时间：2023-12-24 16:28:43
序论：速发表网结合其深厚的文秘经验，特别为您筛选了11篇指纹生物识别技术范文。如果您需要更多原创资料，欢迎随时与我们的客服老师联系，希望您能从中汲取灵感和知识！
“指纹”指手指表面由交替的“脊”和“谷”组成的平滑纹理模式，这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，是唯一的。依靠这种唯一性，可以把一个人与他的指纹对应起来，通过和预先保存的指纹比较，就可以验证身份。
iPhone 5s是首款配置指纹识别技术的苹果手机。这款手机的诞生，意味着用户从此无须再靠输入密码进行手机解锁，只需把手指放在Home键上几秒即可完成。这项技术看起来颇为先进，但苹果公司如何处理用户上传的指纹信息，却引发了许多人的担忧。
苹果公司发言人称，iPhone 5s设备的指纹识别功能不会在手机上存储用户的实际指纹信息，指纹扫描系统只存储“指纹数据”，且处理器会对这些数据进行加密。
但这并不足以平息用户的担忧。美国参议员艾尔·弗兰肯已经致信苹果首席执行官蒂姆·库克，希望就指纹识别技术的安全问题得到答案。因为一旦你的指纹被黑客盗取，黑客可以“冒充你的一生”。
据国外媒体报道，来自德国的黑客组织混乱电脑俱乐部近日称他们已成功“利用简单的日常方法”绕过了苹果的指纹识别系统，并演示了如何从玻璃杯上获取某人指纹后成功解锁他的iPhone 5s。
不过对于这种“破解”，瑞星专家唐威说“这种测试属于极端情况下的演示，相比之下，我更关注的是这种指纹识别技术在保护指纹信息安全、保护手机信息安全、保护用户隐性信息方面的防范。”
出于简化识别环节、方便快捷验证信息的目的，开发者们想出了各种方式来设置密码锁：如通过Open ID一键登录社交网络及其热门应用，再如利用多点触控在屏幕上设置简单的图像轨迹，给智能设备上锁。
“但那些很容易被黑客识破，在移动互联时代，一触发便殃及鱼池。”随手记创始人谷风表示，数位密码与图像密码都是静态数据，在计算机内存与网络传输中，极易遭到黑客破解。唯有降低静态数据的精准度、提高动态数据的复杂度，来增加攻击者的成本。
那么iPhoen 5s中的指纹识别技术是否能提高数据的安全性？“相对提高了，但并非绝对。”谷风认为，由于指纹识别技术属于生物识别技术的一种，但生物识别具有不可修改性，一旦生物信息遭窃，即使运营者知道此事，也束手无策。
关于这一点，HID（中国区）渠道总监李桢也有同样感触。在安防领域，生物识别技术应用非常普遍，如虹膜识别、静脉识别、动脉识别、人脸识别、声纹识别，但也不能保证每个人的信息都能通过验证。“生物识别的不通过率在2‰至0.5 ‰之间。”
李桢举例，如指纹识别通过光学指纹机设备采集数百个校对点，校对点对指纹识别的精确度起决定性作用。“如果校对点过少，那么信息识别通过率就高，安全系数就低。如果校对点过高，通过率就低、安全系数就高。此外，也存在着验证者自身无法通过的情况。”李桢指出，每个人的指纹、面部纹路都存在唯一性，但人体表面组织会随着岁月的流逝或意外事故的发生而有所改变，如果指纹机不能精确识别这些变化，那么指纹密码也就无从谈起。
虽然iPhone 5s的指纹识别功能受到质疑，但指纹识别功能仍然具备诸多吸引力。与传统四位数字解锁码相比，指纹识别技术具有免记忆性、身份识别主体（指纹）与个体具有不可分离性、盗取难度复杂性、使用便捷性等优势。
这些优势让人们看到了智能手机发展趋势。外界猜测，iPhone 5s的这一做法将被手机制造商们效仿，指纹识别或将成为未来各大手机厂商争夺的焦点之一。
从目前来看，其他智能手机巨头也在指纹识别上有所动作。日前有媒体曝出在工信部电信设备认证中心官网上看到了HTC One Max的身影，可能将在不久后登陆中国市场。据报道，HTC One Max在背部面板上增加了一块指纹识别区域，这与之前的苹果iPhone 5s类似。而另一手机巨头三星在9月的Note 3，尽管没有如外界预料的用上指纹技术，但不排除它还在进行研发测试，在将来更成熟时用于新的机型。另据外媒日前报道，拥有指纹识别技术的Android设备将在2014年上市。
事实上，指纹识别这一功能并非苹果首创。许多笔记本、外部硬盘和电子钱包都已经在使用指纹识别器。在智能手机方面，早在2011年，摩托罗拉推出的智能手机Atrix 4G就已经支持指纹识别。但因指纹识别并非Atrix 4G的核心功能和卖点，也没有为大众熟知。再早一点的功能机时代，许多手机都已支持指纹识别，但并没有流行开来，用户的使用率也不高。可以说在苹果宣布iPhone 5s置入指纹识别功能之前，没有一家手机厂商带有该识别器的产品获得成功。
上世纪90年代，指纹识别技术就在国内兴起，当时应用仅限于刑侦领域，它可以提高公安机关破案率，同时节省了很多成本。但指纹识别技术在刑侦中属于“不知主体”的使用，“比对”需要通过大型机处理，价格和时间成本都比较大。所以指纹识别常常只作为刑侦的辅助手段，应用不够广泛，市场份额极为有限。
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 09-0000-02
1 前言
生物识别技术主要是指在进行身份验证时采用人的生物特征（诸如指纹、虹膜、声音、面孔、手形）来进行验证。这是因为常见的钥匙、智能卡、口令等存在着被盗用、复制、遗忘、丢失等危险，而人的生物特征是无法被遗忘、失窃和复制的，因此，身份识别和信息安全的未来发展趋势就是采用生物识别技术。
这种技术由于要采用采集设备将人的生物特征转化为图像，再进行识别，所以又称之为生物图像识别技术。20世纪60年代，这种自动指纹识别技术开始兴起，这种识别方法是利用计算机来代替指纹进行识别。不过随着科学技术的发展，指纹采集仪变得廉价，同时高可靠算法也逐渐实现，人们在工作和生活中能逐渐看到这种自动指纹识别技术的使用，国内外的商业和学术界也开始对这种技术进行深入的研究。自动指纹识别相比于其他生物特征的识别如虹膜识别及语音识别有其特别的优点，它被认为是未来生物特征识别技术的主要发展趋势，被称为是一种理想的身份识别技术，具有广泛的应用前景，这一切得益于它很高的可行性和实用性。本文就自动指纹识别技术的发展与应用进行探讨。
2 自动指纹识别技术研究现状
这几年来，微型计算机技术和光电技术发展迅猛，这样使得指纹图像的采集及处理成为可能，而且为自动指纹识别技术的发展打下了深厚的基础。自动指纹识别技术主要分为采集和识别两种技术。
目前大多数自动指纹识别系统使用的采集设备是光电式的。慢慢的电感和电容式的采集设备开始出现，这些设备的出现进一步提高了指纹识别的质量，不过稳定性和耐磨性等还有很多问题。
现在指纹采集技术需主要处理的问题是对于磨损严重的指纹或脏、湿、干的指头都能正确、可靠地采集而且要减少采集时候的变形。许多国家有专门的机构或公司进行自动指纹识别技术方面的研究，其中凭借强大的经济实力和经历力量，欧美国家在该领域的研究处于领先位置。
已经有成型产品面市的公司是法国的Segam公司、美国的Secugen公司、Identicator公司，而得到较为广泛应用的是Identicator公司的ID Safe生物识别技术，其中大概有5000多万人登记使用这种系统，它也被应用于全球的上百万台的计算机。在亚洲，朝鲜这一领域研究水平最高，在1989年，其在中国成立Pefis公司，它的指纹产品在国际上有一定影响力。台湾的Startek公司在指纹识别技术方面的研究水平也可达到世界先进水平。国内的中国科学院自动化所、清华大学、吉林大学、国防科技大学等科研机构和高校也较早的着手这一方面的研究工作。从上世纪九十年代初开始，我国的一些机构如西安青松集团、长春鸿达集团、北大方正集团等分别以机构所在地的高等院校作为技术支撑，逐渐开始在这一领域的研究。其中中国科学院光机所在指纹采集技术方面有较为深入的研究，其研究的光电式活体指纹采集仪可以批量生产。
3 自动指纹识别技术的特点
应用系统利用指纹识别技术可分为验证（Verification）和辨识（Identification）两类。辨识是将现场采集到的指纹和数据库中的指纹一一比对，再从其中找到和现场相吻合的指纹；验证是将现场采集到的指纹和已经登记的指纹进行对比，从而验证身份的过程。
