生物特性识别技术范文

随着时展，人物身份鉴定技术的提高已经成为必须。身份鉴定技术的发展大致经历了以下三个阶段：

1.somethingIhave。典型的代表就是钥匙。拥有了一把钥匙，你就有权利打开它所对应的门，不论你是不是钥匙本身的主人。

而没有钥匙，即使你是这间房子的主人，你也只能在外面呆站。这样的身份鉴定安全性实在太差，很容易发生各种错误，导致财产的

损失和人身安全受到威胁。

2.somethingIkonw。这是现在最流行最通用的方法。网上的BBS论坛、生物信号的定位与分割技术

从生物特征获取装置采集得到的原始信号一般不仅包括生物特征本身，还包括背景信息，例如原始的虹膜图像中包括虹膜、瞳孔、巩膜、

眼皮和睫毛等多个区域，真正能有效鉴别人们身份的图像内容也就在虹膜区域。所以应该能够将有用的特征“切”下来，进行存储，这样可以

节省很多空间资源，并且提高效率。

5生物特征信号增强技术

得到了分割后的特征区域后，有的生物特征识别方法需要在特征提取前对感兴趣区域进行增强，主要目的包括去噪和凸显特征内容。通过

有意识的放大和加强，提高信息处理的准确性。

6生物特征的匹配技术和生物特征识别系统性能的提高技术

这两项技术十分关键。由于误差的存在，可能导致某些错误的特征被有效接收，而真正正确的特征在识别验证时被判定为错误。由于很多

特征之间的相似性很接近。需要很高的精度才可以将它们区分出来，所以怎样在匹配过程中增强准确性，还有待更多方面的改进和完善。

9生物特征数据库检索与分类技术

由于使用者人数的飞速增加，存储所需要的空间也急剧膨胀。在每次搜索已有资源的时候，会由于规模太大而消耗太多的时间。所以需要

提高数据库检索和分类技术，减少时间消耗。解决方法主要有两种：

1.使用并行计算技术来减少每次识别的时间

2.增加类别数，提高分类的准确率。

需要补充的是：虹膜鉴定技术虽然精度很高，但是需要很好的维护措施。和其他信息安全技术一样，它也可能受到各种攻击，并且在识别

系统的每个环节都可能受到黑客的威胁。人们可以伪造他人的生物特征样本，或者修改识别系统中存储数据等等。为了使之在安全性要求较高

生物特性识别技术范文

“绑定”一词，我们已司空见惯，如一些账号要绑定邮箱、绑定手机，甚至一些用于交易的账号还要绑定银行卡。绑定的目的，当然是为了确认身份，然而，这些绑定手段，有时并不能真正地确定身份。因为绑定的对象，有时也会被我们遗忘和丢失。绑定邮箱就不用说了，CSDN账号泄漏事件至今仍让人心有余悸；即使是绑定手机，也不够安全，如果落入他人之手就意味着各种安全措施全部瓦解，手机验证码反而帮助了别人。

因此，只有将安全措施绑定到本人身上，才更加安全。而能够绑定到生物个体的安全措施，就依赖生物识别了。

生物识别采用生物体上具有唯一性的特征，可以准确地区分每一个人，在信息安全领域广泛使用，如我们最常用到的指纹识别、人脸识别等。

生物识别，依赖特征

人类的某些个体生物特征具有唯一性，可以测量和验证，并且往往有遗传性或终身不变等特点。通过这些生物特征进行身份认证，就是生物识别（BiometricIdentificationTechnology）。

目前的生物识别技术，常常通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学等高科技手段结合，利用人体固有的生理特性和行为特征来进行个人身份鉴定。

传统的身份鉴别方法一般要使用特定标识物品，如钥匙、身份证、智能卡等，在计算机上的身份鉴别方法则是用户名和密码。前面提到，这二者都可能丢失、被盗或遗忘，即使使用了一定的“绑定”措施，其身份仍然容易被他人冒充。

