生物特征識別技術(shù)

關(guān)于生物特征識別技術(shù)第1頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三如何準確鑒定一個人的身份，保護信息安全？保護信息安全

證件

磁卡IC卡密碼網(wǎng)絡(luò)信息化時代第2頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三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(fù)制了

手機被他人盜用，打了國際長途

。。。。。。第3頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三生物特征識別技術(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(xué)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，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三第5頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三生物識別應(yīng)用的發(fā)展趨勢刑偵領(lǐng)域現(xiàn)代指紋識別自動虹膜識別虹膜識別進入應(yīng)用領(lǐng)域靜脈識別發(fā)展中多模態(tài)生物識別20世紀90年代1993199721世紀第6頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三社會應(yīng)用普適化精度更高，設(shè)備更小多模態(tài)生物識別更人性化，非接觸的方式采集生物識別應(yīng)用的發(fā)展趨勢第7頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三生物識別技術(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(fù)原

第8頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三3.特征抽取機器通過學(xué)習(xí)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9頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三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10頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三第11頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三什么是虹膜？

1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12頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三捕捉虹膜的數(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13頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三虹膜識別技術(shù)的特點惟一性

發(fā)育學(xué)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14頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三第一代：純光學(xué)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(xué)+電子儀器

由光學(xué)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15頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三第三代：光學(xué)+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16頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三第四代：光學(xué)+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17頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三虹膜識別系統(tǒng)自動收款機虹膜識別門禁系統(tǒng)第18頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三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19頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三指紋識別超聲波指紋圖像

半導(dǎo)體電容式光學(xué)采集油墨+指紋卡超聲波的反射信號根據(jù)指紋與半導(dǎo)體電容感應(yīng)利用光的全反射來成像利用的是指紋“觸物留痕”的特性指紋識別應(yīng)用的發(fā)展階段第20頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三系統(tǒng)復(fù)雜程度高硬件成本，運行環(huán)境要求程度高使用和維護的成本較高20世紀60年代起主要應(yīng)用于司法與刑偵領(lǐng)域油墨+指紋卡指紋識別第21頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三指紋識別光學(xué)采集指紋的應(yīng)用1990年以后，廉價指紋采集器和計算設(shè)備的出現(xiàn)，解決了快速準確的匹配算法問題，使指紋識別技術(shù)走向了基于個人的應(yīng)用。1980年后，隨著個人計算機和光學(xué)指紋采集器的發(fā)明，指紋識別技術(shù)開始進入了一些非司法領(lǐng)域，如：居民身份證等。第22頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三指紋識別全球第一個半導(dǎo)體指紋識別傳感器半導(dǎo)體指紋采集的應(yīng)用電容傳感器開創(chuàng)了指紋識別應(yīng)用的新時代

電容傳感器始于1998年，屬于半導(dǎo)體傳感器的一種，半導(dǎo)體指紋傳感器還包括半導(dǎo)體壓感式傳感器、半導(dǎo)體溫度感應(yīng)傳感器等，其中，應(yīng)用最廣泛的是半導(dǎo)體電容式指紋傳感器。

體積更小，速度更快，系統(tǒng)復(fù)雜度降低

第23頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三公司企業(yè)社保稅務(wù)銀行政府指紋識別指紋識別指紋識進入全面的應(yīng)用第24頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三指紋識別指紋識別銀行業(yè)應(yīng)用北京農(nóng)村商業(yè)銀行2006年第一個試點采用指紋識別認證系統(tǒng)，將用戶指紋和客戶號綁定，用戶可通過指紋識別進入銀行，自助進行各種操作。產(chǎn)品由北京數(shù)字指通軟件技術(shù)有限公司提供。柜員指紋身份認證系統(tǒng)中國建設(shè)銀行和中國郵政儲蓄銀行已分別于2007年8月和10月在全行營業(yè)網(wǎng)點中推廣應(yīng)用；湖北省信用社；指紋支付“指付通”招商銀行聯(lián)合指紋技術(shù)運營公司“立佰趣”在上海推出；指紋POS機第25頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

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26頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三指紋分類

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27頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三第一代指紋識別系統(tǒng)屬于光學(xué)識別系統(tǒng)光學(xué)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28頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三電容傳感器技術(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29頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三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30頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三指紋識別的優(yōu)點專一性強，復(fù)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(fù)制指紋的可能性

指紋識別的缺點第31頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三指紋識別系統(tǒng)