验证就是将提取的指纹存在数据库里。一般数据库中的数据要保障其一致性和安全性，而指纹识别系统为满足高速查询比对的需求，在保障一般数据性能的基础上，还可以进一步以高的速度读取。由于大型指纹识别系统的数据库非常大，因此为了减少检索的时间，一般采用指纹分类和分布式数据库技术。要建立指纹数据库，一般情况下对同一个指纹要采集3-5个样本，同时要分别对样本进行特征抽取和预处理，再从全部的样本图像中找出权值大于给定阀值的点，最后以这些找出的特征点作为模板来建立指纹数据库样本。
指纹识别系统的核心步骤是指纹匹配，它也是一个重要的研究课题，Andrew K，Hrechak等人用结构匹配来做指纹识别，D.K.Isenor等人又提出用图匹配来对两幅指纹图象进行匹配的想法。
美国联邦调查局提出的以细节点坐标模型进行细节匹配是目前最常用的方法，它主要是通过脊线分支点和脊线末梢两种关键点来进行指纹鉴定。利用细节点表示成点模式，那么自动指纹认证的问题将转化成点模式匹配的问题。
在模式识别中比较有名的难题是点模式问题，对于一般的点模式问题，许多人提出过算法，如Xudong Jiang等人的基于局部和全局结构的匹配算法，Shih-hsu Cheng等人的基于二维聚类的快速算法，Sanjay Ranade等人的松弛算法，Zsolt Miklos等人的三角匹配的算法。针对指纹匹配中的点模式匹配问题，Anil Jain等人提出了一种算法，就是通过将直角坐标系中的细节点转换到极坐标系中，再串匹配算法来进行点匹配。识别率是指纹识别系统特定应用的重要衡量标志，其主要是由拒判率FRR和误判率FAR两部分组成。
FAR和FRR这两个值的调整能够通过它们不同的用途来进行，通过大量的资料表明，FAR和FRR两个值之间的关系是反比关系。而如果FRR和FAR间取得很好的平衡，我们说这是一个良好的系统。对于一个实用的系统，为了进行任务的调度，其要具备完善的管理功能，来协调各个模块之间的工作，同时要处理有可能发生的故障。
4 自动指纹识别技术的发展方向
4.1 非接触式真皮层指纹采集
根据生理学的研究结果，在真皮层上指纹的结构有稳定及完美的表现。如果想在指纹采集技术方面有所突破，在脏、湿、干和磨损严重的指纹的情况下能完整、清晰、准确地进行指纹采集，必须要实现在真皮层采集指纹结构。这样也可以更好的解决指纹录入时产生的变形问题。
4.2 多种生物识别技术的融合
各种生物识别技术都具有其自身的特点和优势，而指纹识别技术只是生物识别技术的一种。自动指纹识别技术的发展的一个方向是利用生物识别技术的特点将指纹和其他生物识别技术相结合，实现互补。如把指纹识别技术和脸形结合，将脸形识别结果作为一种检索，从而实现辨识模式下的指纹识别，这样识别的速度将得到显著的提高。
参考文献：
[1]黄世龙，刘书刚，阎嘉，加鹤萍，王彦，叶露.指纹识别算法研究与实现[J].山西电子技术，2012，23（05）：115-119.
[2]谢信琦.指纹识别技术与电子商务认证应用研究[J].甘肃科技纵横，2008，48（05）：165-169.
中图分类号：TP211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0343-01
随着网络信息技术的推广应用以及网络资源开放化对于实际生活的作用影响，人们一边享受网络资源开放带来的便利和优势的同时，对于保障信息安全性的意识也逐渐提高。身份认证就是一种进行个人信息安全性保障的有效方式，但是，随着信息技术的发展以及计算机信息入侵破坏技术的提升，传统的个人身份认证方式在进行个人信息的安全性保障中，已经存在着很大的安全风险与漏洞。在这种情况下，生物识别技术的突出，为网络个人信息的安全保障提供更加绝对可靠的安全保护屏障。
一、生物特征识别作用优势及其常见技术形式分析
1、生物特征识别的作用优势分析
通过人体固有的生物特征实现个人身份的识别认证是生物特征识别方法的基本思路和原理。通常情况下，应用生物特征进行个人身份的识别认证，主要是由于不同人的生物特征与其他人相比，都具有唯一性的特点，并且每个人的生物特征在固定时期内是不会发生变化的，也就说不同人的生物特征具有相对的稳定性，再加上生物特征作为每个人的固有特征，与其他特征相比，一般情况下也不容易发生丢失或者造假等情况，因此，通过人体的生物特征实现个人身份的识别认证是一种有效可行的识别方式。
2、常见的生物特征识别技术与形式
根据上述内容可以看出，应用生物特征识别技术进行个人身份的认证识别，主要是借助能够进行身份识别应用的生物特征在人体中不仅是普遍存在的，并且不同人的生物特征还具有唯一性特征，再加上在进行个人身份的识别与认证应用中能够对于个人的生物特征进行采集对比，以实现身份的识别认证的思路原理和作用优势，在进行人体生物特征的类型划分中，可以将按照人体生物特征的具体内容性质不同划分为生理性生物特征和行为性生理特征，其中，比较常见的生理性生物特征主要有指纹、人脸以及虹膜、掌纹等，而行为性生理特征具有突出的行为表现，像声音、步态、签名等。结合进行个人身份识别与认证应用的生物特征形式与内容，则可以将用于身份识别认证的生物特征技术总结为笔迹识别、指纹识别、人脸识别、声纹识别、虹膜识别等，它们也是利用生物特征实现个人身份认证识别的常见技术形式。
其中，指纹识别是借助人体的手指末端正面皮肤上凹凸不平的纹线特征，来实现个人身份的认证与判断。通常情况下，人体指纹的纹线会依一定的规律排列成不同的纹型，并且每个人的纹线以及纹型特征都存在有区别，其中以人体纹线中细节特征区别最为显著，也就是人体指纹的纹线起点以及终点、结合点、分叉点都存在有不同，以指纹实现的个人身份认证和识别，就是借助个人指纹中的细节特征的对比实现，同时又由于人体的指纹具有相对突出的稳定性以及唯一性、采集便利性等特征，使得在个人身份认证识别中具有更为突出的识别使用可行性。指纹识别技术进行个人身份识别与认证应用，主要是在对于采集的指纹图像进行增强处理后，通过指纹图像中细节特征的提取，最后进行分类匹配，以实现与指纹特征相吻合的个人身份识别和认证。
其次，人脸识别技术在个人身份识别与认证应用中，具有较为突出的主动性以及用户友好、非侵犯性等特征优势，人脸识别主要是借助二维图像技术实现身份识别和认证，但是在实际识别应用中由于受到个人姿态或者是脸部表情变化、光照等情况的变化影响，导致实际识别应用中存在较大的局限性。因此，要想实现以人脸识别技术实现个人身份的识别认证，需要应用三维信息实现人脸识别。
再次，虹膜识别技术是借助人体眼球前部含色素的环形薄膜实现个人身份的认证和识别，人体虹膜具有丰富的结构与纹理特征。最后，声纹识别技术和笔迹识别技术等生物特征识别技术都是借助人体的声纹与笔迹特征，实现对于个人身份的认证和识别。
二、基于人脸和指纹的多模生物特征融合识别方法
结合上述常见的生物特征识别技术，在进行个人身份的识别认证中，不仅可以通过单个生物特征的提取分析，实现对于个人身份的认证识别，还可以通过多个生物特征的共同联合应用，实现对于个人身份的识别和认证。其中，通过多个生物特征的联合应用进行个人身份识别认证的技术方式就是所谓的多模生物特征融合识别技术，它与单个生物特征识别技术相比，不仅能够实现单个生物特征识应用中的识别率比较低情况，而且很大程度上能够提高整体识别的有效率，具有较为突出的识别应用优势，尤其是在单个生物特征被破坏的情况下，通过多个生物特征的共同识别认证应用，其作用优势更为突出。基于人脸以及指纹的多模生物特征融合识别技术，就是将人脸以及指纹两种生物特征识别方式联合应用，以进行个人身份的有效认证与识别，提高识别有效率。
三、结束语
总之，生物特征识别作为个人身份识别的有效方式，在个人信息安全保障中具有突出优势和作用。通过多模生物特征融合方式实现个人身份的认证和识别，在身份认证识别的质量效率和避免单个生物特征识别局限性上，有着更为突出的作用，值得进行研究和关注。
参考文献
[1] 李雄，张东波.基于GMM-WSUM的多生物特征二级融合识别方法[J]计算机工程与应用.2014（2）
[2] 成谢锋，马勇，张少白，张瑛，郭宇锋.基于数据融合的三段式心音身份识别技术[J]仪器仪表学报.2010（8）
