生物特征識別

生物特征識別第1頁/共42頁如何準確鑒定一個人的身份，保護信息安全？網(wǎng)絡(luò)信息化時代第2頁/共42頁日常生活中往往會出現(xiàn)：鑰匙丟了，進不了門密碼忘了，無法在ATM機上取錢

電腦中的重要資料被他人非法復制了

手機被他人盜用，打了國際長途

。。。。。。第3頁/共42頁生物特征識別技術(shù)

人體生物特征識別技術(shù)是依據(jù)人類自身所固有的生理或行為特征與計算機信息系統(tǒng)結(jié)合對人體進行身份識別的一種高科技技術(shù)人體生物特征與生俱來，具有先天性、不變性和唯一性的特點，把其生物特征采集下來轉(zhuǎn)換成數(shù)學模板存貯到計算機系統(tǒng)中與其生物特征比較，確定其身份人體生物識別技術(shù)最大的優(yōu)勢可靠方便安全第4頁/共42頁第5頁/共42頁生物識別技術(shù)原理1.樣本采集通過某種原理可以測量生物特征，并將其轉(zhuǎn)化成計算機可以處理的數(shù)字信號

2.預(yù)處理目的主要是去除噪聲，加強有用的信息，并對輸入測量儀器或其他因素所造成的退化現(xiàn)象進行復原

第6頁/共42頁3.特征抽取機器通過學習獲取生物特征信號中能夠凸現(xiàn)個性化差異的本質(zhì)特征，從而實現(xiàn)身份的識別

4.特征匹配計算兩個生物特征樣本的特征模板之間的相似度第7頁/共42頁人體生物特征識別技術(shù)

虹膜識別指紋識別簽名識別步態(tài)識別掌紋識別第8頁/共42頁第9頁/共42頁什么是虹膜？

虹膜識別虹膜是指眼球中瞳孔和眼白之間的充滿了豐富紋理信息的環(huán)形區(qū)域每一個虹膜都包含一個獨一無二的基于像冠、水晶體、細絲、斑點、結(jié)構(gòu)、凹點、射線、皺紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)。

第10頁/共42頁捕捉虹膜的數(shù)據(jù)圖像

為虹膜的圖像分析準備過程

從虹膜的紋理或類型創(chuàng)造512字節(jié)的iriscode.

使用iriscode模板用于確認。虹膜識別技術(shù)的工作原理第11頁/共42頁虹膜識別技術(shù)的特點惟一性

發(fā)育學家通過大量觀察發(fā)現(xiàn),虹膜上豐富的紋理圖案因人而異。每個人每只眼睛的虹膜都是唯一的。穩(wěn)定性

虹膜在人出生八個月后就已經(jīng)穩(wěn)定成型、終身不變

非接觸式采集

用戶可以在不與采集設(shè)備接觸的情況下成像

第12頁/共42頁第一代：純光學儀器采用普通的放大鏡，需要由外部環(huán)境光做光源

在普及過程中，配備了檢測燈光缺點：環(huán)境的光線不足對檢測的影響很大

第二代：光學+電子儀器

由光學部件組成虹膜儀的鏡頭，由電子元件完成信號采集/轉(zhuǎn)換、甚至臨時儲存的功能，然后通過顯示儀器顯示出來具備了更多功能，如定格功能；更換各種倍率的鏡頭：使虹膜儀具備了照相、皮膚檢測、頭發(fā)檢測的功能；配備小型LCD顯示器的

便攜式儀器虹膜檢測儀的發(fā)展第13頁/共42頁第三代：光學+電子+計算機技術(shù)

計算機的出現(xiàn)，使虹膜儀進入了智能時代電腦自動診察分析，不需要熟記虹譜圖；可以儲存客戶檔案、測試資料，并打印診察報告

采用USB接口與計算機連接，無需外接電源，可配合手提電腦在各種環(huán)境下應(yīng)用開放式分析系統(tǒng)讓使用者不斷完善升級自己的系統(tǒng)虹膜檢測儀第14頁/共42頁第四代：光學+電子+計算機技術(shù)+增加像素

提高了像素，解決了圖像失真的問題

虹膜識別技術(shù)，由于獨特的優(yōu)勢，必然會成為未來社會的主流生物認證技術(shù)。未來的安全控制、海關(guān)進出口檢驗、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域的應(yīng)用，也必然的會以虹膜識別技術(shù)為重點

第15頁/共42頁虹膜識別系統(tǒng)自動收款機虹膜識別門禁系統(tǒng)第16頁/共42頁第17頁/共42頁指紋識別指紋識別技術(shù)：

把一個人同他的指紋對應(yīng)起來，通過將他的指紋和預(yù)先保存的指紋數(shù)據(jù)進行比較，就可以驗證它的真實身份第18頁/共42頁

識別指紋總體特征紋形： 環(huán)型（又稱斗形）、弓形、螺旋形模式區(qū)： 指紋上包括了總體特征的區(qū)域核心點： 在讀取指紋和比對指紋時作為參考點，位于指紋紋路的漸進中心。三角點： 位于從核心點開始的第一個分叉點或者斷點紋數(shù)： 模式區(qū)內(nèi)指紋紋路的數(shù)量第19頁/共42頁指紋分類

指紋自動識別系統(tǒng)將指紋分為：弓形紋（弧形紋、帳形紋）箕形紋（左箕、右箕）斗形紋雜形紋第20頁/共42頁第一代指紋識別系統(tǒng)屬于光學識別系統(tǒng)光學指紋識別系統(tǒng)由于光不能穿透皮膚表層（死性皮膚層），所以只能夠掃描手指皮膚的表面，或者掃描到死性皮膚層，但不能深入真皮層。第21頁/共42頁電容傳感器技術(shù)是采用了交替命令的并排列和傳感器電板交替板的形式是兩個電容板，以及指紋的山谷和山脊成為板之間的電介質(zhì)。兩者之間的恒量電介質(zhì)的傳感器檢測變化來生成指紋圖像。