指紋識別芯片

指紋鼠標

指紋手機

指紋識別的汽車

第32頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三安全防護邊防控制金融終端等各種產(chǎn)品199119932005現(xiàn)在虹膜識別的應(yīng)用和發(fā)展JOHNDAUGMAN實現(xiàn)了一個高性能的自動虹膜識別原型系統(tǒng)中國第一個虹膜識別專利得到批準美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的JOHNSON實現(xiàn)了一個自動虹膜識別系統(tǒng)虹膜識別第33頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三金融業(yè)銀行業(yè)商業(yè)保密機構(gòu)醫(yī)療記錄公司考勤學(xué)校管理社區(qū)控制門禁電子商務(wù)軍事基地槍械庫核能設(shè)備電腦機房政府辦公室資料保密室民用級別商用級別國家級別虹膜識別虹膜識別的應(yīng)用和發(fā)展第34頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三虹膜識別1998年日本長野冬季奧運會中，虹膜/視網(wǎng)膜識別系統(tǒng)被應(yīng)用在運動員和政府官員進入奧運村的控制，還使用虹膜/視網(wǎng)膜識別技術(shù)對射擊項目的槍支進行安全管理。2002年2月，英國倫敦希思羅機場開始對一種先進的保安系統(tǒng)進行測試，新系統(tǒng)可掃描乘客的眼睛，以代替檢查乘客的護照。

2003年3月18日，阿布扎比(阿拉伯聯(lián)合酋長國之一)宣布世界上第一套國家級的基于虹膜識別技術(shù)的針對被驅(qū)逐的外國人虹膜追蹤與國界控制系統(tǒng)開始啟用。美國“Iriscan”研制出的虹膜識別系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在美國得克薩斯州聯(lián)合銀行的三個營業(yè)部內(nèi)。儲戶該取款機上取錢時，一臺攝像機首先對用戶的眼睛進行掃描，然后將掃描圖象轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息與數(shù)據(jù)庫中的資料核對，以對用戶的身份進行檢驗。第35頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三36

(1)虹膜識別是非物理接觸式的，而指紋識別是物理接觸式的，更方便使用；(2)虹膜受保護性好，圖像更穩(wěn)定；而指紋易磨損，手指太干或太濕都不易提取圖像；(3)生理學(xué)、遺傳學(xué)表明：虹膜的安全性、可靠性更好。一般來說，人們可以通過三方面評價一種人體生物認證識別技術(shù)的好壞:安全性、實用性和公眾能否接受。虹膜身份認證的可靠性高，認證的錯誤接受和錯誤拒絕率是最低的，虹膜在眼睛的內(nèi)部，用外科手術(shù)很難改變其結(jié)構(gòu)，由于瞳孔隨光線的強弱變化，想用偽造的虹膜代替活的虹膜是不可能的。虹膜識別身份認證還具有很強的實用性。虹膜認證不讓受試者有犯罪感或被調(diào)查的感覺，在不接觸狀態(tài)下攝取圖像，對人身沒有侵犯，因而容易被公眾接受。虹膜識別的優(yōu)點第36頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三374.手語識別目前,一些產(chǎn)品已經(jīng)問世，如中科院計算所研發(fā)出的“手語自動翻譯與虛擬人合成系統(tǒng)”。該系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)手套和跟蹤器獲取聾啞人的手語信息．并進行識別，然后通過語音合成將聾啞人所要表達的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成正常人的語音輸出；也可提取特定人的面部特征，合成面部動作和表情，將語言轉(zhuǎn)換成手語，通過三維虛擬人在計算機屏幕上演示出來．實現(xiàn)聾啞人與正常人之間的對話.第37頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三靜脈識別現(xiàn)在

2000年1997年后1997年日立富士通和索尼日立的手指靜脈識別ATM上市富士通開始靜脈識別研究日立最早把靜脈引入到生物識別靜脈識別應(yīng)用的發(fā)展階段第38頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三靜脈識別索尼日立富士通手指靜脈識別手掌靜脈識別手指靜脈當前最小USB設(shè)備第39頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三日本三菱銀行能靜脈識別的超級IC卡（富士通）日立制作所開發(fā)的手指靜脈確認機系統(tǒng)是利用手指靜脈模式來確定個人身份的系統(tǒng)，2006年4月3日被京都信用金庫所采用。

...在日本和歐美國家，除了銀行等金融機構(gòu)，這項技術(shù)還廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域。醫(yī)院病人資料庫管理、政府信息中心出入管理、圖書館會員管理、小學(xué)生餐飲系統(tǒng)管理等，都已經(jīng)安裝了靜脈識別系統(tǒng)波蘭銀行自動取款機引入生物識別技術(shù)--波蘭BPSSA銀行2010年5月11號宣布將引入采用生物識別技術(shù)的自動取款機。這是歐洲銀行業(yè)首次將生物識別技術(shù)應(yīng)用到取款機上靜脈識別第40頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三步態(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41頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

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42頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

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43頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三掌紋識別技術(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)

第44頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

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45頁，講稿共52頁，2023年5月2日，星期三

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)