。经过医学研究的得知，人在出生4个月之后，随着身体的不断发育，人耳也会按照一定的比例生长，基本上保持整体结构比率。

主要的人耳识别方法：主元分析法（pca），使用voronoi图表的邻接图匹配方法，使用各种组合技术的神经网络方法，力场转换方法，遗传局部搜索算法，几何学方法，基于长轴的形状特征提取方法，基于3d的耳朵检测和识别方法[6]。人耳识别的优点：整个人耳的颜色更加一致、图像尺寸更小，数据处理量也更小，非接触性。缺点：人耳同样受光照、头发、帽子等的影响，且提取出来特征很少。

1.6 语音识别语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程