第二代電容式傳感器第22頁/共42頁第三代生物射頻指紋識別技術(shù)原理：通過傳感器本身發(fā)射出微量射頻信號，穿透手指的表皮層去控測里層的紋路，來獲得最佳的指紋圖像第23頁/共42頁指紋識別的優(yōu)點專一性強，復雜程度高可靠性高

速度快、使用方便設(shè)備小、價格低

某些人或某些群體的指紋因為指紋特征很少，故而很難成像指紋痕跡存在被用來復制指紋的可能性

指紋識別的缺點第24頁/共42頁指紋識別系統(tǒng)

指紋識別芯片

指紋鼠標

指紋手機

指紋識別的汽車

第25頁/共42頁指紋識別技術(shù)第26頁/共42頁簽名識別簽名：“字如其人” 筆跡是書寫者自身的生理特點和后天學習過程的綜合反映簽名識別：基于書寫者的書法內(nèi)在特點進行身份鑒別自動筆跡識別系統(tǒng)：通過手寫板采集書寫樣本,手寫板不僅記錄了書寫內(nèi)容和書寫形式(圖像形式),還包含了書寫時間、壓力等信息(二維信號)

第27頁/共42頁筆跡特征屬于行為性的生物特征筆跡總體上具有相對穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用：國家間重要協(xié)議的簽署，銀行、金融部門的簽名對照，公安、司法部門的刑事調(diào)查和法庭證據(jù)，等等采集環(huán)境和書寫者主觀因素會影響樣本的穩(wěn)定性

第28頁/共42頁步態(tài)識別步態(tài)：人走路的姿勢

步態(tài)特征的穩(wěn)定性、唯一性較低

步態(tài)識別突出的優(yōu)點在于可以遠距離獲取第29頁/共42頁

應(yīng)用犯罪分子追蹤家庭防盜手機、筆記本等物品防盜系統(tǒng)第30頁/共42頁

掌紋識別掌紋含有大量的信息可用于身份鑒別在人們寬闊的手掌皮膚表面有豐富的紋路結(jié)構(gòu)，包括主線、皺紋線、脊線、奇異點、紋理等圖像特征，這些特征都是人各有異、和基因無關(guān)以三維空間測試手掌的形狀、4指的長度、手掌的寬度及厚度、各手指的兩個關(guān)節(jié)部分的寬與高等作為辨別的條件第31頁/共42頁掌紋識別技術(shù)特點對硬件要求低識別精度高采集非接觸移動身份識別計算速度快便于二次開發(fā)

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主要應(yīng)用領(lǐng)域1）高端門禁：國家機關(guān)、企事業(yè)單位、科研機構(gòu)、高檔住宅樓、銀行金庫、保險柜、槍械庫、檔案庫、核電站、機場、軍事基地、保密部門、計算機房等的出入控制。2）公安刑偵：流動人口管理、出入境管理、身份證管理、駕駛執(zhí)照管理、嫌疑犯排查、抓逃、尋找失蹤兒童、司法證據(jù)等。3）醫(yī)療社保：獻血人員身份確認、社會福利領(lǐng)取人員、勞保人員身份確認等。4）網(wǎng)絡(luò)安全：電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)訪問、電腦登錄等。5）其它應(yīng)用：考勤、考試人員身份確認、信息安全等。第33頁/共42頁

生物測量手段

在身份識別或確認過程中會有錯誤。有兩個重要的測量因子可以表明任何一種生物測量技術(shù)的正確性，可靠性。拒假率（FRR） 在進行生物測量時，對某對象的某一生物特征進行生物測量所得結(jié)果與該對象已經(jīng)記錄在系統(tǒng)中的模板不匹配，這時拒假事件發(fā)生。容假率（FAR） 在生物測量時，有一種可能性——對某一個對象的某一生物特征掃描取得的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中另外一個非該對象的模板足夠相似以至于匹配,這種錯誤叫做接受假事件，相關(guān)的概率叫做容假率FAR。

第34頁/共42頁第35頁/共42頁生物識別技術(shù)的FAR以及FRR

Face—面部識別Fp-chip指紋芯片采集FP-chip(2)——指紋芯片采集（2）

FP-optical——指紋光學采集Hand——掌紋Iris——虹膜Vein——血管

Voice

——聲音

第36頁/共42頁第37頁/共42頁假冒人體生物特征

入侵修改數(shù)據(jù)庫模板

重放攻擊中間環(huán)節(jié)攻擊

驗證算法出現(xiàn)問題

人體生物特征識別技術(shù)安全性第38頁/共42頁生物識別技術(shù)的前景由于生物特征識別技術(shù)的種種優(yōu)越性，已經(jīng)滲透到我們生活中的方方面面

政府、旅游運輸、金融、衛(wèi)生保健、法律實施。。。帶來的市場份額呈逐年上升的趨勢第39頁/共42頁

隨著人們對安全性、私密性和方便性的要求越來越高，人體生物特征識別技術(shù)的應(yīng)用愈來愈顯現(xiàn)出其智能化、人性化的強大優(yōu)勢，人體生物特征識別系統(tǒng)會更加完善，不斷進入到我們生活的各個方面。并把相關(guān)的產(chǎn)業(yè)帶入到一個嶄新的天地之中。

第40頁/共42頁組長：揭