生物识别认证技术较传统认证技术有明显优势，不仅安全，而且易用。生物特征无需记忆、不会遗忘、不易伪造、随身“绑定”，随时随地可用。

人体某些特征具有不可复制的唯一性，作为生物密钥时无法复制，进行身份认定安全、可靠、准确，但需要借助计算机技术来实现自动识别。

生物识别由生物识别技术和生物识别系统来共同完成。计算机上的相应识别系统先对人的生物特征进行取样并数字化，形成用于比对的特征模板。此后在对人自动识别时，就是重新采集人体生物特征与计算机中存储的样本进行比对，相似度达到规定值时，即认为身份符合，可以确认身份。确定身份之后的用途，取决于使用场合，如嫌疑人识别、系统登录、考勤打卡、门禁等。

可用于生物识别的生物特征分为生理特征和行为特征。生理特征有手形、指纹、掌纹、脸形、虹膜、视网膜、静脉纹、脉搏、耳廓等，行为特征有步态、声音、签字等。基于这些特征，现在已经应用成熟的有指纹识别、面部识别、虹膜识别、声音识别、签名识别等多种生物识别技术。

指纹识别，携带终身

早在19世纪初，科学研究就发现了指纹的两个重要特征：一是两根不同手指的指纹纹脊的式样不同；二是指纹纹脊的式样与生俱来，而且终身不会改变。

“指纹终身不变”理论，由德国人类学家威尔克（Welker）在1856年提出。他对自己34岁和75岁时的指纹进行了对比，发现指纹的纹形类型和细节点特征没有变化。“指纹各不相同”理论，由英国人亨利・福尔茨（HenryFulds）于1889年提出，并在总结前人研究成果的基础上，首次提出了基于指纹特征点进行指纹识别的理论。1892年，英国人类学家弗朗西斯・戈顿（FrancisGalton）出版《指纹》一书，首先确定斗纹、箕纹、弧纹三种基本分类法（如上页图1），并指出指纹的构造和生理作用，指纹的应用开始受到重视，并逐渐为政府和法律认可。

在各种生物识别技术中，指纹识别是应用最为广泛的一种。从服务器的系统登录、身份认证，到智能手机的解除锁定、防盗报警，从公司机构的考勤打卡、出入门禁，到公安系统的网上追逃、嫌犯确认，都有指纹识别的身影。

目前，商务笔记本以及中高配置的手机一般都配备了指纹识别组件。基于不同厂商技术方案的指纹识别系统，所使用的指纹识别器也各不相同，最常见的有按压式（如图2）和滑动式（如图3），手机上应用的样式则更为丰富（如图4）。

实现指纹识别的方法很多，可以比较指纹的局部细节（如公安部门），也可以通过全部特征进行识别，甚至还可以用波纹边缘模式和超声波来进行识别。相应的设备也多种多样。

高通SnapdragonSenseID3D指纹技术能够通过超声波技术来读取指纹信息，这样不管你的手指放在手机上的任何位置，都能通过外壳来“感知”到你的指纹，设备厂商就无需考虑指纹阅读器在平板电脑或者手机上的位置。

指纹识别已为大部分国家政府接受和认可，广泛地应用到政府、军队、司法、银行、电子商务和安全领域，成为生物识别中的佼佼者。

与指纹识别类似的，还有手掌几何学识别，包括手形掌形识别、掌纹识别。手掌几何学识别是通过测量使用者的手掌和手指的物理特征来进行识别的，甚至还可以识别三维图像，不仅性能好，而且使用方便，准确性可以达到很高的程度，并且可以灵活调整。相应的识别设备为手形读取器，适应范围广，容易集成到其他系统中，使用逐渐增多。

声音识别，如影随形

声音识别也称声纹识别（VoiceprintRecognition，VPR）、说话人识别，是通过分析使用者声音的物理特性来进行识别的技术。

人说话声音的产生是语言中枢与发音器官配合进行的复杂的生理物理过程，人在讲话时各个发音在形态方面差异很大，所以任何两个人的声纹图谱（用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱）都有差异。每个人的语音声学特征既有相对稳定性，又有变异性，不是绝对一成不变的。但一般情况下，人们仍能区别不同人的声音或判断是不是同一人的声音。