2、生物识别技术的特点与应用优势生物特征是与生俱来的，与传统身份识别方式相比，生物识别技术具有以下优势[4]：（1）能够进行身份识别。传统身份认证识别采用用户名+口令验证的方式来验证用户身份。生物特征同样可以完成身份识别的功能。（2）生物特征具有唯一性，防伪性好，难以被伪造或盗用。传统身份识别技术中的用户名和密码会因为信息泄露而带来身份认证漏洞。生物特征则是个人特有的，极难被仿造或盗用。（3）携带方便，不会遗忘或丢失。传统身份识别技术采用口令验证或实物验证，两者都有遗忘和丢失的风险。而生物特征是人类的体貌和行为特征，携带方便，也不存在丢失和遗忘的风险。（4）用户使用体验好，不容易被损坏。传统身份识别技术依赖数据库记录用户名和密码，常因为字符输入错误而被拒识；IC卡一类的实物验证技术则有因损坏而被拒识的风险。生物特征大大降低了此类风险。即使是容易受到手指表层皮肤破损而影响验证的指纹识别也可以通过存储多个手指的指纹来达到顺利验证身份的目的。此外因为生物识别技术使用友好度高，用户体验好。
3、常用生物识别技术的特性分析在众多的生物特征中,最常使用的用户接受度较高的是指纹识别、人脸识别和签名识别。指纹识别是应用最早、应用面最广的生物特征识别技术。早在几千年前人们就已经发现了指纹的特点，开始使用指纹进行身份的识别。指纹识别主要是利用指纹记录仪和计算机等电子设备，通过人类手指表层皮肤上交替出现的脊和谷进行指纹图像的读取、提取指纹特征、制成特征模板，再通过模式匹配，最终实现身份的自动识别。每一个人都有自己独特的而且终身不会变化的指纹。指纹识别技术可靠性高，识别简便，是一项成熟的生物特征识别技术。在应用面上也体现出无与伦比的优势，目前国内外指纹识别应用已经覆盖了公安刑侦领域、公共安全领域等。由于指纹识别技术是将输入的指纹和数据库中预存的指纹模板进行比对从而验证身份，因此要求指纹信息数据库的容量足够大，并且要不断更新。人脸识别技术是近年来迅速发展的一种生物识别技术。人脸识别技术涉及了计算机视觉、人工智能、感知学习和模式识别技术等科学领域。人脸识别是通过摄像机读取人类脸部特征信息，分析现实人脸的空间图像映射到机器空间的过程，分析人类脸部共有特征和个体人脸特征之间的关系，形成人脸图像模板，最终实现人脸自动识别。人脸识别技术具有方便、直接、友好等特点，在使用者接受度方面表现极好。但是人脸图像信息的数据量巨大，为了提高人脸识别的运算速度，必须对原始图像数据进行压缩，这就有可能降低识别率，造成一定的误识率和拒识率。签名识别是通过分析使用者签署自己名字的方式来进行身份鉴别。签名识别与指纹识别、人脸识别不同，它属于人类行为识别技术。签名识别分成在线验证和离线验证两种形式。离线验证是使用纸张上的字迹通过扫描仪等电子设备转化成数字图像再与数据库中模板信息比对；在线验证则通过手写板或压敏笔等传感器设备记录签名过程中的各项动态特征数值（写字速度、力度、角度、加速度等）。签名的动态特征是难以模仿的，因此签名的在线验证方式比离线验证方式要更加可靠。此外签名识别与人们平时的签字行为极为相似，因此具有很高的用户接受度。
二、生物识别技术在电子商务中的应用
伴随电子商务的发展，解决电子商务中的安全问题和寻找更加可靠方便的身份认证方式成为进一步发展电子商务的新需求。另一方面，随着全球信息化的发展，生物识别技术在技术发展和市场培育上都日趋完善，人们对生物识别技术的认知度和认可度也不断提高。全球生物识别技术产业化发展程度在不断扩大。2002年11月，中国科学院计算机技术研究所承担的“面像检测与识别核心技术”项目获得突破性成果，该系统能够在1/10~1/20秒之内自动检测到人脸，并且在1秒内完成身份识别。2003年阿拉伯联合酋长国宣布启用基于虹膜认证技术的针对被驱逐外国人的国界控制系统。2006年北京农村商业银行在国内试点使用指纹识别认证，用户可以通过指纹识别认证进入银行系统，自助完成各项操作。2007年中国建设银行和中国邮政储蓄银行分别在全国营业网点内推广应用柜员指纹身份认证系统。2008年北京奥运会，奥运村使用了基于人脸识别的酒店门禁管理系统。2010年波兰BPSSA银行宣布引入采用生物识别技术的自动取款机。国际民航组织确定从2010年起，其所有的成员国和地区必须使用基于人脸识别的机读护照，此项规定已经成为国际标准。此外日本三菱银行开发了基于手指静脉的认证系统用于金库管理。欧美国家将生物认证技术广泛用于医院病人资料库管理、政府信息中心出入境管理、小学生信息管理等多个领域。由此可以期待，在不远的将来，基于生物特征识别技术的更加平民化的电子商务应用走入我们的生活，带来更加安全更加便利的使用体验。
三、生物识别技术对电子商务的影响趋势
现代社会生活各方面都需要可靠方便的身份认证识别技术，尤其是在电子商务领域内，目前电子商务的运营过程中不乏因为过程监控不够周密而出现的货物丢失、冒领，并由此引发纠纷事件。未来，基于生物识别技术的身份认证识别能够覆盖电子商务的全领域，彻底解决电子商务运营过程中的身份认证问题。
1、在电子商务领域内的全领域覆盖电子商务在运行过程中涉及了买卖双方的身份认证、订单信息认证、支付安全认证、物流运输安全认证等多项认证。其流程之繁琐，认证技术运用频率之高是其他行业所无法比拟的。可靠便利的生物特征识别认证技术能够确保电子商务系统的正常运转。未来，电子商务的买卖双方可以通过生物特征认证技术证明自己的身份；通过生物特征认证和数字签名的双因子认证确定订单的真实有效，并完成相应的支付；物流公司的物流派送人员通过指纹验证确认接收到需要派发的货物；最终收货人通过提供带有生物特征信息的签收信息表明身份，确保货物安全送达。由此，生物特征技术确保了电子商务安全领域内的安全性、可用性、可控性、保密性和不可否认性，保障电子商务系统正常有序运行。
2、多项生物特征融合应用从目前的应用看来生物识别技术虽然前景良好，但仍存在有漏洞。例如，利用塑胶可塑性的特点采集指纹应对指纹验证系统；利用3D打印技术欺骗静态人脸识别验证系统。多项生物特征的融合使用就是生物特征识别技术的多因子验证。这种对多项生物特征的采集、融合、联合验证的新型理论和技术就是生物特征识别的未来发展趋势。该项技术能够对所采集的生物特征信息进行多方面、多级别的处理，得到更加完备的数据特征信息，从而完成精准度更高的身份认证，为安全可靠的身份认证技术的实施奠定了基础。
随着生物识别技术的不断发展，人们的生活也会发生有趣的变化：钥匙、密码或许已没有必要存在，只要给一个眼神，家门就能打开；去银行取款，无需带卡，刷脸即可，也不必担心账号被盗；家中来了陌生人，视频监控会立即发出报警声；登陆社交网络，可以瞬间找出同一张脸在好友圈中的所有照片……这些独一无二的身体密码的实际应用，能够全面提高人们生活的安全系数，最终改变人们生活与交往的原貌。
人脸识别
人脸识别技术基于人的脸部特征信息进行身份识别。先用摄像机采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行一系列相关处理（包括人脸识别预处理、记忆存储和比对辨识），以达到识别不同人身份的目的。
由于采集方便，人脸识别技术目前所受关注度较高。但由于人脸是三维的，受光线、表情、胖瘦、毛发等影响较大，同时也容易被伪造复制，以致稳定性、安全性较低。
指纹识别
每个人的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，呈现唯一性且终生不变。据此就可以把一个人与其指纹对应，通过将其指纹和预先保存的指纹数据进行比较，就可以验证此人的真实身份，这就是指纹识别技术。
指纹识别主要根据人体指纹的纹路、细节特征等信息对操作或作者进行身份鉴定，它得益于现代电子集成制造技术和快速而可靠的算法研究，是目前生物检测学中研究最深入、应用最广泛、发展最成熟的技术。
指纹识别系统是一个典型的模式识别系统，包括指纹图像获取、处理、特征提取和比对等模块。
1.指纹图像获取：通过专门的指纹采集仪可以采集活体指纹图像。目前，指纹采集仪主要有活体光学式、电容式和压感式。对于分辨率和采集面积等技术指标，行业内已形成了国际和国内标准，但其他项目还缺少统一标准。根据采集指纹面积大体可分为滚动捺印指纹和平面捺印指纹，公安等特殊行业普遍采用滚动捺印指纹。另外，也可通过扫描仪、数字相机等获取指纹图像。
2.指纹图像压缩：大容量的指纹数据库必须经过压缩后存储，以减少存储空间。主要存储格式包括JPEG、WSQ、EZW等。
3.指纹图像处理：包括指纹区域检测、图像质量判断、方向图和频率估计、图像增强、指纹图像二值化和细化等。
指纹识别的优点在于简单方便、快捷迅速。而缺点在于准确率有待提高，且机器容易因和手指产生摩擦而导致磨损，影响确认效果。指纹识别主要用于公司考勤、反恐刑侦、身份确认等领域。
掌纹识别
掌纹识别是近几年提出的一种较新的生物特征识别技术。掌纹是指手指末端到手腕部分的手掌图像。其中很多特征可以用来进行身份识别：如手掌主线、皱纹、细小的纹理、脊末梢、分叉点等。掌纹识别也是一种非侵犯性的识别方法，用户比较容易接受，对采集设备要求不高。
