生物識別技術(shù)應用分析大探討
2023/10/20 9:18:36點(diǎn)擊:
指紋
指紋是指人類(lèi)手指上的條狀紋路,它們的形成依賴(lài)于胚胎發(fā)育時(shí)的環(huán)境。目前,許多國家都將指紋作為官方采集的個(gè)人信息數據存入身份識別數據庫中,成為司法部門(mén)作身份鑒定的一種手段。
作為最傳統、最成熟的生物鑒定技術(shù),指紋有以下兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn):穩定性,從胎兒在6個(gè)月時(shí)指完全形成到人死后尸體腐爛,指紋的紋線(xiàn)類(lèi)型、結構、統計特征的總體分布等始終沒(méi)有明顯變化;獨特性,至今還找不出兩個(gè)指紋完全相同的人。
指紋比對通常采用特征點(diǎn)法,抽出指紋上凸狀曲線(xiàn)的分歧或指紋中切斷的部分(端點(diǎn))等特點(diǎn)來(lái)識別。最近幾年,隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展,指紋自動(dòng)識別的性能已有很大提高,通常情況下,識別一般只需1秒左右,錯誤拒絕發(fā)生率小于2%,錯誤接受發(fā)生率小于0.0001%。
但是,為了提高可靠性,指紋識別設備對手的擺放位置有一定的要求,此外,系統對手指的實(shí)際情況也有一定要求,對臟手指或干手指的識別率會(huì )降低。
對最終用戶(hù)而言,由于目前很多地方指紋已經(jīng)作為個(gè)人信息輸入到官方的身份數據庫中,在倍加信門(mén) 禁 系統中使用,如果管理不善,有泄漏個(gè)人信息的風(fēng)險。
掌形
掌形識別是上世紀八十年代興起的一種技術(shù),對于掌形進(jìn)行識別的設備是建立在對人手的幾何外形進(jìn)行三維測量的基礎上的。因為每個(gè)人的手形都不一樣,所以可以作為識別的條件。主要通過(guò)確定人手的幾個(gè)外形上的特征,包括手掌的長(cháng)度、寬度、厚度和表面積以及手指在不同部位的寬度、手指的長(cháng)度、手指的厚度和手指彎曲部分的曲率等來(lái)實(shí)現識別功能。這些數據提供了一套獨特的組合關(guān)系,保證了識別的快速、準確、可靠。
通常情況下,掌形識別設備錯誤拒絕發(fā)生率約為0.03%,而錯誤接受發(fā)生率為0.1%,系統完成一次識別只需要1秒鐘。
指靜脈
指靜脈識別是一種利用近紅外線(xiàn)照射活體人手指靜脈,通過(guò)取得靜脈圖像并進(jìn)行編碼、認證的技術(shù)。醫學(xué)研究證明,人類(lèi)手指靜脈的形狀具有唯一性和穩定性,即每個(gè)人的手指靜脈圖像都不相同,同一個(gè)人不同的手指的靜脈圖像也不相同;健康成年人的靜脈形狀不再發(fā)生變化,這就為指靜脈識別提供了醫學(xué)依據。與指紋識別技術(shù)相比,其隱藏在身體內部,且要求活體指靜脈,所以被復制或者盜用的機會(huì )很小,被檢者心理抗拒性低,受生理和環(huán)境因素的影響小,克服了皮膚干燥、油污、灰塵、皮膚表面異常等因素,原始靜脈影像從被捕獲到數字化處理,整個(gè)過(guò)程不到1秒,并具可觸發(fā)的高準確識別率(錯誤拒絕發(fā)生率約為0.01%,錯誤接受發(fā)生率約為0.0001%)等多項重要的特點(diǎn),使它在高度安全和使用便捷上遠勝于指紋識別技術(shù)。
視網(wǎng)膜
視網(wǎng)膜識別原理是通過(guò)分析視網(wǎng)膜上的血管圖案來(lái)區分每個(gè)人。視網(wǎng)膜掃描是用低強度紅外線(xiàn)照亮視網(wǎng)膜,以拍攝下主要血管構成的圖像。由于視網(wǎng)膜位于眼球的后面,因此采集過(guò)程需要用戶(hù)高度配合,以保證正確的照亮和對準視網(wǎng)膜,并且要求站在2-3英尺的地方,保持靜止1-2秒的時(shí)間。更重要的是被辨識者對視網(wǎng)膜掃描技術(shù)的憂(yōu)慮,擔心會(huì )影響眼睛健康。由于這些原因視網(wǎng)膜識別技術(shù)并未成為生物識別技術(shù)中的主流技術(shù)。