声音识别主要是利用人的声音特点进行身份识别，优点在于它是一种非接触识别技术，容易为公众所接受（如图5）。

声音识别所提供的安全性可以在实际生活中应用，并且语音采集装置成本较低，一般的电话、手机、麦克风均可，无需特殊的设备。声音信号便于远程传输和获取，在基于电信和网络的身份识别中得天独厚，优势明显。

然而，由于生理、病理、心理、模拟、伪装、语速、音量变化、环境干扰等的原因，人的声音可能会发生变化。同样，不同声音传感器的音质也会导致采集结果出现偏差，识别过程也比较复杂。对声纹进行采集和建模时，系统需要多次的“训练”和“学习”，这方面还有很多研究工作需要进行和完善。目前主要应用于刑侦辨认、电话银行交易确认、战场环境监听、门禁系统、自动总机系统和呼叫中心等领域。

与声音识别容易混淆的，还有语音识别。语音识别不是用来识别说话人的身份的，而是将语音识别为文字，它不属于生物识别的范畴。

虹膜识别，应运而生

虹膜是眼睛中位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含很多相互交错的斑点、细丝、条纹、隐窝、凹点、射线、皱纹等细节特征。据称，没有任何两个虹膜是一样的。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中都将保持不变。这些特点决定了虹膜特征的唯一性，因此可以将眼睛的虹膜特征作为身份识别要素。

虹膜识别是与眼睛有关的生物识别中对人产生较少干扰的技术。它使用普通的相机成像元件，不需要用户与机器发生接触，就能实现更高的模板匹配性能。

虹膜识别技术被认为是21世纪最具有发展前途的生物认证技术。在包括指纹在内的所有生物识别技术中，虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种（如图6）。到目前为止，虹膜识别的错误率是各种生物特征识别中最低的，约为十万分之一。

与虹膜识别类似的，还有视网膜识别。

视网膜是眼睛底部的血液细胞层（如图7）。视网膜扫描是采用低密度的红外线去捕捉视网膜的独特特征，血液细胞的唯一模式因此被捕捉下来。视网膜扫描是十分精确的，但它要求使用者注视接收器并紧盯某一点，让人不太舒服，用户不太能够接受。

视网膜也是一种固定的生物特征，并且它是隐藏于眼底的，不会受到磨损等影响，也无法像指纹那样伪造和欺骗，使用者更无需和设备进行直接接触。

但是，视网膜识别技术的设备较为昂贵，识别过程要求也高，还可能会给使用者带来健康损害，其影响需要进一步确认，在推广上受到了一定阻碍，因而不能成为主流的生物识别技术。

面部识别，全面跟进

面部特征是非常显著的个体特点，成为个人在社交中的标志性符号。生活中我们对人的面容印象非常深刻，即使有了发型和服饰的改变，也不会影响从面貌认出某人。

面部识别就是根据人的面部特征来进行身份识别的技术，因此也称为人脸识别（如图8）。在人工智能领域，可以通过分析比较人物视觉特征信息进行身份鉴别，即人物识别，而面部识别就是最常用的人物识别手段。通过比较人物和照片来核实身份，就是一种原始的面部识别方法。

面部识别的算法有多种，有的基于人脸特征点，有的基于整幅人脸图像，有的基于模板，还有的是利用神经网络进行识别。在实现技术上，有标准视频识别和热成像识别两种。

标准视频识别是通过摄像头记录下人的眼睛、鼻子、嘴的形状及相对位置等面部特征，将其转换成数字信号，再利用计算机进行比对。标准视频识别是一种常见的身份识别方式，广泛应用于公共安全领域。

