常見的生物識別技術

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常見的生物識別技術范文第1篇

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.

關鍵詞： 生物識別；指紋；人臉；虹膜

Key words： biometric identification techniques；Fingerprint；Face；Iris

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）30-0213-02

0 引言

身份認證早在很久之前就出現在了人類社會生活中。身份證、護照、密碼等這類傳統的身份認證方法有許多的弊端，如：不容易攜帶、造假、容易丟失、密碼會被破解等種種問題，在安全性和可靠性上的漏洞非常大，這樣就為方便、有效、安全的身份認證技術的出現埋下了伏筆，生物識別技術應運而生。每個人所固有的生物特征都是唯一的，并且在一定時期內具有是穩定不變的，同時不會丟失、很難偽造和假冒，所以，這是一種終極的身份認證媒介[1]。

1 生物識別技術

我們可以這樣定義生物識別技術，在計算機技術的協助下，通過采集人的生物特征樣本進行人的身份識別。生物特征又包括生理特征和行為特征兩個方面。生理特征是人與生俱來的，多為先天性的，相對而言穩定性比較強，現在應用到的生理特征有：指紋、人臉、手血管[2]等。行為特征是人后天形成的，主要包括人的聲音、筆跡、以及步態識別等，隨著主體狀態和環境的變化在一定程度上也發生變化。兩者比較，生理特征在生物識別領域更具有應用價值。生物識別技術的實現需要提取生物特征，然后對其進行進行比對，基本的要求就是這些生物特征需具有唯一性或非共同性。

1.1 指紋識別 指紋識別技術是應用最早、最廣泛和最成熟的生物特征身份鑒別方法。指紋是指手指末端正面皮膚上凸凹不平產生的紋路，每個人指紋紋路在圖案、斷點和交叉點上都是存在差異的，是唯一的并且永遠都是原來的樣子。指紋分類的實現方法基本上分為基于神經網絡的分類方法、基于奇異點進行分類的方法、語法分析的方法和其他的方法這4類[3]。

指紋識別的優點有：具有比較悠久的研究歷史，技術上比較成熟；指紋圖像提取設備小巧；與同類產品相比，它成本是不高的。缺點有：指紋識別是物理接觸式的，具有侵犯性；指紋易磨損，某些人不宜提取，另外在指紋采集頭上留下用戶的指紋印痕容易被復制。

1.2 虹膜識別 眼睛的外觀圖包括鞏膜、虹膜、瞳孔三部分。眼球的白色部分叫鞏膜，大約占眼睛的30%；眼睛中心是瞳孔，約占5%；在鞏膜和瞳孔之間的是虹膜，由相當復雜的纖維組織構成，包含了最豐富的紋理信息，占據65%。虹膜識別的方法有：Gabor濾波方法，拉普拉斯金字塔方法，小波變換過零檢測方法，Haar小波分解方法，基于局部過零檢測的方法等[4]。

虹膜識別技術操作非常簡單，可避免物理接觸，具有更高的檢驗精確度。據悉，現在虹膜識別的正確率最高，并且具有很高的實用價值。其缺點是：需要昂貴的攝像頭聚焦，且很難將圖像獲取設備的尺寸小型化，需要較好光源等。

1.3 人臉識別 人臉識別技術是基于人的臉部特征，對輸入的人臉圖象或者視頻流，提取每個人臉中所蘊涵的身份特征，并將其與已知的人臉進行對比，一次到到識別身份的目的。目前常見的人臉識別基本算法可分為以下幾類：基于幾何特征的人臉識別、基于子空間分析的人臉識別、基于彈性圖匹配的人臉識別、基于神經網絡的人臉識別和基于隱馬爾可夫模型的人臉識別等。

人臉識別技術優點是：主動性、非接觸性和用戶友好。缺點是：人臉容易受到周圍環境等的影響，比如光照，比如發型的改變，飾物，變老等，準確率不高；對于采集圖像的設備會比其他技術昂貴得多。

1.4 掌紋識別 掌紋識別是一種新生的生物特征識別技術。掌紋是指手指末端到手腕部分的手掌圖像。紋線特征是掌紋中最突出的特征，手掌中最清晰的幾條紋線一般并不會隨著年齡的增長而發生變化。即使在分辨率和質量都比較低的圖像中也能很好的得到辨認。掌紋識別方法大概分為基于結構的、基于子空間的、基于編碼的和基于統計的四類[5]。掌紋識別的優點：有一定的穩定性和可靠性。缺點：手掌損傷后無法復原，掌形識別系統適用對安全性要求高的場所，普及率比較低，同時需要高成本支撐。

1.5 人耳識別 人耳識別是以人耳作為識別媒介來進行身份鑒別的一種生物特征識別技術。經過醫學研究的得知，人在出生4個月之后，隨著身體的不斷發育，人耳也會按照一定的比例生長，基本上保持整體結構比率。

主要的人耳識別方法：主元分析法（PCA），使用Voronoi圖表的鄰接圖匹配方法，使用各種組合技術的神經網絡方法，力場轉換方法，遺傳局部搜索算法，幾何學方法，基于長軸的形狀特征提取方法，基于3D的耳朵檢測和識別方法[6]。人耳識別的優點：整個人耳的顏色更加一致、圖像尺寸更小，數據處理量也更小，非接觸性。缺點：人耳同樣受光照、頭發、帽子等的影響，且提取出來特征很少。

