生物识别的十大关键技术解析
生物识别技术综述
生物识别技术综述摘要:生物识别技术主要是指通过人类自身生物特征进行身份识别的一种安全认证技术。
相比传统的用户名密码、证件识别、密钥验证等认证技术,生物识别技术具有安全性更高、使用更便捷等优点,同时具有广阔的市场应用前景。
本文介绍了目前市场上常见的生物识别技术,并分析了各种识别技术的优缺点,最后结合本次新冠疫情展望了未来生物识别技术的发展趋势。
关键词:生物识别;人脸识别;步态识别0 引言近年来,各行各业信息化进程加快,数字化渗透到我们生活的方方面面,需要进行身份识别验证的场景越来越多。
在这样的大背景之下,传统的身份识别与验证方式已经不能满足现代生活的需求,基于人体生物特征的身份识别和验证方式,越来越受到广泛的关注。
1 生物识别技术的概念所谓生物识别技术,就是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术。
通过计算机、生物传感器和生物统计学原理等的密切结合,将人体固有的生理特征或行为特征收集起来,进行取样,运用图像处理和模式识别的方法提取特征进行数字化处理,转换成数字代码,并将代码组成特征模板存于数据库中。
在人们同识别系统交互进行身份认证时,识别系统获取其特征并与数据库中的特征模板进行比对,以确定是否匹配,从而确定身份。
[1][2][3]2 常用的生物识别技术利用生理特征进行识别的技术有人脸识别、指纹识别、虹膜识别、掌纹识别、静脉识别等。
利用行为特征进行识别的技术有声音识别、步态识别、字迹识别等。
其中生理特征是人与生俱来的,相对来说是稳定不变的,而行为特征是人后天形成的,当主体状态和使用环境发生变化时,这些特征在一定程度上具有可变性。
两者比较,生理特征在生物识别领域中的应用价值更高一些。
[4](b)虹膜识别(a)指纹识别(c)人脸识别(d)静脉识别(e)步态识别2.1指纹识别指纹是指手指末端表皮上突起的纹线。
由于人的指纹是遗传与环境共同作用产生的,因而指纹人人皆有,却各不相同。
指纹重复率极小,大约150 亿分之一,故其称为“人体身份证”。
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。
浅谈常见的六种生物识别技术及优缺点
浅谈常见的六种生物识别技术及优缺点
生物识别系统要求能实时迅速有效地完成其识别过程。
所有的生物识别系统都包括如下几个处理过程:采集、解码、比对和匹配。
下面为大家介绍六种常见的生物识别技术,比较其优点和缺点。
指纹识别:指纹识别处理包括对指纹掌纹:手掌几何学是基于这样一个事实:几乎每个人的手的形状都是不同的,而且这个手的形状在人达到一定年龄之后就不再发生显著变化。
当用户把他的手放在手形读取器上时,一个手的三维签名识别: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,测量声音识别技术:虽然声音识别是方便的,但由于非人性化的风险、远程控制和低准确度,它并不可靠。
一个患上感冒的人有可能被错误的拒认从而无法使用该语音识别系统。
虹膜识别:分复杂和独特特征的生物识别技术被划分为两个不同的领域:虹膜识别技术和角膜识别技术。
虹膜是环绕着瞳孔的一层有色的细胞组织。
虹膜辨识系统使用一台摄像机来捕捉样本,然后由软件来对所得数据与储存的模板进行比较。
角膜是眼睛底部的血液细胞层。
角膜扫描的进行是用低密度的红外线去捕捉角膜的独特特征。
我们所知的位于角膜中心的区域被扫描,血液细胞的唯一模式就因此被捕捉下来。
角膜识别技术最初被认为是最好的生物识别。
然而,尽管它有着高度的准确性,但角膜扫描仪要求被扫描者在它读取角膜信息时直立不动。
眼睛和角膜扫描仪对于目盲者和眼睛疾患者的人是无效的。
因此,它很难获得终端用户的普遍接受。
面部识别:面部识别系统通过分析脸部特征的唯一形状、模式和位置来。
生物特征识别技术类型及其特点
生物特征识别技术类型及其特点随着社会和经济的飞速发展,计算机和网络技术日益结合紧密,信息安全上升到前所未有的地步,于是身份识别技术关系到社会的各个方面,越来越受到人们的重视。
生物特性识别技术(biometrics)是根据每个人的独特的可采样和测量的生物学特征及行为学特征而进行身份识别技术。
生物特征可分为生理特征和行为特征,人体所固有的生理特征包括面部特征、指纹、手型、掌纹、虹膜、视网膜、体味、耳廓、DNA、体热辐射、以及手部、面部静脉血管模式等,这些特征不随着客观条件和主观条件而改变。