掌纹识别系统同其他生物特征识别系统结构相同，主要分为录入样本阶段和测试样本分类阶段。首先对采集的掌纹样本进行预处理，然后进行特征提取，把提取的掌纹特征存入特征数据库中留待与被分类样本进行匹配。
掌纹识别的优点是比指纹识别更准确，缺点在于机器维护率高，磨损后易产生误差。掌纹识别主要应用于银行、珠宝店、金库等安保等级高的行业，通过对入库人员进行掌纹扫描来确认身份。
虹膜识别
在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，它被认为是21世纪最具发展前途的生物认证技术，未来的安防、国防、电子商务等多种领域必然会以虹膜识别技术为重点，市场应用前景非常广阔。
虹膜是眼睛的重要组成部分。虹膜由许多腺窝、皱褶、色素斑等构成。由于遗传原因，每个人的虹膜各不相同，这就给利用虹膜进行身份识别带来了机会。
虹膜识别的优点在于机器不与人体接触、能减少不必要的耗损、精确度极高等。缺点在于技术不完善、黑眼睛极难识别、需要很好的光源等。一些重要的场所都是用掌纹和虹膜识别双套系统进行安保。
指静脉识别
其实需要进行身份验证的场景在我们的日常生活中比比皆是。我们回家都会用钥匙开门，去公司上班需要用员工卡通过门禁和记录考勤，我们在ATM机取钱时需要插入银行卡并输入取款密码。但是这种身份验证方式具有容易丢失、被盗取、被仿冒、被遗忘、被破解的缺点，因此很难判断通过身份验证者的合法性。因此，身份认证不只需要认证“信物”的正确性，还要认证“信物”持有人的合法性。传统身份验证方式“信物”和“信物”持有人是分离的，因此“信物”容易被仿造。怎样的身份验证方式可以同时验证“信物”的正确性和合法性呢？
人体的一些先天生物特征具有唯一性，比如指纹、指静脉、虹膜等。如果把这些特征作为身份验证的信物，要比把钥匙、磁卡和密码作为信物具有天生的优势，因为前者本身就与被验证者共存，验证了它们的正确性也就验证了它们的“持有者”的合法性。能够用于身份验证的生理特征除了要具有唯一性外，还要具有广泛性、稳定性和可采集性。除了生理特征外，行为特征也可以作为身份验证的特征，比如声音、签名和步态，但因为人的笔迹、签名和步态经常会发生变动，进行模式匹配时难度较大。
指纹识别已不是新鲜事
指纹是人的手指末端皮肤上凹凸不平的纹线，指纹具有终身不变性、唯一性，不仅每个人的指纹不同，就是同一个人的十指指纹也有区别。但是如何判定两枚指纹不同呢？通常是利用指纹中出现的中断点、分叉点和转折点作为特征点，利用指纹识别算法进行匹配。指纹会在其他物体上留下印记，因此19世纪末开始用于识别罪犯，现在指纹自动识别系统已被各国广泛用于刑事案件的侦破。自911之后，美国加大了对外国入境者指纹数据的采集力度，2007年开始向包括中国在内的美国签证申请者采集十指指纹，而之前只需采集两个食指的指纹。指纹识别技术不仅能用于鉴别罪犯和，也可以用于单位和个人财产的安全防护。
虹膜的形成由遗传基因决定
虹膜位于巩膜和瞳孔之间，包含了眼睛最丰富的纹理信息，由相当复杂的纤维组织构成，具有斑点、褶皱、条纹、腺窝等丰富的细节特征。虹膜作为生物识别特征的奇妙之处在于，首先，它的形成是由遗传基因决定的，遗传基因的表达决定了虹膜的形态、生理、颜色和总外观；其次，婴儿八个月大的时候，虹膜发育就进入了相对稳定期，除极少见的情况外，数十年都不会产生变化；虹膜位于角膜之后，想要改变虹膜外观，需要进行非常精密的外科手术，且面临视力受损的风险；最后，虹膜的纹理特征是可见和可采集的。上述四个特点使得虹膜成为生物识别特征的不二人选。虹膜上的纹路复杂，特征点非常多，对采集设备的精度和处理的算法也提出了很高的要求。目前国际上大部分虹膜识别系统采用的是DAUGMAN算法，通过这个算法提取的特征量非常大，可以提取到266个量化特征点，而一般的生物识别技术只有13-60个特征点。
虹膜识别的应用范围广泛，而且识别精度高，但是因为采集设备价格昂贵，且对所提取的特征点图像精度要求非常高，适用于安保措施更加严格的场所，并可以和其他身份识别手段配合使用。目前一些机场已经安装了虹膜识别出入境管理系统。
人脸识别：让犯罪分子无所遁形
衙役把通缉要犯的画像贴在城门楼前的场景我们在古装电视剧里已经屡见不鲜，这种通过发动群众识别举报，在主要交通枢纽埋伏守候的手段现在依然常见。而今有了一种新的追踪识别技术，就是人脸识别。
人脸识别技术能在动态的场景和复杂的环境下判断是否存在人脸，实现的方法有很多，比如首先设计一个人脸的标准参考模板，并对差异程度设计一个阈值，计算采集的样品和标准模板之间的匹配程度。或者根据人脸一定的结构分布特征来判断样品中是否包含人脸。一旦在动态的复杂环境中发现人脸的话，还可以将采集到的人脸和面像库中的人脸进行逐一的匹配，直到找出最佳的匹配对象。人脸识别同其他生物识别方式相比的一个突出优点就是可以进行人脸的跟踪，即对被检测到的人脸进行动态目标跟踪。通过网络把在主要的汽车站、火车站、机场和码头使用人脸识别智能摄像机拍摄到的犯罪嫌疑人的头像和公安机关面像库进行对比，就可以通过人脸识别技术定位被追踪逃犯。2006年北京西站和北京站启用的人脸识别系统，可以精确测量面部眉毛、眼睛、鼻子等五官之间的距离，简单的改装没有用，就连双胞胎都逃不出这套系统的法眼，一个月内就抓获百余名疑犯
生物识别技术仍在不断进步
虽然生物识别技术比传统识别技术更上一层楼，可是也有着缺陷。当指腹的皮肤在水里长期浸泡过，被腐蚀性溶液腐蚀后，或者破损结疤后，会因原本的特征点改变而无法通过验证。指纹采集识别设备的灵敏性也会因为被灰尘和油污附着而降低。甚至还出现了用蜡油和硅胶做成的“指纹膜”，成功欺骗了指纹识别设备。虹膜识别的精确度要高于指纹识别，虹膜的特征点多，非常复杂，不易作假。尽管如此，据称西班牙人已经研制出了一种虹膜作假机，通过逆向工程，破译虹膜识别算法以及不同人虹膜代码的组成，重建虹膜中的数字代码。人脸识别会受到光线环境的影响，当面部主要特征被遮挡或改变的时候，需要对部分关键性特征做修正。
中图分类号：TP391.41文献标识码：B
文章编号：1004-373X(2008)24-102-04
Application and Research of Identification Based on the Fingerprint Recognition Algorithm
YIN Yasha1,YIN Hao2,JI Qiang1
(1.Department of Mathematics and Computer Science,Nanjing Medical University,Nanjing ,210029,China;2.Jin′an University ,Guangzhou,510630,China)
Abstract：The fingerprint recognition technology has many characteristics,which including the long-term stability,facilitate the acquisition,the only obvious characteristics and the characteristics of the non-reproduction.It is the most promising biometric technology.This paper describes the identification technical based on the fingerprint recognition algorithm.The paper uses the method based on the pattern-matching algorithms and the point-pattern matching method.It reads through the five function module including the fingerprint image,fingerprint image preprocessing,feature extraction,data preservation and matching.The results of the fingerprint matching are good results.