1.6 語音識別 語音識別技術就是讓機器通過識別和理解過程把人類的語音中的詞匯內容轉換為計算機可讀的輸入，例如按鍵、二進制編碼或者字符序列。

語音識別的方法主要有：基于DTW（Dynamic Time Warping）和模擬匹配技術的語音識別方法，基于統計的語音識別方法，基于差別子空間的語音識別方法，基于BP神經網絡的語音識別方法，基于隱馬爾可夫模型HMM（Hidden Markov Model）的識別方法。

語音識別的優點：非接觸性的，用戶可以很自然地接受。 缺點：聲音變化范圍過大，而且聲音的大小、語速和音質的不同都會給采集與比對造成相應的影響；很容易用錄在磁帶上的聲音造假；高保真的麥克風價格十分的高。

1.7 筆跡識別 筆跡，是指書寫人在書寫工具的協助下，按照文字符號的書寫規范，書寫運動器官開始進行的書寫運動，這樣在紙張或其他書寫面上留下動態痕跡。筆跡鑒定是通過分析手寫字符的書寫風格和書寫結構，來判斷書寫人身份的一種技術。

筆跡識別（包括簽字識別）有聯機和脫機兩種。因為聯機識別除位置信息外，還可以提取時間、壓力等信息，所以識別正確率相對脫機識別較高。根據考察的對象和提取特征的方法，現在的筆跡識別方法主要分為文本相關、文本無關兩類，另外還有利用內容信息的半文本無關方法。

筆跡識別的優點：大眾易接受，是一種公認的身份識別的技術；缺點：隨著經驗的增長、性情的變化等簽名也會相應的發生變化；用于簽名的手寫板不僅結構復雜而且價格也非常高。

1.8 步態識別 研究表明人和人的走路姿勢有很大的差別，因為人們在骨骼長度、密度、協調能力、體重等生理條件以及個人走路的“風格”上都存在細微差異。步態識別就是要對包含人體運動的圖像序列進行分析處理，根據人們走路的姿勢進行身份識別。

步態識別的方法有：基于SFM的方法，基于運動的方法，基于整體的方法，基于特征的方法，基于HMM的方法以及基于模板匹配方法等。步態識別優點：對圖像分辨率要求不高，可以通過遠距離的攝像機捕獲，具有非侵犯性和可接受性。缺點：由于步態識別是個動態過程，其序列圖像的數據量較大，因此計算復雜性比較高，不容易處理。而且由于人的行走姿勢受各種因素的影響，在不同環境條件下行走姿勢有或多或少的變化，因此步態識別的計算較復雜，識別的準確度還不夠高。

2 結論

隨著信息網絡化的發展，以及經濟全球化的推進，人們進一步的認識到對安全的理解和需求。各種生物特征識別技術都在不斷的發展，同時也得到越來越廣泛的應用。但是，在實際應用中上述的每種識別技術都要結合到具體應用項目，單憑一項的取勝不能評判各種識別的優劣，不同的識別方式在指標上不同，需要在選擇對一些項目進行如下綜合地考慮：比如提取用戶生物特征的難易度、識別時的精確度、提取儀器的大小、周圍環境對使用的影響和使用成本等等。因為單個生物特征與生俱來的局限性，目前在實際的應用中找不到任何基于單個生物特征的識別技術。未來的研究重點將是結合多種特征、多種識別方式的多模式生物特征識別技術[7]。例如人臉識別和虹膜識別的組合、指紋和掌紋的組合，因為這些特征可以在特征獲取時由一套設備同時或先后獲取。僅基于單一特征的生物識別對識別的精度要求非常的高，綜合了多種特征的生物識別系統識別率比較高，具有無限的應用潛力。

參考文獻：

[1]盧官明，李海波，劉莉.生物特征識別綜述[J].南京郵電大學學報（自然科學版），2007，27（2）：81-82.

[2]Bille R M， Pankanti S， Ratha N K. Evaluating Techniques for Biometrics-based Authentication Systems. Proceedings 15th | APR lat|. Conf. on Pattern Recogntion， Barcelona.

[3]楊宏林，吳陳.指紋識別方法的綜述[J].華東船舶工業學院學報（自然科學版），2003，17（3）：37-42.

[4]田啟川，劉正光.虹膜識別綜述[J].計算機應用研究，2008，25（5）：1298-1299.

[5]岳峰，左旺孟，張大鵬.掌紋識別算法綜述[J].自動化學報， 2010，36（3），356-360.

