特徵分類
生物識別的涵義很廣,大致上可分為身體特徵和行為特徵兩類。
某一套用領域可能特別需要某種生物特徵,如刑偵套用與指紋識別、親子鑑定與DNA等。與其他生物特徵相比,虹膜組織更適合於信息安全和通道控制領域。例如,雖然多種特徵都具有因人而異的自然屬性,但虹膜的重複率極低,遠遠低於其他特徵。又如,容易留痕跡可以給刑偵帶來很大方便,但痕跡易被他人利用來造假,則不利於信息安全。虹膜相對不易因傷受損,更加大大減少了因外傷而導致無法進行識別的可能性。
識別方式
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指紋是指人的手指末端正麵皮膚上凸凹不平產生的紋線。紋線有規律的排列形成不同的紋型。紋線的起點、終點、結合點和分叉點,稱為指紋的細節特徵點。指紋識別即指通過比較不同指紋的細節特徵點來進行鑑別。由於每個人的指紋不同,就是同一人的十指之間,指紋也有明顯區別,因此指紋可用於身份鑑定。
指紋識別技術是目前最成熟且價格便宜的生物特徵識別技術。目前來說指紋識別的技術套用最為廣泛,我們不僅在門禁、考勤系統中可以看到指紋識別技術的身影,市場上有了更多指紋識別的套用:如筆記本電腦、手機、汽車、銀行支付都可套用指紋識別的技術。
靜脈識別
靜脈識別系統就是首先通過靜脈識別儀取得個人靜脈分布圖,從靜脈分布圖依據專用比對算法提取特徵值,通過紅外線CCD攝像頭獲取手背靜脈的圖像,將靜脈的數字圖像存貯在計算機系統中,將特徵值存儲。靜脈比對時,實時採取靜脈圖,提取特徵值,運用先進的濾波、圖像二值化、細化手段對數字圖像提取特徵,同存儲在主機中靜脈特徵值比對,採用複雜的匹配算法對靜脈特徵進行匹配,從而對個人進行身份鑑定,確認身份。全過程採用非接觸式。
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虹膜是位於人眼表面黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環狀區域,在紅外光下呈現出豐富的紋理信息,如斑點、條紋、細絲、冠狀、隱窩等細節特徵。虹膜從嬰兒胚胎期的第3個月起開始發育,到第8個月虹膜的主要紋理結構已經成形。除非經歷危及眼睛的外科手術,此後幾乎終生不變。
虹膜識別通過對比虹膜圖像特徵之間的相似性來確定人們的身份,其核心是使用模式識別、圖像處理等方法對人眼睛的虹膜特徵進行描述和匹配,從而實現自動的個人身份認證。英國國家物理實驗室的測試結果表明:虹膜識別是各種生物特徵識別方法中錯誤率最低的。
從普通家庭門禁、單位考勤到銀行保險柜、金融交易確認,套用後都可有效簡化通行驗證手續、確保全全。如果手機載入“虹膜識別”,即使丟失也不用擔心信息泄露。機場通關安檢中採用虹膜識別技術,將縮短通關時間,提高安全等級。
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視網膜是眼睛底部的血液細胞層。視網膜掃描是採用低密度的紅外線去捕捉視網膜的獨特特徵,血液細胞的唯一模式就因此被捕捉下來。
視網膜識別的優點就在於它是一種極其固定的生物特徵,因為它是“隱藏”的,故而不可能受到磨損,老化等影響;使用者也無需和設備進行直接的接觸;同時它是一個最難欺騙的系統,因為視網膜是不可見的,故而不會被偽造。另一方面,視網膜識別也有一些不完善的,如:視網膜技術可能會給使用者帶來健康的損壞,這需要進一步的研究;設備投入較為昂貴,識別過程的要求也高,因此角膜掃描識別在普遍推廣套用上具有一定的難度。
面部識別
面部識別是根據人的面部特徵來進行身份識別的技術,包括標準視頻識別和熱成像技術兩種。
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熱成像技術主要透過分析面部血液產生的熱輻射來產生面部圖像。與視頻識別不同的是,熱成像技術不需要良好的光源,即使在黑暗情況下也能正常使用。
手掌幾何學識別
手掌幾何學識別就是通過測量使用者的手掌和手指的物理特徵來進行識別,高級的產品還可以識別三維圖象。作為一種已經確立的方法,手掌幾何學識別不僅性能好,而且使用比較方便。它適用的場合是用戶人數比較多,或者用戶雖然不經常使用,但使用時很容易接受。如果需要,這種技術的準確性可以非常高,同時可以靈活地調整性能以適應相當廣泛的使用要求。手形讀取器使用的範圍很廣,且很容易集成到其他系統中,因此成為許多生物特徵識別項目中的首選技術。
DNA識別
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聲音和簽字識別
聲音和簽字識別屬於行為識別的範疇。聲音識別主要是利用人的聲音特點進行身份識別。聲音識別的優點在於它是一種非接觸識別技術,容易為公眾所接受。但聲音會隨音量、音速和音質的變化而影響。比如,一個人感冒時說話和平時說話就會有明顯差異。再者,一個人也可有意識地對自己的聲音進行偽裝和控制,從而給鑑別帶來一定困難。簽字是一種傳統身份認證手段。現代簽字識別技術,主要是透過測量簽字者的字形及不同筆劃間的速度、順序和壓力特徵,對簽字者的身份進行鑑別。簽字與聲音識別一樣,也是一種行為測定,因此,同樣會受人為因素的影響。
親子鑑定(基因識別)
由於人體約有30億個核苷酸構成整個染色體系統,而且在生殖細胞形成前的互換和組合是隨機的,所以世界上沒有任何兩個人具有完全相同的30億個核苷酸的組成序列,這就是人的遺傳多態性。儘管遺傳多態性的存在,但每一個人的染色體必然也只能來自其父母,這就是DNA親子鑑定的理論基礎。
發展狀況
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自2003年後,生物特徵識別行業步入成長期,主要特徵有:產品體系已建立,技術標準逐漸完善,行業內企業數量激增(全球目前從業公司已上千家),產品成本已大幅度下降,技術已獲得客戶廣泛認可,各領域套用漸趨普及,行業體系也已成型。在此階段,中國生物特徵識別行業開始誕生了一批在細分市場具有領導優勢的企業,如北京艾迪沃德指紋科技(IDworld)、北大高科、中控電子在科刑偵和社保指紋門鎖指紋考勤等領域,都取得了一定優勢。以中科院自動化所科研成果為依託的北京中科虹霸科技有限公司在虹膜識別產業化方面積極探索,於2006年10月研發出中國第一款嵌入式網路化虹膜識別儀,其性能達到國際領先。部分企業在技術研發等領域也取得突破,如亞略特、銀晨科技在人臉識別等技術上都取得了領先水平。
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