Keywords：fingerprint identification;identity recognition technology;image acquisition;feature extraction;fingerprint matching
1 引 言
对于指纹,人们是再熟悉不过了。每个人都有着自己的不同指纹,即使是由于外伤破坏了它,新长出的皮肤纹路依然不会改变。近年来,利用指纹鉴别身份如虎添翼,新的技术成果在全球获得迅速推广。尤其是高新科技的应用,使得进入新世纪后,指纹与我们的现代生活更加息息相关。指纹作为人类与生俱来的和随身携带的“印章”，具有不变性，惟一性和可分类性，是公认的具有法律地位的个人身份特征的可靠证据，一切需要身份确认的场所，都有它用武之地。
1.1 背景
指纹识别有着广阔的市场前景和实际应用价值，安全性是许多系统要首先考虑的问题，现行的许多计算机系统中，包括许多非常机密的系统，都是使用“用户ID+密码”的方法来进行用户的身份认证和访问控制的。实际上，这种方案隐含着一些问题。例如，密码容易被忘记，也容易被别人窃取。而且，如果用户忘记了他的密码，他就不能进入系统，当然可以通过系统管理员重新设定密码来重新开始工作，但是一旦系统管理员忘记了自己的密码，整个系统也许只有重新安装后才能工作。
有关机构的调查表明，因为忘记密码而产生的问题已经成为IT厂商售后服务的最常见问题之一；密码被别人盗取则更是一件可怕的事情，因为用心不良的人可能会进一步窃取公司机密数据、可能会盗用别人的名义做不正当的事情、甚至从银行、ATM终端上提取别人的巨额存款。众所周知，密码可以被解破，黑客们实际上就是破解了这些计算机网络的某一合法用户的密码来开始的。尽管现行系统通过要求用户及时改变他们的口令来防止盗用口令行为，但这种方法不但增加了用户的记忆负担，也不能从根本上解决问题。
1.2 生物识别技术
由于旧的一些身份识别存在的问题，伴随着技术的发展孕育而产生了很多的生物识别技术。常用的生物识别技术主要有9种:指纹 (Fingerprint)、脸形 (Face)，虹膜(Iris)、视网膜(Retinal Scan)、签名 (Signature)、声音 (Voice Print)，掌纹(Thand Vein)、手形 (Hand Geometry)和脸部热谱图 (Face Thermo Grams)等。用作生物识别的每一种生物特征都必须不同程度地满足如下7个方面的特性：
(1) 普遍性 (Universality)，即每个人都有；
(2) 惟一性 (Uniqueness)，即不同的人特征不同；
(3) 稳定性 (Permanence)，即终生不变性；
(4) 可采集性 (Collection Ability)，即通过一定的设备和手段可采集到；
(5) 可行性 (Performance)，即对资源、环境、操作等条件要求不苛刻的条件下，可以达到合理的准确率、速度和抗千扰性；
(6) 可接受性 (Acceptability)，即人们愿意接受这一方式；
(7) 防伪性 (Circumvention)，即盗用和伪造的难度高［1］。
生物识别系统需要选择合适的生物特征，并在性能方面综合考虑识别准确率、识别速度、系统抗干扰性、系统所需资源以及影响系统性能的因素等。除此之外，一般还要考虑设备价格问题。
指纹识别技术是生物识别技术之一。指纹识别技术被广泛应用意味着它能在影响亿万人的日常生活的各个地方使用。随着科技的进步，指纹识别技术已经开始走入了人们的日常生活之中，是非常具有应用价值和前景的。除了计算机网络及其应用系统外，一些传统的需要进行身份验证的场合，也存在着类似的安全性问题。例如证件的伪造和盗用、不正当的转借等。通过取代个人识别码和口令，指纹识别技术可以阻止非授权访问、可以防止盗用ATM、蜂窝电话、智能卡、桌面PC、工作站及其计算机网络；在通过电话、网络进行的金融交易时可以进行身份认证；在建筑物或工作场所可以取代钥匙、证件、图章等。指纹识别技术的飞速发展及其广泛应用开创了个人身份鉴别的新时代。
随着人们对信息安全要求的提高，生物识别技术必将取代传统的账号加密码的模式，获得广泛的应用，而指纹识别技术因为具有方便获取，惟一性等特点在生物识别中占有重要地位。
1.3 指纹识别的基本原理
指纹识别系统中，通常采用总体和局部2种层次的结构特征。总体特征是指那些用肉眼直接就可以观察到的特征，局部特征则是指指纹纹路上的节点的特征，因为指纹纹路经常出现终端、分叉或打折，所以形成了许多节点。2枚指纹可能会具有相同的总体特征，但他们的局部特征却不可能完全相同。在考虑局部特征的情况下，英国学者E.G.Herry认为，只要对比13个特征点重合，就可以确认同是一枚指纹。
指纹的总体纹路结构具体包括纹形、模式区、核心点、三角点和纹数5个特征。
3种基本纹形的概率分布情况表见表1。
2 指纹识别算法的开发
2.1 指纹读取
光学取像设备依据的是光的全反射原理（FTIR）。光线照到压有指纹的玻璃表面，反射光线由CCD获得，反射光依赖于压在玻璃表面上指纹的脊和谷的深度和皮肤与玻璃间的油脂和水分。光线照射到谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全反射，光线被反射到CCD，而射向脊的光线不发生全反射，而是被脊与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方，这样就在CCD上形成了指纹的图像。
2.2 特征提取
特征提取就是从输入的图像中提取所需的特征信息。指纹图像的特征提取是指纹识别算法的关键步骤。指纹识别的过程实际上就是指纹特征比对的过程，因此指纹特征提取算法的好坏在一定程度上决定着整个指纹识别系统的成败。
特征提取需要考虑3个方面的问题:提取什么样的特征;用什么方法提取特征;提取出的指纹特征是否真正能够代表该指纹的特点。
2.3 指纹识别算法
指纹识别算法是指纹识别的核心技术。指纹识别算法的水平决定了指纹识别速度和识别的准确率。指纹识别算法目前主要有1∶N和1∶1两种。运用细节的脊线形状特征作为本算法的基础；基于这种思想，建立了指纹识别算法流程，该算法很容易在DSP平台上实现［2］。
DSP的处理时间如表2所示。
表1给出了DSP的处理时间。某些部分的编码进行了汇编语言级的优化，特别是对接口的匹配处理和细化。一个重要的性能衡量是匹配时间。匹配时间可以用公式表示为：t＝i＋f＋cu（i为图像处理时间；f为提取时间；c为比较时间；u为总的用户个数）。在100 MHz的DSP上实现一对一的全旋转匹配，时间大约为［3］：t＝558＋64＋42×1＝664 ms。
该算法提供2种选择：全旋和1／4旋。全旋转使得算法对指纹输入处理更加强健。通过1／4旋转，可以缩短匹配时间，但是，这限制了指纹输入的旋转在±45°。表3给出了这两种选择的比较结果。
以上对指纹识别算法进行了发展，优化了DSP平台的设计实现，并在此基础上设计出了一个用于指纹识别的完整系统。该系统可以实现高性能的独立指纹识别。当然，仍有许多地方可以改进。例如，还可以进行指纹分级算法来提高匹配处理的速度。这种指纹验证在电子商务等领域的应用也在不断发展，并且这种算法可以被嵌入到单片LSI中。
2.4 指纹匹配