虹膜
虹膜是瞳孔周?chē)沫h(huán)狀顏色組織,它有豐富而各不相同的紋理圖案,構成了虹膜識別的基礎。虹膜的形成由遺傳基因決定,人體基因表達決定了虹膜的形態(tài)、生理、顏色和總的外觀(guān)。到二歲左右,虹膜就基本上發(fā)育到了足夠尺寸,進(jìn)入了相對穩定的時(shí)期。除極少見(jiàn)的反常狀況、身體或精神上大的創(chuàng )傷造成虹膜外觀(guān)上的改變外,虹膜形貌可以保持數十年沒(méi)有多少變化,另外,由于虹膜的外部有透明的角膜將其與外界相隔離,因此,發(fā)育完全的虹膜不易受到外界的傷害而產(chǎn)生變化。虹膜識別技術(shù)是通過(guò)一種近似紅外線(xiàn)的光線(xiàn)對虹膜圖案進(jìn)行掃描成像,并通過(guò)圖案像素位的異或操作來(lái)判定相似程度。虹膜識別過(guò)程首先需要把虹膜從眼睛圖像中分離出來(lái),再進(jìn)行特征分析,理論上找到兩個(gè)完全相同的虹膜的概率是120萬(wàn)分之一,這也是目前已知的所有生物識別技術(shù)中最為精確的。
虹膜識別因為設備復雜,掃描距離短,以及使用者心理上對健康的擔心,而未能在民用市場(chǎng)大量使用。
面部
面部識別是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)。用攝像機采集含有人臉的圖像或視頻流,并自動(dòng)在圖像中檢測和跟蹤人臉,進(jìn)而對檢測到的人臉圖像采取一系列相關(guān)技術(shù)措施,包括人臉圖像采集、人臉定位、倍加信人 臉 識 別預處理、記憶存儲和比對辨識,達到識別不同人的目的。
面部識別設備主要分析臉部形狀和特征,這些特征包括眼、鼻、口、眉、臉的輪廓、形狀和位置關(guān)系。因亮度及角度和面部表情各不相同,使得面部識別非常復雜。此外,面部識別系統對光線(xiàn)的直接照射尤其是日光非常敏感,這種情況下錯誤拒絕率會(huì )大大上升,有些情況下甚至根本不可能進(jìn)行識別。
指紋是指人類(lèi)手指上的條狀紋路,它們的形成依賴(lài)于胚胎發(fā)育時(shí)的環(huán)境。目前,許多國家都將指紋作為官方采集的個(gè)人信息數據存入身份識別數據庫中,成為司法部門(mén)作身份鑒定的一種手段。
作為最傳統、最成熟的生物鑒定技術(shù),指紋有以下兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn):穩定性,從胎兒在6個(gè)月時(shí)指完全形成到人死后尸體腐爛,指紋的紋線(xiàn)類(lèi)型、結構、統計特征的總體分布等始終沒(méi)有明顯變化;獨特性,至今還找不出兩個(gè)指紋完全相同的人。
指紋比對通常采用特征點(diǎn)法,抽出指紋上凸狀曲線(xiàn)的分歧或指紋中切斷的部分(端點(diǎn))等特點(diǎn)來(lái)識別。最近幾年,隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展,指紋自動(dòng)識別的性能已有很大提高,通常情況下,識別一般只需1秒左右,錯誤拒絕發(fā)生率小于2%,錯誤接受發(fā)生率小于0.0001%。
但是,為了提高可靠性,指紋識別設備對手的擺放位置有一定的要求,此外,系統對手指的實(shí)際情況也有一定要求,對臟手指或干手指的識別率會(huì )降低。
對最終用戶(hù)而言,由于目前很多地方指紋已經(jīng)作為個(gè)人信息輸入到官方的身份數據庫中,在倍加信門(mén) 禁 系統中使用,如果管理不善,有泄漏個(gè)人信息的風(fēng)險。
掌形
掌形識別是上世紀八十年代興起的一種技術(shù),對于掌形進(jìn)行識別的設備是建立在對人手的幾何外形進(jìn)行三維測量的基礎上的。因為每個(gè)人的手形都不一樣,所以可以作為識別的條件。主要通過(guò)確定人手的幾個(gè)外形上的特征,包括手掌的長(cháng)度、寬度、厚度和表面積以及手指在不同部位的寬度、手指的長(cháng)度、手指的厚度和手指彎曲部分的曲率等來(lái)實(shí)現識別功能。這些數據提供了一套獨特的組合關(guān)系,保證了識別的快速、準確、可靠。