常見的生物識別技術范文第2篇

[關鍵詞] 監獄； 生物識別； 安防； 信息化

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 01. 042

[中圖分類號] D916.7； TP391.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）01- 0070- 03

近年來，監獄安防信息化建設已經步入快速發展的階段，生物識別技術的應用也愈來愈廣泛，從指紋識別到掌紋識別，從臉型識別到虹膜識別，還有更多。尤其值得注意的是，司法部《關于加強監獄安全管理工作的若干規定》（司發通[2009]179號）（以下簡稱司法部“35條” ）更為監獄應用生物識別技術，加強安防信息化建設帶來了重要契機。實踐證明，生物識別技術在監獄安防信息化建設中的普遍應用已成為監獄安全發展的重要途徑，引起了監獄方面的高度關注。

1 生物識別技術簡述

生物識別技術（Biometric Identification Technology）是通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統計學原理等高科技手段密切結合，利用人體固有的生理特性（如指紋、臉型、虹膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態等）來進行個人身份鑒定的一種技術。人們之間的生物特征差異是人的特殊性表現，即身份代碼（密鑰）。這種能夠測量或自動識別和驗證的生理特性或行為特征可以用作進行身份識別。大體上看，生物識別技術可以分為基于生理特性的生物識別技術和基于行為特征的生物識別技術兩類。鑒于采用生物特征識別技術，無須記住身份證號碼或密碼，也不需要隨身攜帶像智能卡之類的東西，因此，它是目前最為方便與安全的識別方法。

生物識別技術的一般的應用流程和方法是：生物識別技術系統先對生物特性進行取樣，提取其唯一的特征轉化成數字代碼，并進一步將這些代碼組成特征模板，當人們同識別系統交互進行身份認證時，識別系統通過獲取其特征與數據庫中的特征模板進行比對，以確定二者是否匹配，從而得以識別。

常見的生物識別技術：有基于生理特性的生物識別技術：如指紋、虹膜、面部和掌靜脈識別技術等，有基于行為特征的生物識別技術如聲音和簽字識別技術等。

2 生物識別技術在監獄安防信息化建設中的應用

監獄是刑罰執行機關，維護場所的安全穩定是監獄首要任務。而運用生物識別技術是強化監獄安全防范，確保監獄安全發展的重要技術手段。

司法部 “35條” 明確指出，監獄大門應當設置AB門，分設行車通道和行人通道。行人通道應當安裝帶有數字密碼和人體特征識別功能的電子門禁系統。司法部“35條” 為監獄應用生物識別技術加強安防信息化建設帶來了重要契機。

2.1 獄政管理上的應用

生物識別技術在獄政管理上的應用主要體現在門禁系統和巡更系統。

2.1.1 生物識別門禁系統

在監控指揮中心等重點區域建設生物識別門禁系統，能夠提高安全性和精確率。比如在監控中心、應急指揮中心運用指紋等識別技術的門禁系統后，就能確保只有中心工作人員輸入指紋或其他生物特征后才能開啟；通往監內的通道運用指紋、掌紋、臉型、虹膜等生物識別門禁系統，對出入人員（民警職工、罪犯、外來人員）進行生物特征信息比對確認，保證通行的合法性；在監舍、習藝區、會見室、提審室等重點區域建設生物識別門禁系統，對于合法、安全、有序通行、罪犯人數清點、民警管理考核發揮其重要作用。

單獨使用生物識別門禁系統，效率較高。然而，通過多種生物識別技術綜合運用、多重識別技術綜合運用、多次識別技術綜合運用，能做到對身份的完全確認，從根源上杜絕了罪犯偽裝、尾隨民警或人員脫逃事件的發生。浙江省DS監獄在通往監區的人行通道AB門之間，采用臉型識別系統，結合第三方認證的方式開啟AB門通行；在機房和監控指揮中心分別采用指紋、虹膜3種生物識別系統門禁，只有專人才能被系統確認進入，安全度大大提高。

2.1.2 生物識別巡更系統

巡更系統是一種智能化的考勤系統，由巡更人員在規定的時間和路線去讀取規定的每一個巡更信息點，以實現巡檢和被考勤的目的。監獄建設巡更系統，通常用于民警監內巡查以及對巡查民警的履職情況的檢查考核，有助于提高民警的履職責任心和主動性。

在離線巡更和在線巡更兩種方式中，目前使用較多的是離線巡更，而它最大的弊端是無法確定巡更人的身份，任何一個人只需手持巡更棒便可完成巡更過程。為此，可以嘗試開發和建設基于生物識別巡更系統，一是在巡更棒中融入生物識別技術進行巡更棒開啟，把巡更時間與人員綁定輸入系統，即在規定的時間只有規定的人員才能開啟巡更棒，防止越殂代皰的造假現象；二是建設基于生物識別方式的網絡在線巡更系統，如配置相應的指紋或其他生物特征讀頭和巡更軟件，配合計算機進行智能化管理，更準確地掌握巡更人員、巡更時間，統計出遲到、早到、漏巡等重要信息，不但數據清晰，且行動方便。

2.2 獄內偵查中的應用

2.2.1 “三假犯”的身份認證

在押犯中假姓名、假家庭地址、假身份（一說假社會關系）的罪犯常稱為“三假犯”。目前，“三假犯”比例呈逐年上升之勢，有效進行“三假犯”的身份甄別成為逐步減少和消除“三假犯”，預防打擊犯罪、懲罰改造罪犯的重要舉措。

在我國國民的指紋、DNA等生物特征數據庫尚未建立健全的情況下，當前，監獄單獨或與公安等部門合作，嘗試初步建立生物特征數據庫，對于新收罪犯和刑釋人員做好生物特征登記、交接工作，同時與其他部門互通有無，將數據統一比對，有利于“三假犯”的身份認證，也防止出現新的“三假犯”。