指纹匹配是用当前输入指纹的特征与事先保存起来的模板特征进行比对，从而判断这两幅指纹图像是否来自于同一个手指。但即使是同一枚指纹的不同图像，所获得的特征信息也不可能完全一样，指纹匹配的过程必然是一个模糊匹配问题。特征匹配是识别系统的关键环节，匹配算法的好坏直接影响识别的性能、速度和效率，匹配结果的正确与否是AFIS是否成功的最后一个关键点［4］。
指纹特征匹配的方法有很多，根据识别方法的不同，主要分为基于点模式匹配算法和基于子模式的匹配方法。目前在AFIS中常用的方法是用FBI提出的指纹细节点模型来做细节匹配。
点模式匹配算法假设通过某些变换 (如平移变换、旋转变换、伸缩变换)可以把两个点集中的对应点匹配起来。指纹匹配一般都是比较两幅图像的特征点组成的模式，两个特征点模式的相似程度用匹配的特征点的个数来度量，匹配结果是通过与预先设定的闭值相比较得出的。
子模式匹配方法的思想可以归纳为:在图像的特征点构成的模式中，取若干特征点构成对旋转和平移不敏感的子模式，根据一定的映射关系在另一幅图像中寻找匹配的子模式，然后将匹配的子模式中对应的特征点作为匹配的点对，进而根据匹配点对判断两幅图像的相似度。子模式匹配的前提条件就是在两个特征点集之间存在着具有几何不变性的映射关系。
在指纹识别中，指纹图像的变形可以由线性变形和非线性变形组成。线性变形可以通过数学方法求解后解决，而非线性变形目前还没有非常好的解决方法。
2.5 指纹识别技术
指纹识别技术主要涉及5个功能：读取指纹图像、指纹图像预处理、特征提取、保存数据和匹配（比对）,如图1所示。
在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。接下来建立指纹的数字表示-特征数据，它是一种单方向的转换，即从指纹转换成特征数据，但不能从特征数据转换成为指纹，而2枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。从指纹上找到被称为“特征点”（Minutiae）的点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有7种以上的惟一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。有的算法把细节点和方向信息组合产生更多的数据，这些方向信息表明了各个特征点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板或特征值，保存为1 kB大小的纪录。
最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板数据进行比较，计算出他们的相似程度，最终得到2个指纹匹配及结果。
3 指纹识别技术的应用
利用指纹识别技术的应用系统常见有2种方法,即嵌入式系统和连接PC的桌面应用系统。嵌入式系统是一个相对独立的完整系统,它不需要连接其他设备或计算机就可以独立完成其设计的功能,像指纹门锁、指纹考勤终端就是嵌入式系统。其功能较为单一,应用于完成特定的功能。而连接PC的桌面应用系统具有灵活的系统结构,并且可以多个系统共享指纹识别设备,可以建立大型的数据库应用。当然,由于需要连接计算机才能完成指纹识别的功能,限制了这种系统在许多方面的应用。
指纹识别技术可以通过几种方法应用到许多方面。通过使用指纹验证来取代各个计算机应用程序的密码就是最为典型的实例。IBM公司已经成功开发并广泛应用的Global Sign On软件通过定义惟一的口令,或者使用指纹,就可以在公司整个网络上畅行无阻。
把指纹识别技术与IC卡结合起来,是目前最有前景的一个方向之一。该技术把持卡人的指纹(加密后)存储在IC卡上,并在IC卡的读卡机上加装指纹识别系统,当读卡机阅读卡上的信息时,一并读入持卡者的指纹,通过比对卡上的指纹与持卡者的指纹就可以确认持卡者是否是卡的真正主人,从而进行下一步的交易。在更加严格的场合,还可以进一步同后台主机系统数据库上的指纹做比较。指纹IC卡可以广泛地运用于许多行业中,例如取代现行的ATM卡、制造防伪证件(签证或护照、公费医疗卡、会员卡、借书卡等)。目前ATM提款机加装指纹识别功能在美国已经开始使用。持卡人可以取消密码(避免老人和孩子记忆密码的困难)或者仍旧保留密码,在操作上按指纹与密码的时间差不多。
近年来,自动发送信息的互联网络,带给人们的方便与利益,其正在快速增长之中,但也因此产生了很多的问题,尤其在信息安全方面。无论是团体或者个人的信息,都害怕在四通八达的网络上传送而发生有损权益的事情。由于指纹特征数据可以通过电子邮件或其他传输方法在计算机网络上进行传输和验证,通过指纹识别技术,限定只有指定的人才能访问相关信息,这样可以极大地提高网上信息的安全性,包括网上银行、网上贸易、电子商务的一系列网络商业行为,就有了安全性保障。
在医院里,医疗系统管理运用指纹识别技术,指纹识别技术可以验证病人身份,通过指纹医疗卡、电子病历管理,特别是献血、输血管理,可以辨别多次献血及不合格献血者。指纹识别技术也有助于证实寻求公共救援、医疗及其他政府福利或者保险金的人的身份确认。在这些应用中,指纹识别系统将会取代或者补充许多大量使用照片和ID的系统。
总之,指纹识别系统应用非常广泛,随着人们对指纹技术的不断认识以及指纹技术的不断发展,大量的在银行、证券、电子商务等领域的应用已到来。随着许多指纹识别技术产品的开发和生产,指纹识别技术的应用已经开始进入民用市场,如家庭指纹门锁、指纹身份证等,并且发展迅猛,也许有一天,您不必随身携带那一串钥匙,只需手指一按,门就会打开;也不必记住那烦人的密码,利用指纹就可以提款、计算机登录。相信这一天,不会太远。
4 结 语
指纹作为人类与生俱来的和随身携带的“印章”，具有不变性，惟一性和可分类性，是公认的具有法律地位的个人身份特征的可靠证据，一切需要身份确认的场所，都有它用武之地，例如：证券、期货交易、电子商务（E-business）和资讯（IT）等；车、船驾照、考勤记录、海关通关等；身份认证、信用卡识别、网络安全、资料库准入等；银行金库、博物馆、珍宝馆、高级住宅、宾馆的门禁控制等；政府机要部门，国家重点实验室，军事要地等的通行管理等［5］。
指纹识别系统适用于几乎所有需要进行安全性防范的场合，遍及诸多领域。如金融证券(ATM指纹终端、指纹保险箱、指纹储蓄卡、大额取款客户身份确认公司提现确认、交易终端客户身份确认、远程交易身份确认等)、IT(个人计算机系统密码、信息安全防范、网络安全防范、网上银行及电子商务的安全交易等)、安防 (指纹门禁系统、个人指纹证件等)、医疗（献血输血管理、个人医疗档案管理）、福利 (公费医疗确认、保险受益人确认、各种社会福利受益人身份确认)等行业的许多应用系统中都具有广阔的应用前景［6］。
目前，指纹技术的研究己经取得了很大成绩，进一步研究的方向为:
(1) 识别精度的提高。目前，不同时次输入的同一手指的指纹其匹配率还没有达到百分之百，因为指纹每一次输入都不可能与上一次完全一致。
(2) 指纹识别算法与技术的完善。指纹识别是一种行之有效的身份认证方法，但指纹识别算法在实时性、安全性、高效性和准确性上有待进一步提高。
(3) 指纹识别技术的标准化。指纹识别还没有统一的工业标准，不利于指纹识别技术的芯片化和二次开发。
(4) 随着指纹识别产品的开发和生产，指纹识别技术的应用已经开始进入民用市场，并且发展迅猛，相信指纹识别技术应用的进一步普及应用已经指日可待。
参考文献
［1］于焱.指纹识别技术及其应用研究［J］ 长春大学学报,2002,12(3):45-47,74.