基于行为特征的包括击键力学分析、签名识别、说话人识别、步态识别等,这些都与后天环境养成的行为习惯有关。
(1)基于生理特征的生物特征识别技术①指纹识别:指纹识别是使用最早也是最成功的生物识别技术。
它具有以下突出特点:●高稳定性。
指纹是伴随人一生的最稳定的生物特征之一。
●唯一性。
科学实验证明,指纹具有明显的唯一性,并且纹理本身非常复杂,两个人相同的概率理论上为100亿分之一左右。
●高可靠性。
高稳定性和高唯一性决定了指纹识别的高可靠性。
●易采集性。
扫描指纹的速度非常快,采集指纹只要将手指放在指纹识别机上几秒即可完成。
●伪造难,破译难。
由于指纹具有以上特点,识别指纹时需将真正的手指与指纹集头接触,因此伪造、假冒、攻击、破译指纹的难度变得非常的大。
②虹膜识别技术:虹膜具有很多相互交错的斑点、细线、冠状、条纹、隐窝等细节特征,这些特征都是终身不变。
虹膜识别技术具有以下的特点:●高精度。
虹膜技术的识别精度高,即使是同一个人左右两眼虹膜也有差别,精度远高于指纹识别。
●高稳定性,不易磨损划伤。
●发展潜力大,具有极大的市场价值。
③人脸识别:人脸识别的准确性虽然不如虹膜、指纹等的识别。
但由于其直观性和无侵害性而为人们所接受。
●直观性●无害性(2)基于行为特征的生物特征识别技术①签名识别:签名识别作为一种行为识别技术,目前主要用于认证。
②声纹识别:每个人都具有自己的发音器官特征及说话是特殊的语言习惯,这些都反映在声音信号中。
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。
【你该知道】九大生物识别技术
【你该知道】九大生物识别技术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,人类的生物特征通常具有唯一性、可以测量或可自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点,生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现,很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合,实现自动化管理,因此生物识别认证技术较传统认证技术存在较大的优势。
目前,在工作生活中应用比较广泛和大家熟知的生物识别技术主要有以下九种:1.指纹识别指纹识别技术是把一个人同他的指纹对应起来,通过比较指纹和预先保存的指纹进行比较,验证其真实身份。
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,并且终身不变。
依靠这种唯一性和稳定性,我们才能创造指纹识别技术。
这是生物识别阵营中的中流砥柱,由于成本较低也是目前应用最为广泛的生物技术。
缺点:可被轻易地伪造。
2.手掌几何学识别掌纹是指手指末端到手腕部分的手掌图像。
其中很多特征可以用来进行身份识别,如主线、皱纹、细小的纹理、脊末梢、分叉点等。
掌纹识别也是一种非侵犯性的识别方法,用户比较容易接受,对采集设备要求不高。
它通过识别人的手掌大小和几何特征来辨认身份。
这项技术被视为双因素或多因素认证时的辅助,而不是主要的认证形式。
缺点:人类的手掌相似程度较高。
3.脸部识别人脸识别技术是基于人的脸部特征,对输入的人脸图像或者视频流,判断其是否存在人脸 , 进一步地给出每个脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息,并依据这些信息,进一步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,从而识别每个人脸的身份。
广义的人脸识别实际包括构建人脸识别系统的一系列相关技术,包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、身份确认以及身份查找等;而狭义的人脸识别特指通过人脸进行身份确认或者身份查找的技术或系统。
缺点:人脸识别受到多种因素影响。
4.声纹识别所谓声纹(Voiceprint),是用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱。
六种生物识别技术详细比较及优缺点分析