热成像识别主要通过面部血液产生的热辐射来产生面部图像，因此不需要良好的光源，即使在黑暗环境下也能正常使用。

面部识别技术已经应用在很多方面，如住宅小区的安全管理、银行门禁、单位考勤系统、电子护照及身份证、人脸识别防盗门、信息安全登录、自助服务、监狱犯人管理、边境安检通关、军队安保、考生身份验证、司法和刑侦等。天网工程中的高清摄像头，也为面部识别在刑侦中的应用立下汗马功劳。

基因识别，匹配精准

基因是生命的遗传物质，支持着生命的基本构造和性能。同一生物物种之所以千差万别，就是因为基因的不同，因此基因可以用来鉴别和确定人的身份及相互之间的遗传关系。

生物体内的遗传物质有DNA和RNA，而基因就是具有遗传效应的DN段，是每个人独一无二、永不改变的生物指征。因此基因的鉴定就是DNA的鉴定（如图9）。

人体细胞中DNA分子的结构因人而异，除了同卵双胞胎可能具有同样结构的DNA外，每个人的DNA在整个人类范围内具有唯一性和永久性，这是基因识别的基础。基因识别的准确性优于其他任何身份鉴别方法，同时有较好的防伪性，因而具有绝对的权威性，鉴定结果可为法律认可。

人类基因组计划的开展，使人们对基因结构和功能认识不断深化，DNA鉴定在身份识别中的应用越来越普遍。因为DNA存在于细胞中，因此人体的毛发、血液、组织液及其他含有细胞的体液、各种组织器官甚至脱落的上皮细胞，都可以作为DNA的检材。但是DNA的提取难度和鉴别过程的复杂性使得DNA鉴定技术只有在有条件的机构才能进行。

基因识别是一种高级的生物识别技术，由于技术上的原因，还不能做到实时取样和迅速鉴定，这限制了它的广泛应用，目前多用于亲子鉴定、犯罪嫌疑人识别等方面。

静脉识别，颇有前景

人体手指的静脉分布具有个体特征，并可通过其中的血液表现出来。

静脉识别的工作原理，就是依据手指中流动的血液可吸收特定波长的光线，而使用特定波长光线对手指进行照射，得到手指静脉的清晰图像。利用计算机对获取的影像进行分析，得到手指静脉的生物特征并进行数字处理，形成个人的静脉特征模板。识别时，使用指静脉识别器读取人体手指静脉信息，与系统中注册的静脉特征数据进行比对，从而确定身份（如上页图10）。

静脉识别系统一般采用红外线摄像头获取手指、手掌、手背静脉的图像，运用滤波、图像二值化等细化手段和匹配算法进行比对，实现身份鉴定。

静脉识别设备简单，采样方便，很有发展前景。在2015年的高考中，内蒙古自治区已率先使用指静脉生物识别技术验证考生身份。

与静脉识别类似的，还有脉搏识别，但是应用较少。

步态识别，尚存疑问

对于熟识的人，即使我们没有看清他的面目，仅仅从远处看到他走路的姿态，就可以辨认这人是谁。这说明，步态也是一种人体语言，不同的人其行走步态各有特点，这正是步态识别的基础。

步态识别属于行为特征识别，使用摄像头采集人行走过程的图像序列，进行计算机处理后同存储的数据进行比较，来达到身份识别的目的（如图11）。

在不被注意的情况下，一般人不会伪装步态。步态识别的独特优势在于，远距离或低视频质量情况下的识别潜力很高，在天网工程摄像头模糊的视频图像中常能发挥意想不到的鉴别作用。