［2］俞诗鲲.基于单片DSP的指纹识别系统研究与实现［D］.武汉:武汉大学,2004.
［3］黄韧.实用指纹识别系统中若干算法的研究及实现［D］.上海:上海大学，2002.
［4］罗剑.指纹图像特征点提取和匹配算法的研究［D］.上海:上海大学，2002.
［5］尹义龙,宁新宝,张晓梅.自动指纹识别技术的发展与应用［J］.南京大学学报:自然科学版,2002,38(1):29-35.
［6］于焱.指纹识别系统的需求预测［J］.长春大学学报,2001,11(1):55-56.
［7］窦振中.模糊逻辑控制技术及其应用［M］.北京：北京航空航天大学出版社，1995.
［8］杨庆生.自动指纹图像分类与匹配方法的研究［D］.大连:大连理工大学,2005.
［9］高隽.人工神经网络原理及仿真研究实例［M］.北京：机械工业出版社，2003.
［10］Tan T Z,Ning X B,Yin Y L,et al.A Fingerprint Matching Algorithm Based on Center Point of the Fingerprint［J］.Journal of Nanjing University (Natural Sciences),2003,3(4):483-490.
［11］Luo Xiping,Tian Jie,Wu Yan.A Minutia Algorithm in Fingerprint Verification 15a′ ICPR［J］.Barcelona,2000(4):833-836.
［12］Qi Y,Tian J,Deng X.Genetic Algorithm-based Fingerprint Matching Algorithm and Its Application on Automated Fingerprint Identification system［J］.Journal of Software,2000,11(4): 488-493.
［13］ 沈小丰,李小贝.便携式指纹识别系统的设计［J］.自动化技术与应用,2005,24(4):55-57.
随着虹膜指纹扫描仪器的精度和识别度不断提高，生物识别技术将可以应用于更广泛的领域，并迎合不同的生物学特征，实现更强大的安全保护能力。
据Unisys亚太区国家安全开发部门的经理John Kendall表示，虽然虹膜扫描技术还没有被广泛应用，成为主流的身份识别技术，但已经有不少国家将其应用于身份证项目中。
最近在接受记者采访时，Kendall介绍说：“印度和墨西哥已经将虹膜(扫描)和指纹作为了后备(身份识别技术)，这与两三年(前)相比是一个巨大的进步。”
Kendall还介绍说，美国银行也采用了一种面部识别系统，可以同时扫描人体面部和虹膜特征，实现访问控制。与指纹读取不同，这种面部识别系统在扫描用户生物特征时不需要用户静止不动，相反，在用户进入特定区域的大门时，该系统就已经自动将用户的面部特征和虹膜特征记录下来了。如果该用户具有通行权限，则大门会自动打开。
他还表示，面部识别技术已经在日本和韩国的高档社区中被成功应用，并且未来将慢慢融入广大普通老百姓的日常生活中。
皮下指纹读取器
Kendall解释说，传统的指纹扫描设备可以很轻易地被复制指纹薄膜欺骗，甚至简单地对扫描器的玻璃面哈气，也能扰乱扫描器。而新型的皮下指纹扫描器是通过扫描用户指纹下的血管和组织结构的方式进行判断的。
他说：“一些新型的扫描仪会利用不同波长的光波对人体皮肤下不同深度的组织进行扫描，另一些设备则是利用无线电波进行扫描。因此就算你的手指表面被弄脏甚至磨破了，也不会影响扫描结果。”这种设备适用于那种雇员需要手工劳动或者手指会时常出现损伤的行业。
有了这些新型的生物识别技术，要想黑掉生物识别系统，比以前难度大大提高了。Kendall认为，如果黑客要通过这种识别系统，必须投入大量精力和时间，以及非常详细的生物学数据，才能制作出一个手指的三维模型。
此外，还有一些已经成功应用于生物识别系统的技术，可以读取人体手部的其他生物学特征。比如Halifax港口的生物学识别系统，就是扫描用户手部的血管结构，而不是指纹。
Kendall还说：“同样的技术进步也发生在面部识别系统上。传统的面部识别系统需要管理人员手里拿着一张被许可人员的正面照片，比对监视器中的来访者五官。而加入了虹膜识别技术后，识别系统的复杂性大大提高，简单的硅胶面膜已经难以突破这种面部识别系统了。”
随着越来越多的企业开发或采用生物识别技术，国家也需要在数据安全领域赶上技术的步伐。
目前，大多数国家还没有对生物学数据进行规范化管理和保护的相关法规政策出台。
用户接受度增加
和密码一样，生物识别数据被看作是“个人”信息，有些人仍然不愿意对政府或企业提供指纹，因为他们将指纹看作是个人隐私的一种。
Kendall说：“尽管如此，我们仍然看到情况在逐渐好转。在过去几年，我们发现如果人们已经享受到或认识到生物识别技术带来的好处，不论是增加他们自身的安全性还是增加业务方面的安全性，他们都会更容易接受生物识别技术，并提供相应的生物识别数据。”
他还说，对于金融行业，可以通过声音指纹技术，在电话银行系统中增加一道安全屏障。
虽然犯罪分子可以通过各种手段销毁作案时留下的指纹，但是他们不可能在日常生活中不留下一点自己的指纹。至少，在签名的时候，就会不可避免地留下指纹。就是通过这点“蛛丝”，利用美国最新的指纹识别技术，犯罪分子的“马迹”就显露无遗。
负责该项指纹鉴定技术的R・格雷厄姆・库克斯是美国普渡大学的化学教授。为了详细解释到底怎么来利用这项指纹技术的，他做了一个演示实验。首先，采集一个被测试者的指纹。之后，向指纹表面喷洒少量充满电荷的液体(水或者酒精都可以)，指纹表面的混合物随后会迅速溶解。紧接着，将含有指纹混合物成分的液体放到分析仪器中蒸发。由于在此之前，液体中的电荷早已附着于指纹的分子当中，因此通过质谱仪，就可以将指纹的成分清晰地辨别出来。这一过程需要反复的操作，直至把整个指纹表面识别完。最后，一个完整的指纹分析图像就完成了。
据库克斯教授介绍，即使溶液中含有微量的化学物质(例如，可卡因或者爆炸性物质的残留物)，该仪器都可以清晰地呈现出来。在实验的过程中，当测试者在接触过上述化学物质之后，又接触过玻璃杯、纸张以及塑料等制品时，该分析仪都能成功地将与爆炸物成分识别出来。
由于此项分析技术不仅能探测出或爆炸物的痕迹，而且能够准确地判断出它们在指纹中的成分。有了这项技术，犯罪分子就绝对没有狡辩的机会，分析结果就是他们犯罪事实的铁证。佛罗里达州立大学学教授布鲁斯-高尔德伯格对该项指纹鉴定技术表示十分赞赏，他认为该项技术的探测优势非常明显，是其他技术所无法比拟的。如果嫌疑人接触过有毒化学物质，只要将其签名中留下的指纹进行分析就可以轻松取证。
美国一家公司已经获得了该项技术的使用权，并将多台该类型指纹鉴定仪卖给大型化学实验室。但是由于价格过于昂贵，在犯罪刑侦领域的广泛使用还不现实。但专家估计，便携而且价格便宜的该类型指纹分析仪器在未来几年内就极有可能问世。
1． 引言