六种生物识别技术详细比较及优缺点分析一、虹膜识别技术虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状各色环状物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据称没有任何两个虹膜是一样的。
虹膜技术的优点1、便于用户使用2、可能会是最可信赖的生物识别技术3、无需物理的接触虹膜技术的缺点1、虹膜技术的缺点2、一个最为重要的缺点是它没有进行过任何的测试当前的虹膜识别系统只是用统计学原理进行小规模的试验而没有进行过现实世界的唯一性认证的试验3、很难将图像获取设备的尺寸小型化4、需要昂贵的摄像头聚焦一个这样的摄像头的最低价为7000美元5、镜头可能产生图像畸变而使可靠性降低6、黑眼睛极难读取7、需要较好光源。
二、视网膜识别技术视网膜也是一种用于生物识别的特征有人甚至认为视网膜是比虹膜更唯一的生物特征视网膜识别技术要求激光照射眼球的背面以获得视网膜特征的唯一性。
视网膜技术的优点1、视网膜是一种极其固定的生物特征不磨损、不老化、不受疾病影响2、使用者无需和设备直接接触3、是一个最难欺骗的系统因为视网膜不可见所以不会被伪造。
视网膜识别的缺点1、未经测试2、激光照射眼球的背面可能会影响使用者健康这需要进一步的研究3、对消费者而言视网膜技术没有吸引力4、很难进一步降低成本。
2、可能会是最可的生物识别技术3、无需物理的接触虹膜技术的缺点1、虹膜技术的缺点2、一个最为重要的缺点是它没有进行过任何的测试当前的虹膜识别系统只是用统计学原理进行小规模的试验而没有进行过现实世界的唯一性认证的试验3、很难将图像获取设备的尺寸小型化4、需要昂贵的摄像头聚焦一个这样的摄像头的最低价为7000美元5、镜头可能产生图像畸变而使可性降低6、黑眼睛极难读取7、需要较好光源。
三、面部识别面部识别技术通过对面部特征和它们之间的关系来进行识别识别技术基于这些唯一的特征时非常复杂需要人工智能和机器知识学习系统。
用于扑捉面部图像的两项技术为标准视频和热成像技术。
生物识别的十大关键技术解析
⽣物识别的⼗⼤关键技术解析⽣物识别的⼗⼤关键技术解析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: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、活体检测技术为了防⽌恶意者伪造和窃取他⼈的⽣物特征⽤于⾝份认证,⽣物识别系统必须具有活体检测功能,即判别向系统提交的⽣物特征是否来⾃有⽣命的个体。
⼀般⽣物特征的活体判别技术利⽤的是⼈们的⽣理特征,例如活体指纹检测可以基于⼿指的温度、排汗、导电性能等信息,活体⼈脸检测可以基于头部的移动、呼吸、红眼效应等信息,活体虹膜检测可以基于虹膜振颤特性、睫⽑和眼⽪的运动信息、瞳孔对可见光源强度的收缩扩张反应特性等。
多模态生物识别关键技术
多模态生物识别关键技术
多模态生物识别技术是指通过多种生物特征识别技术的组合,来提高识别的准确性和可靠性。
多模态生物识别技术主要包括以下几个关键技术:
1.生物特征采集技术
生物特征采集技术是多模态生物识别技术的基础,其目的是获取被识别者的生物特征信息。
生物特征采集技术包括指纹识别、面部识别、虹膜识别、声纹识别、静脉识别等。
2.生物特征融合技术
生物特征融合技术是将多种生物特征信息进行融合,提高识别准确性和可靠性的关键技术。
生物特征融合技术包括特征级融合、决策级融合和模型级融合等。
3.特征提取和选择技术
特征提取和选择技术是将生物特征信息转换为可用于识别的特征向量的关键技术。
特征提取和选择技术包括局部特征提取、全局特征提取、特征选择等。
4.分类器设计和优化技术
分类器设计和优化技术是将特征向量与标签进行匹配,进行分类的关键技术。
分类器设计和优化技术包括支持向量机、神经网络、决策树等。
5.安全性和可靠性保障技术
安全性和可靠性保障技术是多模态生物识别技术的重要保障。
安全性和可靠性保障技术包括防欺骗技术、数据加密技术、安全传输技术等。
总之,多模态生物识别技术是一种高精度、高可靠性的生物识别技术,其关键技术包括生物特征采集技术、生物特征融合技术、特征提取和选择技术、分类器设计和优化技术、安全性和可靠性保障技术等。
最经典的生物特征识别技术
最经典的生物特征识别技术生物特征识别技术利用个体的生理或行为特征进行身份认证。
以下是一些最经典和常见的生物特征识别技术:1.指纹识别:这是最古老和最广泛应用的生物特征识别技术之一。