但是步态识别的准确程度尚有疑问，由于衣着变化、携带行李、拍摄角度等因素的影响，在提取图像轮廓时就会出现偏差，最终可能识别错误。

步态识别技术现处在初期阶段，其发展还面临许多挑战。但它在远距离的身份识别和主动防御上的突出性能可以借鉴和结合到其他生物识别技术中，在多模式识别中发挥作用。

签字识别，简便易行

签字是一种传统身份认证手段，人们早已习惯将签字作为一种在交易中确认身份的方法，很多信用卡在办理时都会采集办卡人的签名。

签字识别技术主要是通过测量签字者的字形及不同笔画间的速度、顺序和压力特征，对签字者的身份进行鉴别。

签字识别很容易被接受，笔迹鉴定也为法律所采用。签名模仿其实并不那么容易，经过实践检验，签字识别尤其是签名识别的准确率还是相当高的。

与声音和步态一样，签字也是一种行为特征，同样会受人为因素的影响。

除了上面提到的生物识别技术以外，还有通过气味、耳垂和其他特征进行识别的技术，但是发展不成熟的技术还不能走进日常生活。

在识别技术应用的过程中，越来越多的生物特征被发现和开发，如皮肤识别。由于每个人的皮肤厚度和皮下层结构的不同，人类的皮肤也都有其个性特点和专一特性，这些会影响反射光的不同波长。通过把红外光照进一小块皮肤并通过测定反射光波长，就可以用来确认人的身份。

采用生物特征识别的系统在利用个人特征来验证用户身份时，如果该特征被外力所改变，如受伤和磨损，那么识别的结果就会大相径庭。为了避免各种因素造成的结果不可靠，人们想到通过多种传感器捕捉不同的生物特征来多方向识别，这就是生物特征融合的多模态生物特征识别。

生物特性识别技术范文篇3

目前，随着社会、科技、经济、政治等领域的深刻变化和飞速发展，安保的形势越来越严峻，人们越来越关注身份验证识别的安全性，生物识别技术以其独有的优势发挥着越来越重要的作用，尤其是人脸识别技术，在公共安全领域的应用有着重要的意义。

【关键词】人脸识别公共安全应用

1人脸识别概述

随着科技的进步和社会的发展，身份验证识别的安全性越来越引起人们的关注。与传统的持有物验证（如身份证）和信息验证（如密码）有所不同，生物特征识别技术提取生理或行为特征进行身份鉴别。生物特征识别的对象是人本身，无需验证物与验证信息，这就直接决定了这种认证方式更安全、更方便。生物特征识别技术包括：人脸识别、指纹识别、虹膜识别、手掌几何学识别、手掌静脉识别、DNA识别、语音识别、步态识别、笔记识别等等。生物特征是每个人所必备的特征，并且具有可以区分他人的唯一性和在一段时期内特征保持不变的稳定性。随着计算机、数学、生物、光学等科技技术的迅猛发展，生物特征识别己经成为最快捷、安全的身份鉴别解决方案。

人脸识别技术是生物特征识别领域中基于人脸面部特征的识别技术，通过摄像头等采集设备提取人脸面部特征，并通过特征匹配进行身份验证识别。人脸识别与其它生物特征识别一样具有唯一性和不易被复制的良好特性，与此同时又有其独特的优势。

（1）自然性：生活中人类依靠相貌（人脸特征）、身形（步态特征）、语言（语音特征）等表性特征进行身份的识别，而并不是依靠虹膜、指纹等隐形特征。人脸识别技术符合人类视觉的识别方式，识别结果自然并且直观。

（2）性价比高：与指纹、虹膜识别相比，无需特殊的特征采集传感器设备（例如电子压力传感器、红外线采集传感器），仅使用摄像头就可以实现特征采集，这使得应用极为方便，应用范围广。

（3）非接触非配合性：与指纹、虹膜识别相比，不需要用户特意地接触传感器进行特征采集，只需出现在摄像头采集范围内即可采集人脸脸部特征。这种采集方式方便快捷，不易被察觉，具有良好的隐蔽性，尤其适用于信息安全、形事侦破等领域，是当今反恐、安防最受重视的科技手段。

人脸识别系统己经广泛应用于金融、司法、边检、教育、电子商务等领域，并在信息化社会的发展中起到十分重要的作用。人脸识别技术主要有以下几种典型应用。

（1）门禁系统：在住宅区、写字楼、工厂等地方安装人脸识别系统，通过对人脸进行鉴别来控制人员进出的权限，同时也可用于考勤记录、进出人员身份记录。对于保密级别较高的地方还可以结合其它生物识别模式（指纹、虹膜等）、ID卡以及密码信息等多重身份鉴别方式来提高门禁系统的安全性。