2.2.2 獄內犯罪案件的偵查

在完善罪犯個人生物特征數據庫的基礎上，把獄內發生犯罪案件所采集到的生物特征信息與之比對，從相同性或相似性匹配來排摸嫌犯和鎖定真兇。

2.2.3 社會刑事案件的協查

過去發案未破的社會刑事案件也可能是在押罪犯所為，雖然也提取了犯罪嫌疑人的生物特征信息，但是囿于懷疑對象的有限范圍而造成漏網，而犯罪真兇又發另案入監改造，盡管余罪在身，仍可茍且偷安。監獄建立健全罪犯個人生物特征數據庫，運用生物識別技術，協助社會刑事案件的偵查，便可“甕中捉鱉”了。還有，就是監獄主動把刑釋歸正人員的生物特征數據庫提供給司法部門用于社會刑事案件的協查，就可將刑釋歸正人員的再犯罪案件順利告破。

2.3 刑罰執行方面的應用

2.3.1 監外服刑罪犯的管控

監外服刑的罪犯包括緩刑、假釋、保外就醫的罪犯。其中緩刑、假釋的罪犯由地方管理，保外就醫的罪犯監獄要定期考察。這些罪犯的脫管漏管問題一直是老大難問題，監管不了、監管不住、監管不力，都有可能導致他們重新走上犯罪道路。

結合監外服刑罪犯“月簽到制度”，可以嘗試改為生物識別系統簽到制度，監獄配合地方提供罪犯個人生物特征數據庫，由地方進行罪犯簽到監督；對于保外就醫罪犯的定期考察，考察民警攜帶生物識別系統的信息采集儀器供保外罪犯輸入信息，有效防止“關系考察”“虛假考察”等情況，確保考察到位，同時，可以限制罪犯的出行范圍，提升監外執行的實際效果。

2.3.2 預防刑釋人員再犯罪

建立針對刑釋歸正人員的特殊生物特征數據庫，如果刑釋人員隱姓埋名再犯罪，生物特征和相關的資料可以在入監登記時通過生物識別系統自動匹配，甄別該犯是否有余罪、漏罪，是否屬于“三假犯”、累犯、慣犯。徹底打擊罪犯的僥幸心理，加強對刑釋人員犯罪思想和行為的震懾力，減少再犯罪的發生幾率。

2.4 生活衛生安全管理方面的應用

在監內給罪犯開通個人賬戶，該賬戶以罪犯的生物特征為觸發條件，這樣在就醫、大賬消費時，通過生物識別技術，既可以更好地控制罪犯就醫次數以及消費額度，也能打擊罪犯裝病逃避勞動改造等行為。罪犯離監就醫時，必須通過出監生物識別與審批程序聯動，確認后方可放行，同時留下出入記錄備查。

出于確保罪犯伙食衛生安全的需要，應當考慮在伙房設有生物識別系統，結合監控監聽設施，防止發生蓄意破壞的情況發生，確保生活衛生安全。

2.5 監獄管理和民警安全管理上的應用

（1） 信息的計算機安全保護。采用生物識別技術的方式開啟計算機，只有專人采用生物識別（如指紋或虹膜識別等）的途徑方能使用，杜絕信息的計算機被他人擅用，造成失密。

（2） 信息系統主機登錄保護。所有信息系統的核心都是計算機主機，如果保護不當，將造成失密的嚴重后果。為了有效保護，可以采用虹膜等生物識別技術，系統人員登錄時通過虹膜等生物信息驗證才能登錄，而且基于“活體檢測”生物信息不會丟失；不會被人偽造；身份不會被冒充，完全可以對工作流程進行嚴格的管理與控制，保證系統運行的安全性。

（3） 存放資料的房間、櫥柜等場所保護。加入生物識別技術的門禁，在“驗明真身”后才可開啟，還可與監控報警系統聯動，對于非法人員試圖開啟，及時報警監控，防犯效果更好。

（4） 方便民警人事管理。在民警值備勤等崗位，通過生物識別技術的門禁系統、巡更系統、考勤系統等，隨時了解、掌握、考勤民警，有效保障民警安全，方便應急指揮。

3 辯證看待，揚長避短，積極推進生物識別技術應用

（1） 客觀對待，揚長避短。無論什么技術設備都有利弊兩面，生物識別技術設備是基于人體生物特征的自然屬性而開發的，個體差異性和穩定性各有異同，采用該技術設備，既不是放之四海皆準，一勞永逸的辦法，也不應因噎廢食，全盤否定。

（2） 量力而行，循序漸進。由于技術和設備的先進性、成熟度和穩定性以及產品的性價比等因素，因此，監獄應當兼顧現實與可能，需要與必要，有序有效地建設。

（3） 克服人的技術依賴性，發揮人、技術和管理的綜合效益。由于技術設備的本身缺陷，因而人必須克服依賴性，運用技術的手段、人的主觀能動性、管理的措施進行優勢互補。

（4） 完善制度，用制度確保生物識別技術設備的正常應用和效能發揮。認清生物識別技術的優勢，運用制度彌補生物識別技術設備的缺憾，只有這樣，監獄安全防范工作才能落到實處。