通过分析指纹的形状、纹理和排列,可以建立独一无二的个体身份。
2.虹膜识别:虹膜是位于眼球前表面的彩色环形组织,其纹理和颜色是每个人独一无二的。
虹膜识别通过分析虹膜的纹理来验证身份。
3.人脸识别:利用人脸的特征,如眼睛、鼻子、嘴巴等,进行身份识别。
近年来,深度学习和神经网络技术的发展提高了人脸识别的准确性。
4.声纹识别:基于个体的语音和发音模式进行识别。
每个人的声音特征是独一无二的,可用于身份验证。
5.掌纹识别:利用手掌皮肤上的纹路和形状进行身份识别。
掌纹识别通常与指纹识别结合使用,提高了生物特征识别的准确性。
6.静脉识别:这种技术使用个体手指或手掌上的血管模式进行身份认证。
静脉模式较为稳定,且难以伪造。
7.步态识别:基于个体行走时的步态模式进行身份验证。
步态识别通常使用摄像头捕捉个体行走时的步伐和姿势。
8.心电图(ECG)识别:利用个体的心电图特征进行身份验证。
心电图是由心脏收缩和舒张产生的电信号,其模式在不同个体间是独特的。
9.DNA识别:DNA是每个人细胞中的基因信息载体,其序列在每个人身上是唯一的。
DNA识别通常用于法医学和亲缘鉴定。
这些生物特征识别技术在各种领域得到广泛应用,包括安全系统、金融服务、医疗保健等。
随着技术的不断发展,生物特征识别在提高安全性和方便性方面持续发挥着重要作用。
然而,也需要考虑隐私和伦理等问题,确保这些技术的合法和合理使用。
生物识别技术
4.1.3 生物识别技术特点及发展
能够用来鉴别身份的生物特征应该具有以下 特点:
广泛性:每个人都应该具有这种特征; 唯一性:每个人拥有的特征应该各不相同; 稳定性:所拥有的特征不随时间变化而发生 变化; 可采集性:所选择的特征应该便于测量。
第4章 生物识别技术
4.1 生物识别技术基础知识 4.2 生物识别技术的内容 4.3 生物识别技术应用比较 4.4 指纹识别系统的应用
生物(特征)识别技术(Biological feature recognition)是基于人的物理特征或行为特征 通过计算机予以辨识或认证的技术。
由于人体特征的不可复制性,这一技术的 安全性较传统的身份验证有很大的提高。
4.2.7 步态识别
步态是指人们行走时的方式,它提供了充 足的信息来识别人的身份。步态识别的输入是 一段行走的视频序列。
4.2.8 静脉识别
所有人的静脉都是不一样的。静脉识别技 术是通过红外线摄像机采集稳定的静脉图作为 数据仓库,当需要识别时利用静脉图采集器收 集静脉图,并通过与预先收集好的静脉图作比 较来达到识别的目的。
指纹识别的主要关键技术包括指纹图像增强、 特征提取、指纹分类和指纹匹配几个部分。
2. 指纹的固有特性
• 确定性; • 唯一性; • 可分类性。
3. 指纹识别算法
指纹特征有总体特征和局部特征。 (1) 总体特征(人眼可以直接观察到的特征) • 纹形,如图4-8;一般可分为三大类:环形 又称为斗形(Loop),弓形(Arch),螺旋形 (Whorl)。 • 模式区:包含总体特征的区域; • 核心点:位于指纹纹路的渐进中心; • 三角点:从核心点开始的第一个分叉点、断 点、转折处; • 纹数:模式区内指纹纹路的数量
生物特征识别中多模态生物信息融合
生物特征识别中多模态生物信息融合一、生物特征识别技术概述生物特征识别技术是一种利用人体固有的生理特征或行为特征来进行个人身份验证的技术。
随着科技的发展,生物特征识别技术在安全验证、身份认证等领域得到了广泛的应用。
生物特征识别技术的核心在于其唯一性和不易被复制的特性,使得其在安全性方面具有显著优势。
1.1 生物特征识别技术的核心特性生物特征识别技术的核心特性主要体现在以下几个方面:- 唯一性:每个人的生物特征都是独一无二的,如指纹、虹膜、面部等。
- 稳定性:生物特征在一定时间内具有较高的稳定性,不易发生显著变化。
- 难以伪造:生物特征难以被复制或伪造,提高了身份验证的安全性。
- 便捷性:生物特征识别技术操作简单,用户易于接受。
1.2 生物特征识别技术的应用场景生物特征识别技术的应用场景非常广泛,包括但不限于以下几个方面:- 安全验证:用于银行、政府机构等需要高安全性的场所。
- 身份认证:用于机场、车站等需要快速身份验证的场所。
- 智能家居:用于家庭安全系统,提高家庭的安全性。
- 医疗健康:用于病人身份识别,确保医疗信息的准确性。