（2）证件检验：可用于证件检查（例如身份证、护照、驾照、工作证等）、机场安检口身份检查以及结合犯罪嫌疑人数据库的安检系统等，通过与数据库中的人脸数据信息进行比对确认身份信息，可有效地预防证件伪造、犯罪嫌疑人出入境等情况的发生。

（3）刑事侦缉：视频监控摄像头己经广泛地覆盖了银行、商场、海关、办公楼、地铁站等场所，一旦发生刑事案件，公安机关可以借助人脸识别技术提取视频图像中犯罪嫌疑人的人脸特征，通过比对人脸数据库快速地确认犯罪嫌疑人的身份。

（4）金融商务：通过人脸识别技术辅助验证信用卡、银行卡、金融卡等持卡人的身份，防止非持卡人持卡并获取密码的情况。同时人脸识别还可结合数字密码实现网络支付、计算机客户端登陆、审批授权，从而大大提高了电子商务的安全性。

2人脸识别技术在公共安全视频监控领域的应用

最近几年，随着人脸识别算法技术的不断提高，人脸识别技术被广泛地应用到了公共安全视频监控领域。同时，很多地方政府为了提高当地的安全管理水平，已经建立了一套人脸识别系统，下面就来具体说下人脸识e技术在公共安全视频监控领域的应用：

2.1情报领域应用

人脸信息是情报信息的重要来源，情报分析主要是针对各种基础信息的碰撞，并对情报信息进行有效分析，然后把危险扼杀在源头，减少安全事故的发生概率。相关部门通过对人脸的相关信息进行有效分析和对比，能够实现对犯罪分子的有效防控，从而消除恶性案件的发生概率。

2.2户政应用

随着我国社会经济的不断发展，户政管理业变得越来越严谨。在传统的户籍管理中，由于缺乏先进的管理技术，从而出现了很多问题，其中包括骗领身份证、户籍重复性等问题。但是，目前在户籍管理中，逐渐使用了人脸识别技术，这样避免了骗领身份证等问题的发生。人脸识别技术不仅能够对身份证进行集中对比，而且还能够及时清理异常的户籍信息。与此同时，针对犯罪分子而言，通过人脸识别技术，能够有效识别出犯罪分子的行踪，例如：当地公安部可以把犯罪分子的人脸图像输入到全国数据库中，然后对人脸数据库进行有效对比，最后排查出是否有网上在逃人员套用本地居民户口资料的情况。除此之外，目前各地的宾馆或者街道中都安装了人脸抓怕系统，如果有人员进入到了视频监控中，那么就会及时抓拍到每个人的图像，然后公安部就能够根据人员的活动轨迹和人脸截图输入到人脸识别库中，对其进行重点监控，从而使得公安部对人员进行判断，判断其是否属于在逃人员。

2.3种族比对应用

人脸识别技术在公共安防视频监控领域的应用中，还有一个比较重要的应用那就是种族对比应用。种族比对应用主要也是采用人脸的抓拍形式，不同的种族人的面部特征也存在很大的差异性。各个地方应该建立种族识别分类器，以方便查找种族人脸的相关信息。种族识别分类器主要是针对大量的人脸特征数据进行有效分析，同时，要针对不同的种族特征信息进行分类，输入多个软分类器，然后再对这些数据进行深入分析，最后由强分类器确定种族，从而实现种族比对应用效果，最终为公安防范体系智能化的建立奠定坚实的基础。

3结语

当前公共安全业务中，人脸识别技术已涵盖包括出入境管理、户籍、人证核查等领域，但很依赖于图像质量的可靠稳定。为更好地适应公安应用场景，必须寻求综合的解决方案，以满足不同的业务需要。而公安领域对人脸识别技术迫切而广泛的需求，也将进一步推动人脸识别技术智能化的研究和发展。

参考文献

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