在司法部“35條”出臺之后，生物識別技術在監獄逐步應用和推廣，基于生物識別技術開發的新產品也不斷涌現。為此，要大膽地試驗，積極地選擇適合的技術或產品。適合的技術或產品在試點單位應用后，逐步提取出同類產品的技術規范和標準，把符合技術規范和標準的產品再進行推廣應用。

4 生物識別技術在監獄安防信息化建設中的意義

毫無疑問，生物識別技術在監獄安防信息化建設中的應用愈來愈廣泛，對于監獄現代化、法制化、社會化、正規化、數字化建設必然產生深遠的影響。

（1） 有效提高了科技能力，促進監獄的科學發展。科技是第一生產力，生物識別技術的發展和在監獄轉化應用，是科技興監的重要舉措，不可避免地帶來監獄工作方式的革命性變化。它在很大程度保護了警力，解放了警力，提升了警力，也順應了以人為本的管理理念和預防為主、關口前移的管理原則，有利于監獄的科學發展。

（2） 有效提高了學習執行力，促進民警素質發展。生物識別技術在監獄的應用，既是對監獄民警工作理念的考驗，也是對民警學科技、用科技，鍛煉工作能力的挑戰，畢竟再好的技術，最終還是要靠人去實施。從這個意義上說，生物識別技術在監獄的應用，藉此轉化為民警的一種履職能力，能夠有效提高民警學習執行力，促進管理方式由傳統向科技的轉變，是科技強警、素質強警的必要舉措。

（3） 有效提高了安全維穩力，促進監獄安全發展。生物識別技術廣泛應用于監獄的信息和安全、人事安全、執法安全、生活衛生安全等領域，體現了向科技要安全、用技防保安全的科學理念，對完成維護監管場所安全穩定這一首要政治任務發揮著獨特的作用，有利于打造本質安全型監獄，推動監獄的安全發展。

常見的生物識別技術范文第3篇

關鍵詞：自動識別技術；條形碼識別技術；RFID射頻識別技術

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）14-0149-02

The Principle and Application of Automatic Identification Technology

LUO Xuan

（Chongqing youth Vocational & Technical College， Chongqing 400712， China）

Abstracts：Automatic identification technology is an important method and means for data information automatic recognition， automatic input computer. It is a comprehensive science and technology with computer technology and communication technology. The principle and application of speech recognition technology， biological recognition and measurement technology， identification technology of magnetic card， IC card identification technology， bar code recognition technology and RFID radio frequency identification technology commonly used in automatic identification technology are introduced in this paper.

Key words：PKI； Automatic recognition technology； bar code recognition technology； RFID radio frequency identification technology

1 引言

傳統的信息采集輸入是通過人工手段錄入的，不僅勞動強度大，而且數據誤碼率高，現在手工錄入的方式早已被淘汰，取而代之的是自動識別技術。自動識別技術可以對數據進行自動采集，對信息自動識別，并自動輸入計算機，使得人類得以對大量數據信息進行及時、準確的處理。

物聯網中非常重要的技術就是自動識別技術，自動識別技術融合了物理世界和信息世界，是物聯網區別于其他網絡（如：電信網，互聯網）最獨特的部分。自動識別技術可以對每個物品進行標識和識別，并可以實時更新數據，是構造全球物品信息實時共享的重要組成部分，是物聯網的重要基礎。通俗講，自動識別技術就是能夠讓物品“開口說話”的一種技術。

2 常用自動識別技術

2.1 語音識別技術

語音識別的目標是將人類的語言轉化為計算機可讀的輸入，利用語音識別技術，機器將可以“聽懂”人類的語音，執行人類的指令。20世紀20年代生產的“Radio Rex”玩具狗是最早的語音識別器，當你呼叫它的名字，它就會從底座上彈起。目前，語音識別技術的應用也很多，例如蘋果公司2010年推出的Siri，Siri是一項語音控制功能，蘋果公司首次在其產品iPhone4S，iPad 3及以上版本手機上應用了Siri，利用Siri用戶可以通過手機打電話、讀短信、介紹餐廳、詢問天氣、語音設置鬧鐘等，還可以提供對話式的應答。

2.2 生物計量識別技術

生物計量識別技術[1]是通過生物特征的比較來識別不同生物個體的方法。人體的生物特征主要有臉、指紋、手掌紋、虹膜、視網膜、語音、形體、個人習慣等，相應的識別技術就有人臉識別、指紋識別、虹膜識別、視網膜識別、語音識別、形體識別、鍵盤敲擊識別、簽字識別等。

2.3 磁卡識別技術

磁條卡記錄數據信息的原理其實和錄音機的磁帶以及計算機的磁盤是一樣的，通過磁條上的磁性材料在不同的磁場作用下所呈現出來的不同磁性特征存儲信息。磁卡識別技術廣泛應用于信用卡、銀行ATM卡，會員卡、現金卡（如電話磁卡）、機票和公交卡等。磁卡技術的優勢在于數據可讀寫、技術成熟、價格低廉但是容易損壞、安全性低。

2.4 IC卡識別技術

IC卡，英文名稱為Integrated Circuit Card，即集成電路卡，IC卡實際上是一種數據存儲系統，如有必要還可以附加計算能力。IC卡和磁卡外觀上看起來極為相似，但工作原理完全不同，磁卡是通過改變磁條上的磁場變化來存儲信息，而IC卡是通過嵌入卡中的電擦除式可編程只讀存儲器（EEPROM）集成電路芯片來存儲信息。和磁卡相比，IC卡存儲容量大、安全保密性好、具有數據處理能力，可對數據進行加解密、使用壽命長等優點，IC卡正在逐步取代磁卡，但由于磁卡價格低廉，目前還是兩者并存的局面。