二、多模态生物信息融合技术多模态生物信息融合技术是指将多种生物特征信息进行综合分析,以提高识别的准确性和可靠性。
随着技术的发展,单一的生物特征识别技术已经难以满足日益复杂的应用需求,多模态生物信息融合技术应运而生。
2.1 多模态生物信息融合技术的原理多模态生物信息融合技术的原理在于将不同的生物特征信息进行综合分析,通过算法优化,提高识别的准确性和可靠性。
常见的生物特征包括指纹、虹膜、面部、声音、步态等,每种特征都有其独特的优势和局限性。
2.2 多模态生物信息融合技术的关键技术多模态生物信息融合技术的关键技术包括以下几个方面:- 特征提取:从不同的生物特征中提取关键信息,为后续的融合分析提供基础。
- 特征匹配:将提取的特征进行匹配,确定其相似性和差异性。
- 融合算法:采用先进的算法对不同特征进行融合,提高识别的准确性。
生物识别技术概览
应用领域:安全系统、移动支付、门禁系统等
优势:高安全性、便捷性及广泛适用性
身份认证:通过生物识别技术进行身份核实,提高安全性
门禁系统:利用生物识别技术实现进出控制,提高安全性
移动支付:结合生物识别技术进行安全支付,提高便捷性
监控追踪:通过生物识别技术应用领域:从安全、金融到医疗、教育等
更多的传感器和设备支持:手机、智能家居等
更广泛的市场需求:全球化和多样化的发展趋势
更高的准确性和速度:借助人工智能和大数据技术
技术原理:基于计算机视觉技术,通过采集图像中的人脸信息进行特征提取和比对
定义:通过人脸识别技术对人类面部特征进行识别
应用场景:身份验证、安全监控、人机交互等
优势:非接触式、便捷性、准确性高
应用场景:金融、安防、智能设备等
发展现状:技术不断进步,应用越来越广泛
定义:利用虹膜的独特性进行身份识别
特点:高安全性、高精度、唯一性
静脉识别技术利用静脉血管的形态特征进行身份识别
静脉识别技术具有较高的准确性和稳定性
生物识别技术的优缺点
唯一性:每个人的生物特征都是独一无二的,难以伪造和冒充。
随身性:生物特征是每个人随身携带的,无需携带其他物理介质。
安全性:生物特征认证技术可以大大提高身份认证的安全性,减少身份被盗用等风险。
稳定性:生物特征通常不受环境、健康状况等因素影响,具有很高的稳定性。
定义:通过分析语音信号,提取个人特征,实现身份识别
应用场景:金融、安全等领域
技术优势:便捷、隐蔽、不易伪造
发展前景:随着语音识别技术的不断提升,声纹识别技术的应用范围也将越来越广泛
工作原理:通过红外线照射人体手腕,获取静脉分布图,再通过图像处理和比对完成身份识别
生物识别技术分类
生物识别技术分类
一、面部识别技术
面部识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。
用摄像机采集含有人脸的图像或视频流,并自动在图像中检测和跟踪人脸,进而对检测到的人脸图像采取一系列相关技术措施,包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、记忆存储和比对辨识,达到识别不同人的目的。
面部识别设备主要分析脸部形状和特征,这些特征包括眼、鼻、口、眉、脸的轮廓、形状和位置关系。
因亮度及角度和面部表情各不相同,使得面部识别非常复杂。
此外,面部识别系统对光线的直接照射——尤其是日光非常敏感,这种情况下错误拒绝率会大大上升,有些情况下甚至根本不可能进行识别。
面部识别技术
二、指纹识别技术
指纹是指人类手指上的条状纹路,它们的形成依赖于胚胎发育时的环境。
目前,许多国家都将指纹作为采集的个人信息数据存入身份识别数据库中,成为司法部门作身份鉴定的一种手段。
三、视网膜识别技术
视网膜识别原理是通过分析视网膜上的血管图案来区分每个人。
视网膜扫描是用低强度红外线照亮视网膜,以拍摄下主要血管构成的图像。
由于视网膜位于眼球的后面,因此采集过程需要用户高度配合,以保证正确的照亮和对准视网膜,并且要求站在2-3英尺的地方,保持静止1-2秒的时间。
更重要的是被辨识者对视网膜扫描技术的忧虑,担心会影响眼睛健康。
由于这些原因视网膜识别技术并未成为生物识别技术中的主流技术。
生物识别技术全解
17
面像识别技术
• 面像跟踪一般采用基于模型的方法或基于 运动与模型相结合的方法,另外,肤色模 型跟踪也不失为一种简单有效的手段。 面像比对从本质上讲是采样面像与库存面 像的依次比对并找出最佳匹配对象。因此, 面像的描述决定了面像识别的具体方法与 性能。目前主要有特征向量与面纹模板两 种描述方法.