通常情況下,掌形識別設備錯誤拒絕發(fā)生率約為0.03%,而錯誤接受發(fā)生率為0.1%,系統完成一次識別只需要1秒鐘。
指靜脈
指靜脈識別是一種利用近紅外線(xiàn)照射活體人手指靜脈,通過(guò)取得靜脈圖像并進(jìn)行編碼、認證的技術(shù)。醫學(xué)研究證明,人類(lèi)手指靜脈的形狀具有唯一性和穩定性,即每個(gè)人的手指靜脈圖像都不相同,同一個(gè)人不同的手指的靜脈圖像也不相同;健康成年人的靜脈形狀不再發(fā)生變化,這就為指靜脈識別提供了醫學(xué)依據。與指紋識別技術(shù)相比,其隱藏在身體內部,且要求活體指靜脈,所以被復制或者盜用的機會(huì )很小,被檢者心理抗拒性低,受生理和環(huán)境因素的影響小,克服了皮膚干燥、油污、灰塵、皮膚表面異常等因素,原始靜脈影像從被捕獲到數字化處理,整個(gè)過(guò)程不到1秒,并具可觸發(fā)的高準確識別率(錯誤拒絕發(fā)生率約為0.01%,錯誤接受發(fā)生率約為0.0001%)等多項重要的特點(diǎn),使它在高度安全和使用便捷上遠勝于指紋識別技術(shù)。
視網(wǎng)膜
視網(wǎng)膜識別原理是通過(guò)分析視網(wǎng)膜上的血管圖案來(lái)區分每個(gè)人。視網(wǎng)膜掃描是用低強度紅外線(xiàn)照亮視網(wǎng)膜,以拍攝下主要血管構成的圖像。由于視網(wǎng)膜位于眼球的后面,因此采集過(guò)程需要用戶(hù)高度配合,以保證正確的照亮和對準視網(wǎng)膜,并且要求站在2-3英尺的地方,保持靜止1-2秒的時(shí)間。更重要的是被辨識者對視網(wǎng)膜掃描技術(shù)的憂(yōu)慮,擔心會(huì )影響眼睛健康。由于這些原因視網(wǎng)膜識別技術(shù)并未成為生物識別技術(shù)中的主流技術(shù)。
虹膜
虹膜是瞳孔周?chē)沫h(huán)狀顏色組織,它有豐富而各不相同的紋理圖案,構成了虹膜識別的基礎。虹膜的形成由遺傳基因決定,人體基因表達決定了虹膜的形態(tài)、生理、顏色和總的外觀(guān)。到二歲左右,虹膜就基本上發(fā)育到了足夠尺寸,進(jìn)入了相對穩定的時(shí)期。除極少見(jiàn)的反常狀況、身體或精神上大的創(chuàng )傷造成虹膜外觀(guān)上的改變外,虹膜形貌可以保持數十年沒(méi)有多少變化,另外,由于虹膜的外部有透明的角膜將其與外界相隔離,因此,發(fā)育完全的虹膜不易受到外界的傷害而產(chǎn)生變化。虹膜識別技術(shù)是通過(guò)一種近似紅外線(xiàn)的光線(xiàn)對虹膜圖案進(jìn)行掃描成像,并通過(guò)圖案像素位的異或操作來(lái)判定相似程度。虹膜識別過(guò)程首先需要把虹膜從眼睛圖像中分離出來(lái),再進(jìn)行特征分析,理論上找到兩個(gè)完全相同的虹膜的概率是120萬(wàn)分之一,這也是目前已知的所有生物識別技術(shù)中最為精確的。
虹膜識別因為設備復雜,掃描距離短,以及使用者心理上對健康的擔心,而未能在民用市場(chǎng)大量使用。
面部
面部識別是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)。用攝像機采集含有人臉的圖像或視頻流,并自動(dòng)在圖像中檢測和跟蹤人臉,進(jìn)而對檢測到的人臉圖像采取一系列相關(guān)技術(shù)措施,包括人臉圖像采集、人臉定位、倍加信人 臉 識 別預處理、記憶存儲和比對辨識,達到識別不同人的目的。
面部識別設備主要分析臉部形狀和特征,這些特征包括眼、鼻、口、眉、臉的輪廓、形狀和位置關(guān)系。因亮度及角度和面部表情各不相同,使得面部識別非常復雜。此外,面部識別系統對光線(xiàn)的直接照射尤其是日光非常敏感,這種情況下錯誤拒絕率會(huì )大大上升,有些情況下甚至根本不可能進(jìn)行識別。
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