2.5 條形碼識別技術

（1） 一維碼

商品外包裝上，都印有一組黑白相間的條紋，這就是商品的第一代“身份證”――條碼[2]，也叫一維碼，它是一種商品通行于國際市場的“共同語言”，是商品進入國際市場和超市的“通行證”，是全球統一標識系統和通用商業語言中最主要的標識之一。

傳統條形碼，也就是一維碼，由寬度不等的多個黑條和空白組成，這些黑條和空白按照一定的編碼規則排列，包含一組信息（數字、字符、符號）在內。深色的“條”吸收光，淺色的“空”將光反射回掃描器，掃描器將光反射信號轉換成電子脈沖，再由譯碼器將電子脈沖轉換成數據，最后傳至后臺。目前在超市里最常見的就是一維碼。

（2） 二維碼

由于一維碼存儲容量小，僅有身份識別的功能，無法滿足人們對日益繁多的商品的需求，于是二維碼應運而生。一維碼只能在一個方向（一般是水平方向）表達信息，二維碼可以從水平垂直兩個方向表達信息，一維碼只能存儲幾位或幾十位信息量，而二維碼可以存儲1100個字，存儲量大為增加，能夠將圖像、聲音、文字等信息進行整合，從而增加搭載的信息量，像是一個便攜式的數據庫，而且可以自由選擇尺寸。

如今二維碼[3]的應用越來越廣泛，隨處可見，很多雜志和報紙文章中，在標題附近會看到一個類似于迷宮的圖案，拆開手機的后蓋，在電池下面的電路板上，火車票右下角，手機二維碼，都會看到這個圖案。而二維碼和手機的結合，為二維碼的應用更是打開了一片更廣闊的天地，如今“掃一掃”已經成了一種生活方式。

2.6 RFID射頻識別技術

由于條碼容量小、易損壞、只讀等缺點，不久的將來，條形碼將被RFID所取代。射頻識別技術（Radio Frequency Identification ，RFID）是利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到自動識別的目的。

RFID源于雷達技術，所以其工作原理和雷達極為相似。最簡單的RFID系統由讀寫器、標簽和天線組成。首先讀寫器通過天線發送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場范圍時產生感應電流從而獲得能量，標簽就將自身編碼等信息 （無源標簽）傳遞給讀寫器；或者標簽主動發送某一頻率的信號（有源標簽），讀取器讀取信息并解碼后送至電腦主機進行有關處理。

目前，RFID的應用越來越廣泛，應用于物流、動物識別和追蹤、防偽、超市、圖書館等各個領域。

目前，自動識別技術已滲透到各個行業，擔當著不可或缺的重要角色。自動識別技術在各行業的應用有力地支持了傳統產業的升級和改造，帶動了其他行業的信息化，改變了過去“高增長、高能耗”的經濟增長方式，節約了制造成本，增加了國民經濟效益。自動識別技術提高了人們的工作、生活效率，改變了人們的生活方式。自動識別技術在國民經濟發展過程中的應用將成為我國信息產業的一個重要的有機組成部分，具有廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]劉云浩.物聯網導論[M].北京：科學出版社，2015.

常見的生物識別技術范文第4篇

如今社會已然是信息化時代，每個人的信息安全顯得尤為重要。于是生物特征識別技術也就應運而生了，生物特征識別技術最為常見的當屬指紋識別了，但當下指紋識別漸漸不能滿足人們的需求了。雖然指紋識別較為廣泛應用，但有著安全性不大好，識別率不高，指紋易受損，可偽造等缺陷，對于一些需要安全性高的特殊場合來說不足以勝任。而近幾年異軍突起的指靜脈識別技術不僅繼承了傳統指紋識別的使用方便，大眾接受性高，快捷等優勢，還彌補了可偽造，易受損等缺陷，大幅提升了信息的安全性。

【關鍵詞】信息安全 生物特征識別 指靜脈識別技術

1 引言

在信息化時代這個大背景之下，有些信息問題和弊端是較為突出和必須解決的。現在的身份識別慢慢由外物識別過渡為生物特征識別，就目前來說相對成熟和應用廣泛的生物識別技術當屬指紋識別了，但仍有著無法彌補的弊端，比如當指頭受損或者有污漬等影響指紋紋路的情況下，指紋識別的識別率將會大幅降低，而且雖然無法破解和篡改機器內部的指紋記錄，但現在有方法制作指紋膜，制作好的指紋膜可以進行指紋識別認證，所以指紋識別安全性并不能長久得到保障。而指靜脈識別是根據靜脈里血紅蛋白反射的近紅外線形成的靜脈像來識別的，屬于活體識別技術，由于靜脈屬于內部生理特征，所以不會受到表皮、污染、溫濕度等外部環境的影響，而且靜脈像也是無法復制的，所以指靜脈識別可以避免上述情況的發生。