14
面像识别技术
• 随着计算机技术的迅速发展,人们开发了 指纹识别、声音识别、掌形识别、签名识 别、眼纹(视网膜)识别等多种生物识别 技术,目前许多技术都己经成熟并得以应 用。而面像识别技术则是生物识别技术的 新秀,与其他识别技术相比较,面像识别 具有简便、准确、经济及可扩展性良好等 众多优势,可广泛应用于安全验证、监控、 出入口控制等多个方面。
大家好
1
生物识别技术
2
生物识别技术
• 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、脸象、红膜等)和 行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进 行个人身份的鉴定。
3
生物识别技术
• 传统的身份鉴定方法包括身份标识物品(如钥匙、 证件、ATM卡等)和身份标识知识(如用户名和 密码)但由于主要借助体外物,一旦证明身份的
融系统、公安追辑嫌疑犯、反恐怖斗争以及互联网中等 等。 • 在我国开展的“追逃”斗争,如果能利用面像识别技术, 则可大大提高工作效率,并能对犯罪分子产生极大的威慑 力量。使用面像识别系统只要在重要的车站、码头、机场、 海关出入口附近架设摄像机,系统即可在无人职守的状态 下,自动捕捉进、出上述场所的人员的头像,并通过计算 机网络将面像特征数据传送到计算机中心数据库,自动与 面像数据库中的逃犯面像比较,迅速准确地作出身份判断。 一旦发现吻合的头像,可以自动报警并记录。
常用的生物识别技术
常用的生物识别技术
生物识别技术是一种利用生物特征来识别个体的技术,它可以帮助我们实现安全认证、身份验证和访问控制等功能。
近年来,随着技术的发展,生物识别技术也取得了长足的进步,下面我们就来介绍一下常用的生物识别技术。
首先,指纹识别技术是最常用的生物识别技术之一,它可以通过检测指纹纹理来识别个体。
指纹识别技术具有准确性高、成本低、操作简单等优点,因此被广泛应用于安全认证、身份验证和访问控制等领域。
其次,虹膜识别技术是另一种常用的生物识别技术,它可以通过检测眼球虹膜纹理来识别个体。
虹膜识别技术具有准确性高、安全性高、操作简单等优点,因此也被广泛应用于安全认证、身份验证和访问控制等领域。
此外,人脸识别技术也是一种常用的生物识别技术,它可以通过检测人脸特征来识别个体。
人脸识别技术具有准确性高、安全性高、操作简单等优点,因此也被广泛应用于安全认证、身份验证和访问控制等领域。
最后,掌纹识别技术也是一种常用的生物识别技术,它可以通过检测掌纹纹理来识别个体。
掌纹识别技术具有准确性高、安全性高、操作简单等优点,因此也被广泛应用于安全认证、身份验证和访问控制等领域。
总之,指纹识别技术、虹膜识别技术、人脸识别技术和掌纹识别技术是目前最常用的生物识别技术,它们可以帮助我们实现安全认证、身份验证和访问控制等功能,为我们的生活带来更多的便利。
生物特征识别重点技术介绍
信息安全前沿——生物辨认技术随着科技水平旳日益提高,人们对信息安全也越来越注重,加密技术旳研究已经越来越成熟。
目前比较安全旳加密技术是量子加密技术。
但随着计算机技术旳发展,本来用一般计算机无法破解旳量子加密技术目前也可以通过高速量子计算机进行解密。
其她旳某些加密技术就更不安全了。
难道就没有一种极其安全旳加密技术了吗?有,就是接下来要简介旳加密技术——生物辨认技术。
生物辨认技术是一项新型旳加密技术,它和老式旳物理加密,电子加密技术、量子加密技术在原理上有很大旳不同。
