详解指纹识别声音识别虹膜识别等六种生物识别技术原理.docVIP

详解指纹识别声音识别虹膜识别等六种生物识别技术原理.doc

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所谓生物辨认技术就是,通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物记录学原理等高科技手段密切结合,运用人体固有的生理特性,(如指纹、脸象、虹膜等)和行为特性(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。

生物辨认技术重要是指通过人类生物特性进行身份认证的一种技术,人类的生物特性通常具有唯一性、可以测量或可自动辨认和验证、遗传性或终身不变等特点,因此生物辨认认证技术较传统认证技术存在较大的优势。

指纹辨认

原理

指纹是手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹路。尽管指纹只是人体皮肤的小部分,但是,它蕴涵着大量的信息。指纹特性可分为两类:总体特性和局部特性。

总体特性指那些用人眼直接就可以观测到的特性,涉及基本纹路图案、模式区、核心点、三角点、式样线和纹线等。基本纹路图案有环形、弓形、螺旋形。

局部特性即指纹上节点的特性,这些具有某种特性的节点称为特性点。两枚指纹经常会具有相同的总体特性,但它们的局部特性——特性点,却不也许完全相同。指纹上的特性点,即指纹纹路上的终结点、分叉点和转折点。

指纹辨认技术通常使用指纹的总体特性如纹形、三角点等来进行分类,再用局部特性如位置和方向等来进行用户身份辨认。

通常,一方面从获取的指纹图像上找到“特性点”(minutiae),然后根据特性点的特性建立用户活体指纹的数字表达——指纹特性数据(一种单向的转换,可以从指纹图像转换成特性数据但不能从特性数据转换成为指纹图像)。

由于两枚不同的指纹不会产生相同的特性数据,所以通过对所采集到的指纹图像的特性数据和存放在数据库中的指纹特性数据进行模式匹配,计算出它们的相似限度,最终得到两个指纹的匹配结果,根据匹配结果来鉴别用户身份。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。

优点

1)指纹是人体独一无二的特性,并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特性。

2)假如想要增长可靠性,只需登记更多的指纹,鉴别更多的手指,最多可以达成十个,而每一个指纹都是独一无二的。

3)扫描指纹的速度不久,使用非常方便。

4)读取指纹时,用户必须将手指与指纹采集头互相接触,与指纹采集头直接接触是读取人体生物特性最可靠的方法,这也是指纹辨认技术可以占领大部分市场的一个重要因素。

5)指纹采集头可以更加小型化,并且价格会更加低廉。

缺陷

1)某些人或某些群体的指纹由于指纹特性很少,故而很难成像。

2)过去由于在犯罪记录中使用指纹,使得某些人胆怯“将指纹记录在案”。然而,事实上现在的指纹鉴别技术都可以保证不存储任何具有指纹图像的数据,而只是存储从指纹中得到的加密的指纹特性数据。

3)每一次使用指纹时都会在指纹采集头上留下用户的指纹印痕,而这些指纹痕迹存在被用来复制指纹的也许性。

可见,指纹辨认技术是目前最方便、可靠、非侵害和价格便宜的生物辨认技术解决方案,市场应用有着很大的潜力。

声音辨认

原理

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。人类语言的产生是人体语言中枢与发音器官之间一个复杂的生理物理过程,人在发言时使用的发声器官--舌、牙齿、喉头、肺、鼻腔在尺寸和形态方面每个人的差异很大,所以任何两个人的声纹图谱都有差异。每个人的语音声学特性既有相对稳定性,又有变异性,不是绝对的、一成不变的。

这种变异可来自生理、病理、心理、模拟、伪装,也与环境干扰有关。尽管如此,由于每个人的发音器官都不尽相同,因此在一般情况下,人们仍能区别不同的人的声音或判断是否是同一人的声音。

优缺陷

声纹辨认的应用有一些缺陷,比如同一个人的声音具有易变性,易受身体状况、年龄、情绪等的影响;比如不同的麦克风和信道对辨认性能有影响;比如环境噪音对辨认有干扰;又比如混合说话人的情形下人的声纹特性不易提取……。尽管如此,与其他生物特性相比,声纹辨认的应用有一些特殊的优势:

1)蕴含声纹特性的语音获取方便、自然,声纹提取可在不知不觉中完毕,因此使用者的接受限度也高;

2)获取语音的辨认成本低廉,使用简朴,一个麦克风即可,在使用通讯设备时更无需额外的录音设备;

3)适合远程身份确认,只需要一个麦克风或电话、手机就可以通过网路(通讯网络或互联网络)实现远程登录;

4)声纹辨认和确认的算法复杂度低;

5)配合一些其他措施,如通过语音辨认进行内容鉴别等,可以提高准确率;……等等。这些优势使得声纹辨认的应用越来越收到系统开发者和用户青睐,声纹辨认的世界市场占有率15.8%,仅次于指纹和掌纹的生物特性辨认,并有不断上升的趋势。

视网膜辨认

视网膜是眼睛底部的血液细胞层。视网膜扫描是采用低密度的红外线去捕获视网膜的独特特性,血液细胞的唯一模式就因此被捕获下来。

视网膜是一些位于眼球后部十分细小的神经(一英寸的1/50),它是人眼感受光线并将信息通过视神经传给大脑的重要

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