2 指靜脈識別原理和處理技術

2.1 指靜脈特征成像原理

醫學研究表明，我們每個人的手指血管紋路都是世界上獨一無二的。之所以采用手指靜脈這一部分是因為相比于動脈來說靜脈更加接近人體皮膚表皮，更容易采集。另外靜脈相比動脈來說曲線和分支更多，采集到的靜脈圖像特征也就越明顯。通過使用近紅外線透照射手指時，靜脈血液中的血紅蛋白會吸收掉近紅外線，肌肉和骨骼等部位被弱化，從而形成了明顯的圖像。

2.2 圖像的采集

在靜脈成像這方面，目前市場上的成像設備感光傳感器多數分為兩種：CCD和CMOS。其中CMOS較為便宜，并且集成度較高，功耗也低，雖然在成像的質量上沒有CCD優秀，但是CMOS的光譜敏感范圍在近紅外線段中比可見光的高出5到6倍，更加適合在紅外光線下采集圖像，所以總體來說COMS更為合適。

近紅外線范圍一般選在850nm左右，在這個波長左右靜脈透射的部分較少，成像明顯，另外還需要增加紅外濾光片來盡可能消除來自可見光的干擾。

2.3 圖像的處理

采集到的圖像會帶著噪聲，并且圖像還會受到手指擺放的位置和姿勢等其他因素的影響，所以需要對采集到的圖像做進一步的處理。

其中有幾項處理方法較為重要的：

2.3.1 圖像增強

由于使用者個體的差異，不同的人手指的厚度也不盡相同。原始圖像還會受到椒鹽噪聲的影響，這就給后面圖像的分割造成了困難，所以在圖像分割之前需要對圖像進行增強處理。

2.3.2 去噪處理

需要對獲取到的圖像進行減噪，可以采用均值濾波的方式對圖像進行圖像平滑。均值濾波主要是鄰域平均，針對有噪聲的原始圖像（假設為f（x，y））的每個像素點選擇一個模板，這個模板是由鄰近的m個像素組成，求得均值之后再將均值賦給當前的像素點，即為該像素點最終的像素值。公式如下：

∑f（x，y）

2.3.3 圖像區域裁剪

采集到手指靜脈圖像的同時也會不可避免地包含了圖像背景等冗余的數據，為了避免冗余數據的干擾，就需要我們進行圖像區域的定位，最為常用的提取目標物體的方法為圖像閾值化，適用于圖像中目標物體和背景占據不同灰度級范圍的情況。通過設置多種閾值對應不同的特征，由此可將圖像像素點分為了若干類。常用的特征包括了直接來自原始圖像的灰度和彩色特征以及由原始灰度或彩色值變換得到的特征。將原始圖像設為f（x，y），按照定好的準則在f（x，y）中找到特征值T，分別賦予0和1來標明圖像的背景和目的物體，也就是圖像二值化。

2.3.4 圖像分割

根據圖像分割方法的不同，可以大致分為四種：

（1）利用圖像灰度統計信息的方法，比如一維直方圖閾值和二維直方圖閾值；

（2）利用圖像空間區域信息和光譜信息的圖像分割方法，比如生長法、多光譜圖像分割、紋理分割等；

（3）邊緣檢測方法，利用了圖像中灰度變化最強烈的區域信息信息，比如Canny算法；

（4）像素分類法，是利用圖像分類技術進行圖像分割的一種方法，比如統計分類方法、模糊分類方法和神經網絡方法等。

2.4 指靜脈特征點提取

采集圖像通過處理便可以得到進一步的靜脈圖像，不同靜脈圖像的區別在于靜脈的拓撲結構以及細節點。而細節點的提取一般有以下幾種：

2.4.1 端點

當指靜脈在手指內部一定深度或近紅外線透射不夠深的時候就會出現。

2.4.2 分叉點

由一個單一的靜脈段分裂為兩段靜脈段時出現。

2.4.3 雙分叉點

當兩個分叉點靠得比較近的時候就會出現。

根據上述三種細節點進行特征提取的方法如下：

2.4.4 提取端點

以端點為中心提取一塊范圍N*N（N的值視情況而定），然后刪除該范圍中沒有與端點相連接的點。計算特征與范圍邊界的連接數，如果數目為一個細節點就將該細節點作為端點并保存該點與水平線的角度，否則不成立。

2.4.5 提取分叉點

以一個分叉點為中心提取一塊范圍N*N（N的值視情況而定），接著刪除在該范圍內不與該分叉點相連接的點，計算特征和該范圍的連接數，當連接數目是4個的時候，就認為該分叉點是雙分叉點，同時并保存分支之間的角度，否則不成立。

3 總結

針對傳統指紋識別所凸顯的弊端提出了指靜脈識別的優勢以及光明的前景，闡明了指靜脈系統從采集到特征提取這一系列過程的原理以及方式等關鍵問題。雖然目前指靜脈識別并沒有像指紋識別那么為大眾所熟知，但目前指靜脈市場正處于臨界狀態，一旦得到進一步的完善和推廣，相信在不久的將來會普及到各類領域之中，甚至將會引領信息安全的方向。就像十幾年前人們紛紛丟掉腰間的呼叫機換成手機一樣，指靜脈識別將會大放異彩！

（通訊作者：劉晉勝）

參考文獻

[1]葛彥平.手指靜脈識別技術研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學（碩士學位論文），2003.