网络信息化时代旳一大特性就是个人身份旳数字化和隐性化!如何精确鉴定一种人旳身份,保护信息安全是当今信息化时代必须解决旳一种核心性社会问题!目前国内旳多种管理大部分使用证件、磁卡、IC卡和密码,这些手段无法避免伪造或遗失,密码也很容易被窃取或遗忘!这些都给管理者和使用者带来很大不以便!生物特性身份鉴别措施可以避免这些麻烦!因此,这一技术已成为身份鉴别领域旳研究热点! 所谓生物特性辨认技术就是:通过计算机与多种传感器和生物记录学原理等高科技手段密切结合,运用人体固有旳生理特性和行为特性,来进行个人身份旳鉴定!生理特性与生俱来,多为先天性旳;行为特性则是习惯使然,多为后天性旳!将生理和行为特性统称为生物特性! 并非所有旳生物特性都可用于个人旳身份鉴别!身份鉴别可运用旳生物特性必须满足如下几种条件:第一,普遍性:即必须每个人都具有这种特性!第二,唯一性:即任何两个人旳特性是不同样旳!第三,可测量性:即特性可测量!第四,稳定性:即特性在一段时间内不变化!固然在应用过程中还要考虑其她旳实际因素例如:辨认精度、辨认速度、对人体无伤害、被辨认者旳接受性等等!目前常用旳生物特性有、人脸辨认、虹膜辨认、手形辨认、指纹辨认、掌纹辨认、签名辨认、声音辨认等;常用旳行为特性有步态、签名等!声纹兼具生理和行为旳特点,介于两者之间!下面将分别简介多种生物特性辨认技术:(一)基于生理特性旳辨认技:1、指纹辨认:指纹辨认技术是通过取像设备读取指纹图像,然后用计算机辨认软件分析指纹旳全局特性和指纹旳局部特性,特性点如嵴、谷、终点、分叉点和分歧点等。
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生物识别的十大关键技术解析
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:
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、活体检测技术
为了防止恶意者伪造和窃取他人的生物特征用于身份认证,生物识别系统必须具有活体检测功能,即判别向系统提交的生物特征是否来自有生命的个体。
一般生物特征的活体判别技术利用的是人们的生理特征,例如活体指纹检测可以基于手指的温度、排汗、导电性能等信息,活体人脸检测可以基于头部的移动、呼
吸、红眼效应等信息,活体虹膜检测可以基于虹膜振颤特性、睫毛和眼皮的运动信息、瞳孔对可见光源强度的收缩扩张反应特性等。
此外,基于生物特征图像的光谱学信息也是进行活体检测的有效途径。
例如打印的图像会形成有规律的纸质纹理特征,可以用频谱特征进行检测。
此外,还可以通过人机互动的形式检测生物特征的活体特性;使用多模态生物特征识别系统也可以提高伪造的难度。
从现有的技术水平看,活体检测功能一直是生物识别系统的薄弱环节,已经有研究人员使用伪造的指纹和人脸攻破了现有的系统,引发了有些用户对生物识别技术的信任危机。
所以活体检测技术将是生物识别系统进入高端安全应用的最大瓶颈。
3、生物特征信号质量评价技术
在自动身份识别系统中,生物特征一般是以连续的视频流或者音频流的形式进行获取。
由于有效的生物特征采集范围总是有限的,再加上人的运动、姿态变化等因素,传输到计算机的生物特征信号大部分都是不合格的。
而高质量的生物特征信号是进行特征表达和身份识别的基础,低质量的生物特征信号有可能引起错误接收或错误拒绝,降低系统的稳定性和鲁棒性(系统的健壮性),浪费大量的计算资源在无效的生物特征信号处理上。
生物特征信号的质量评价可看做一个两类模式识别问题——将采集到的生物特征分为合格和不合格两种情况。
如果要对合格信号量化打分,还要将评价指标定量化。
生物特征信号的质量评价问题是一个比较困难的问题,因为造成特征信号质量差的原因千差万别,即负样本的种类太多,不胜枚举,很难设计一个分类器将所有的正负样本区分开。
需要通过质量评价来过滤的低质量生物特征一般包括存在离焦模糊或运动模糊的图像,信噪比太低的信号,遮挡的图像等。
一般可以从空域和频域两个角度出发去设计质量评价算法。
4、生物信号的定位与分割技术
从生物特征获取装置采集得到的原始信号一般不仅包括生物特征本身,还包括背景信息,例如原始的虹膜图像中包括虹膜、瞳孔、巩膜、眼皮和睫毛等多个区域,真正能有效鉴别人们身份的图像内容也就在虹膜区域。
所以必须从原始信号中分割出感兴趣内容进行特征提取。
定位和分割算法一般都是基于生物特征在图像结构和信号分布方面的先验知识。
例如人脸检测就是要从图像中找到并定位人脸区域,一直是计算机视觉领域的研究热点。
