生物特征识别技术讲解

专业文献综述

题目: 生物特征识别技术综述姓名: 闫少博

学院: 信息科学技术学院

专业: 计算机科学与技术

班级: 计科121班

学号: 19212107

指导教师: 伍艳莲职称: 副教授

2015 年6 月19 日

南京农业大学教务处制

生物特征识别技术综述

作者：闫少博指导老师：伍艳莲

摘要：生物特征识别技术是利用人体所固有的生物特征来进行个人身份认定的技术。本文不仅分析了生物特征识别技术的工作模式和发展现状，分析了基于生理特征和行为特征的各种生物特征识别方法及其应用进展过程，指出了生物特征识别技术的发展趋势。也对于各种生物特征识别技术的基本原理和一些关键技术进行了简要的说明, 对每种生物特征

的优势和不足进行了分析, 并对生物特征识别技术中存在的问题和未来的研究方向进行

了讨论，并且表达了自己对于生物特征识别的理解和认识。

关键词：生物特征识别；生理特征；行为特征

A Survey of Biometric Recognition Technology Information

Author: YAN Shao-bo Tutor: WU Yan-lian (Nanjing Agricultural University, College of Information Science and Technology, Jiangsu Nanjing 210095)

Abstract: Biometric identification technology is the use of human biological characteristics to identify the personal identity of the technology. In this paper, not only analysis the work mode and the development of biometric identification technology, and the biological characteristics identification method based on physiological characteristics and behavioral characteristics, pointed out the development trend of biometric identification technology. but also explain biometric identification technology is the basic principle and some key techniques ,analysis the advantages and disadvantages of each biological characteristics , and discussion the existing biometric identification technology issues and directions for future research.

Key words: biological characteristics recognition；physiological characteristics；behavioral characteristics

随着社会的不断发展与现代化，人们的生活变得更加丰富多彩起来，在我们生活中许许多多的地方都要用到身份识别这种技术，所谓身份识别就是我们在进行某一种特定的活动时所需要进行的一种出于安全考虑的特殊步骤，而人类作为一种特殊的生物，这也就可以把身份识别归结到我们的生物特征识别中来。

1.生物特征识别技术的认识以及生物特征识别系统的标准

生物特征识别技术，从字面上的含义就是利用人体所固有的生物特征进行个人身份认定的技术，但是我们要知道并非所有的生物特征都可用于个人的身份识别，因为能用于身份识别的生物特征必须满足几个条件：普遍性；唯一性；可测量性；稳定性。普遍性就是每个人都有的特征，唯一性就是任何两个人的这种特征是不一样的，可测量性就是这种特征是可以测量的，稳定性就是这种特征在一段时间内能够保持不变。以上四点是某种生物特征能否用于人身份识别的基本条件。

生物特征识别技术之所以可以运用到我们大家的生活中去是因为这是一个已经形成

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系统的成熟的技术，生物特征识别系统由四部分组成，包括传感器，特征提取，匹配器，系统数据库。四个部分紧密联系相互配合，非常高效的完成我们的特征识别工作。

当然我们都知道，我们的一个系统形成以后并不是满足了上面的特性以及拥有了所有的原件就是可行的，我们还需要考虑很多的问题，比如：我们系统的性能：包括识别的准确性、运行的持久性等等，人们的可接受性：人们是否可以接受这种新兴的事物？对于欺骗的方法是否能够做出应有的反应等等还有很多我们需要考虑的东西，这些都会直接影响到我们的系统是否可以正常的运行，以及是否可以进行大范围的推广的关键所在，所以这些也就成为了我们生物识别系统形成标准。我大概把系统可以正常运作的标准归结为三点：(1)在合理的资源需求下实现可接受的识别准确性和速度;(2)对人没有伤害而且可为人们所接受;(3)对各种欺诈方法有足够的鲁棒性[1].

2.两大类生物特征识别技术

经过较长时间的参阅各种资料我发现，现在通常将我们的特征识别分为这么两种：基于生理特征识别和基于行为特征识别。两种识别技术都有自己的的特别之处，也有着较为相似的地方，下面我们就来看看这两种特征识别。

2.1基于生理特征的生物识别技术

所谓生理特征，无非就是我们人生下来之后就不会变化的一些自己特有的特征，包括DNA，指纹，体味，虹膜等等一系列我们天生就拥有的东西。而这些我们不变的东西往往是最好也是最容易辨别我们个人身份的特征，所以现在发展较为成熟的生物识别技术大多都是生理特征方面的。下面我就举其中的几个例子来进行基本的说明。

2.1.1指纹识别

指纹识别是最早的也是现在发展的最完善的生物特征识别技术，在生活中指纹识别非常的常见，很多人在用的苹果手机也一样运用了指纹识别的技术。其实所谓的指纹识别，核心的内容就是指纹匹配，用过苹果手机的人都知道，用来解锁的指纹识别首先就要进行的是指纹的录入，也就是对于你的指纹进行记录，用专业的术语来说就是进行指纹的特征提取。而后存入到系统的数据库中，下次当用户再想打开手机屏幕的时候，就从数据库中调出所存入的指纹进行匹配，进而进行决策是否为你打开手机屏幕，这个叫做匹配决策。其实在每次进行指纹识别的时候都要进行特征的提取以用于跟数据库中的已存数据进行对比。这就是我们现在所运用最广泛的指纹识别。

2.1.2虹膜识别

我们在很多电视跟电影里面都看见过类似的场景，就是在美国那些设计到国家安全机密的机构中进出一些比较核心的地方人们都会将眼睛靠在一个粘在墙上的仪器上面进行身份识别，从而打开那道门。这就是我现在要说的虹膜识别。说到虹膜我先要解释一下这是个什么器官。虹膜是位于眼睛黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，总体上呈现一种由里到外的放射状结构,包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等细节特征 ,这些特征在出生之前以随机组合的方式确定下来 ,一旦形成终生不变。所以虹膜识别就是利用虹膜的这种终身不变性跟人人之间的差异性来进行身份识别的。虹膜识别其实是利用算法来完成的，其算法内容包括虹膜定位，虹膜编码，跟匹配决策三个阶段，其中虹膜编码又称为模式表达。典型的算法是利用虹膜内外边界近似环形的特性来搜索虹膜的内外边界。何家峰等提出一种两步定位法 ,即先利用灰度投影量进行粗定位 ,再利用圆形模板进行精定位 ,提高了定位的准确度和速度。虹膜识别虽然精确，但是毕竟对人类的身体健康还是会有一定影响的，这点也就远不如指纹识别要更加被人们所接受。

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