[2]袁智.基于匹配融合的指紋與指靜脈雙模態生物識別技術的研究[D].南京：南京郵電大學（碩士學位論文），2005.

常見的生物識別技術范文第5篇

關鍵詞：模式識別技術;刑事科學技術;生物識別

存在于時間和空間中可觀察的事物，如果可以區別它們是否相同或相似，都可以稱之為模式（pattern）。而針對現代信息科技的狹義領域內，模式可以說是為了能讓計算機執行和完成分類識別任務，通過對具體的個別事物進行觀測所得到的具有時間和空間分布的信息。從這些大量的信息及數據出發，模式識別（Pattern Recognition）便是用計算機實現人對各種事物或現象的分析，描述，判斷，識別的過程。模式識別技術的發展是從1929年G. Tauschek發明數字閱讀機開始的，直到20世紀70年代，一些發達國家開始將模式識別應用到刑事偵查部門。隨著科技的不斷進步，模式識別在刑事科學技術方面的應用越來越廣泛，發揮的作用也越來越大，從某種意義上說模式識別促進了偵查和刑事技術手段的發展。

一、模式識別系統

模式識別是解決如何利用計算機對樣本進行模式識別，并對這些樣本進行分類。執行模式識別的計算機系統被稱為模式識別系統。一個完整的模式識別系統，由數據獲取、預處理、特征提取、分類決策和分類器設計5部分組成。可以分為上下兩部分：上半部分完成未知類別模式的分類;下半部分完成分類器的設計訓練過程。

1.數據獲取及預處理

數據獲取是通過傳感器，將光或聲音等信息轉化為計算機能夠識別的電信息的過程。為了更準確有效的讀取信息，對由于信息獲取裝置或其他因素所造成的信息退化現象進行復原、去噪，從而加強信息的利用率，這個過程就是預處理。

2.特征提取

由于數據獲取部分所獲得的原始信息數據量相當龐大，為了將這種維數較高的模式空間轉換為維數較低的特征空間，從而實現分類識別，得到最能反映分類本質特征的向量，這個對特征進行抽取和選擇的過程即為特征提取。

3.分類器設計和分類決策

分類器設計的主要功能是通過訓練來確定判決規則，它屬于訓練過程的一部分，其主要目的就是針對訓練樣本來按其判決的規則進行分類，以建立錯誤率最低的標準庫。分類決策便是以分類器設計所建立的標準庫為標準對特征空間的待識別對象進行分類，這樣不僅能夠使錯誤識別率降到最低，還能極大的提高數據利用率，最大程度的減少客觀的信息損失。

二、模式識別在刑事科學技術中的應用

近幾年，作為新生現代科技手段，模式識別技術被廣泛應用于生活中的各個領域，如：字符識別、醫療診斷、遙感控圖、環境監測、語音識別和產品檢測等。模式識別技術極大的提高了人們的工作和生活質量，不斷推動著社會的發展。在刑事科學技術方面，模式識別已經處于舉足輕重的地位，特別是在指紋識別、人臉識別、虹膜識別等生物識別技術方面極大的提高了刑事偵查水平，為尋找犯罪證據和破獲案件提供了強有力的技術手段支持，促進了刑事科學技術現代化建設。

1.指紋識別

由于指紋具有唯一性、方便性和終身不變性，我國早在兩千年前就曾使用指紋來破案。替代了傳統的人工識別指紋的方法，指紋識別技術已成為目前刑事偵查部門進行認定識別工作的主流技術，同時也是證據鑒定和偵查破案的有力保障。

如在20年前漳州商業大廈電梯殺人一案中，現場的線索少之又少，唯一有價值的線索是民警通過仔細勘查所提取到的一枚殘缺指紋。在當時指紋識別技術還未完全成熟的年代，僅僅通過這枚殘缺指紋找到兇手是相當困難的。然而，隨著指紋識別技術的成熟，這件在當時看來無法破解的謎案，卻在2011年全國公安系統的“清網行動”中發現08年嫌疑人于上海斗毆的指紋與95年殺人案的殘缺指紋認定同一。20年前的謎案被輕松告破，嫌疑人蔡某偉終被緝拿歸案。

指紋識別系統是一個典型的模式識別系統，其主要分為指紋數據獲取、指紋區域分割、指紋圖像預處理、特征提取和匹配五個過程。憑借著可靠性強、速度快、操作簡便等優點，指紋識別技術將繼續作為刑事科學技術里進行生物識別的主要技術手段不斷成熟發展。但是，小幾率的錯誤識別和模糊難成像等問題仍是指紋識別技術進行改進需要考慮的首要問題。

2.人臉識別

人臉識別是目前模式識別領域中被廣泛研究的熱門課題，相比傳統的身份識別方式，人臉識別憑借著其身具有的安全性、保密性和方便性等優勢，在近幾年來得到了飛速發展并廣泛應用于社會中的安全和經濟領域。目前，人臉識別技術已經成為刑事科學技術工作中較為成熟的鑒定技術之一，在刑事偵查實際工作中，人臉識別技術落實到身份認證、視頻監控、視頻資料分析等具體工作上，使得在進行布控排查、人像識別、犯罪嫌疑人認定以及門禁等方面都得到了良好的應用效果。