5、生物特征信号增强技术
得到了分割后的特征区域后,有的生物特征识别方法需要在特征提取前对感兴趣区域进行增强,主要目的包括去噪和凸显特征内容。
例如人脸和虹膜图像一般用直方图均衡化的方法增强图像信息的对比度;指纹一般用频域的方法得到脊线分布的频率和方向特征后进行纹路增强;对于比较模糊的生物特征信号,可以考虑使用超分辨率的方法或者逆向滤波的方法进行增强。
6、生物特征信号的校准技术
为了克服不同时刻采集的生物特征信号之间的平移、尺度和旋转变换,需要将参与比对的两个生物特征进行对齐。
有的生物特征校准在特征提取之前完成,例如常用主动形状模型(ActiveShapeModel)和主动表观模型(ActiveAppearanceModel)进行人脸对齐;有的生物特征校准的过程就是特征匹
配的过程。
生物特征信号的校准结果对于识别精度的影响很大,所以也有学者认为生物特征识别最重要的问题是校准技术。
7、生物特征表达与抽取技术
对于生物特征识别,不管是外行还是内行,人们首先想到的问题就是:机器是用什么特征进行身份识别的?什么是生物特征信号中凸现个性化差异的本质特征?这就是生物识别的基本的、原理性的问题。
对于这个问题在个别的生物特征识别领域得到了共识,例如指纹识别,大家都公认细节点(包括末梢点和分叉点)是描述指纹特征的最佳表达方式,所以国际上就有统一的基于细节点信息的指纹特征模板交换标准,给不同厂商的指纹识别系统的兼容性和数据交换带来了便利。
但是在其他生物识别领域,例如人脸、虹膜、掌纹等领域研究人员还在不断探索最佳的特征表达模型。
虽然这些领域的特征表达方法的种类繁多,部分算法也已经取得了很好的识别性能,但是人脸识别、虹膜识别、掌纹识别的根本问题——“什么是人脸、虹膜或掌纹图像的本质特征及其有效表达?”一直没有得到权威和普遍认同的回答。
这是因为每个人脸、虹膜和掌纹图像的特征表达方法都是基于某种信号处理方法或者某个计算机视觉或者某个模式识别的理论,“公说公有理,婆说婆有理”,大家对于这些图像的本质特征表达还没有进行深入的研究。
现在生物特征表达领域的流行趋势是把各种经典的或者新提出的图像分析方法依次去试,有点撞大运的感觉,产生这种现象的根源是大家没有基础理论的指导,不知道向哪个方向努力好。
由于各种方法各自为“政”,造成生物特征模板的数据交换格式难以统一和标准化。
例如人脸、虹膜和掌纹的数据交换标准只能基于图像,这是因为大家找不到一个统一的、权威的图像特征表达方法。
8、生物特征的匹配技术
特征匹配就是计算两个生物特征样本的特征向量之间的相似度。
图匹配算法也在指纹细节点模式、人脸模式、虹膜斑块模式的相似性度量中得到成功应用。
9、生物特征数据库检索与分类技术
随着生物特征识别技术在人类日常生活中的普及,使用人数的增长必然导致生物特征数据库的不断扩大。
这种规模的扩大不仅仅表现在数据存储量的扩大,还表现在从数据库中搜索某一条记录所耗费的时间的增加。
例如在一对多的超大规模(如一个城市、一个国家、一个行业的人群)生物识别应用中,完成一次识别的时间的长度将会让人无法忍受。
这是任何一项成熟的生物识别技术从小规模应用向大规模应用转化时不可避免的问题。
10、生物特征识别系统的性能评价
迄今为止,任何的生物特征识别系统或者方法都有出错的可能。
对系统的识别精度给出客观、准确的评估其实是一个很复杂的问题,它受测试样本的数量、
质量、评估指标等因素的影响,但是这对应用单位和司法部门却是一个很关注的焦点问题。
所以生物特征识别方法的性能测评已成为生物特征识别研究的一个重要方向。
对于1∶1比对的身份验证系统,错误有两种情况:一是把不同人的生物特征识别为同一类,称为错误接收;另一种可能是把同一人的生物特征识别为不同类,称为错误拒绝。
为了使生物识别技术在安全性要求较高的场合得到应用,除了算法设计外,保护系统自身的安全性、提高对各种黑客攻击的抵抗能力也很重要。
为了提高识别系统的安全程度,对生物特征数据、特征模板和应用程序采取加密、数字签名、加时间戳等方法将是一个可行的研究方向。