信息化高速发展的一大特征是个人身份的数字化和隐性化，如何准确鉴定一个人的身份，保护信息安全是当今信息化时代必须解决得一个关键性社会问题。生物特征身份鉴别技术是身份鉴别领域的一个研究热点。生物特征识别技术是指利用人体固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴别认证的技术。生物特征识别技术包括采用人体固有的生理特征（如人脸、指纹、虹膜、静脉、视网膜）进行的身份认证技术和利用后天形成的行为特征（如签名、笔迹、声音、步态）进行的身份认证技术。与传统的身份鉴定手段相比，基于生物特征识别的身份鉴定技术具有如下优点：（1）不会遗忘或丢失；（2）防伪性能好，不易伪造或被盗；（3）“随身携带”，随时随地可用。正是由于生物特征身份识别认证具有上述优点，基于生物特征的身份识别认证技术受到了各国的极大重视。
2. 生物特征识别技术的现状及发展趋势
目前，常用的生物特征识别技术所用的生物特征有基于生理特征的如视网膜、人脸、指纹、虹膜，也有基于行为特征的如笔迹、声音等。下面就这些常见的生物特征识别技术的特点及其发展趋势进行讨论研究。
2.1．视网膜识别
人体的血管纹路也是具有独特性的，人的视网膜表面血管得图样可以利用光学方法透过人眼晶体来测定。用于生物识别的血管分布在神经视网膜周围，即视网膜四层细胞得最远处。如果视网膜不被损伤，从三岁起就会终身不变，如同虹膜识别技术一样，视网膜扫描可能具有最可靠，最值得信赖得生物识别技术，但它运用起来的难度较大。视网膜识别技术要求激光照射眼球的背面以获得视网膜特征得唯一性。
视网膜技术的优点：视网膜是一种及其固定得生物特征，因为它是隐藏的，故而不易磨损，老化；非接触性得；视网膜是不可见得，不会被伪造。缺点是：视网膜技术未经过任何测试，可能会给使用者带来健康的损坏。
2.2.人脸识别
人脸识别作为一种基于生理特征的身份认证技术，与目前广泛应用的以密码、IC卡为媒
介的传统身份认证技术相比，具有不易伪造、不易窃取、不会遗忘的特点；而人脸识别与指纹、虹膜、掌纹识别等生理特征识别技术相比，具有非侵犯性、采集方便等特点。因而人脸识别是一种非常自然、友好的生物特征识别认证技术。
人脸识别技术包括图像或视频中进行人脸检测、从检测出的人脸中定位眼睛位置、然后提取人脸特征、最后进行人脸比对等一系列相关的技术。
为了评测基于面部图像的人脸识别算法的性能。美国ARPA和ARL于1993年至1996年建立了FERET数据库，用于评测当时的人脸识别算法的性能。共举行了三次测试FERET94、FERET95、FERET96。FERET测试的结果指出，光照、姿态和年龄变化会严重影响人脸识别的性能。
FERET的测试结果也表明了基于面部图像的方法的缺点。人脸是一个三维非刚体，具有姿态、表情等变化，人脸图像采集过程中易受到光照、背景、采集设备的影响。这些影响会
降低人脸识别的性能。
为了克服姿态变化对人脸识别性能的影响，也为了进一步提高人脸识别性能，20世纪90年代后期，一些研究者开始采用基于3D的人脸识别算法。这些算法有的本身就采用三维描述人脸，有的则用二维图像建立三维模型，并利用三维模型生成各种光照、姿态下的合成图像，利用这些合成图像进行人脸识别。2000年后，人脸识别算法逐渐成熟，出现了商用的人脸识别系统。为了评测这些商用系统的性能，也作为FERET测试的延续，美国有关机构组织了FRVT2000、FRVT2002、FRVT2006测试。测试结果表明，人脸识别错误率在FRVT2006上下降了至少一个数量级，这种性能的提升在基于图像的人脸识别算法和基于三维的人脸识别算法上都得到体现。此外，在可控环境下，虹膜、静态人脸和三维人脸识别技术的性能是相当的。此外，FRVT2006还展现了不同光照条件下人脸识别性能的显著提高，最后，FRVT2006表明人脸自动识别的性能优于人。值得一提的是，清华大学电子工程系作为国内唯一参加FRVT2006的评测的学术机构，其人脸自动识别性能优于人类。FRVT2006为人脸识别后续的研究指明了方向，人脸识别中光照、年龄变化依然对人脸识别性能有很大影响，二维人脸识别的性能不比三维人脸识别差。
人脸识别得优点：非接触性的。缺点是：要是比较高级得摄像头才也有效地扑捉面部图像；使用者面部的位置与周围得光环境都可能影响系统的精确性，而且面部识别容易受欺骗；
对于采集图像的设备会比其他技术昂贵得多。
2.2. 指纹识别
指纹识别技术是指通过比较不同人指纹中的特征点不同来区分不同人的身份。指纹识别技术通常由三个部分组成：对指纹图像进行预处理；提取特征值，并形成特征值模板；指纹特征值比对。指纹图像预处理的目的是为了减少噪声干扰的影响，以便有效提取指纹特征值。常用的预处理方法有图像增强、图像平滑、二值化、图像细化等。
特征提取的目的就是从预处理后的指纹图像中，提取出能够表达该指纹图像与众不同的特征点的过程。最初特征提取是基于图像的，从图像整体中提取出特征进行比较，但该方法的精度和性能较低。现在一般采用基于特征点的方法，从图像中提取反应指纹特性的全局特征（如纹形、模式区、核心区、三角点、纹数等）和局部特征（如终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点等）。得到特征点后就可以对特征点进行编码形成特征值模板。指纹特征值比对就是把当前获得的指纹特征值与存储的指纹特征值模板进行匹配，并给出相似度的过程。
指纹识别的优点:技术相对成熟；成本较低。缺点是：具有侵犯性；指纹易磨损，手指太干或太湿不易提取图像。
2.3. 虹膜识别
虹膜相对而言是一个较新的生物特征。1983年，Flom与Safir申请了虹膜识别专利保护，使得虹膜识别方面的研究很少。1993年，Daugman发表了关于虹膜自动识别算法的开创性工作，奠定了世界上首个商业虹膜自动识别系统的基础。随着Flom和Safir专利在2005年的失效和CASIA及ICE2005中虹膜数据集的提供，虹膜识别算法的研究越来越蓬勃。I CE2006首次对虹膜识别算法性能进行了测试。虹膜识别中需要解决如下两个难点问题：一是虹膜图像的获取，二是实现高性能的虹膜识别算法。
3. 结论
本文讨论了一些常用的生物特征识别技术的技术特点及发展趋势。随着各国对生物特征识别技术的越来越重视，生物特征识别技术必将获得更快的发展。
参考文献：
[1]张敏贵，潘泉，等.多生物特征识别[J].信息与控制,2002,31(6).
[2]杨俊，景疆.浅谈生物认证技术——指纹识别[J].计算机时代，2004,(3）.
互联网已经深入到各个领域，传统的商品流通方式也正面临着更多的挑战。如阿里巴巴等知名企业都预言着电子商务浪潮的愈演愈烈。在我国,电子商务的发展还因诸多原因而存在着各种问题，特别是支付的安全,一直都是阻碍电子商务更好发展的屏障。现在网上支付主要通过“用户ID+密码”的方式来实现，有的加载了“USB KEY”等数字签名技术,还有像支付宝等采用第三方中介。但是因为账号信息易盗、易遗忘、易丢失等问题而给消费者带来很多困扰。基于人体具有不可复制等特点,我们逐渐注意到生物特征识别技术的应用。
一、指纹识别技术
生物特征识别是通过计算机与光学、声学传感器和生物统计学原理等高科技手段结合，利用人体所固有的生理特征来进行个人身份验证的技术。其核心在于如何获取这些生物特征，并将之转换为数字信息，存储于计算机中，利用可靠的匹配算法来完成验证与识别个人身份的过程。
1.指纹识别技术特点。人体的生物特征包括指纹、声音、面相、视网膜、掌纹、DNA等。其中指纹由于具有惟一性、稳定性、快捷性而成为个人身份识别的有效手段。指纹具有以下特点：
(1)每个人的指纹是独一无二的，两人之间不存在着相同的手指指纹。
(2)每个人的指纹是相当固定的，很难发生变化。
(3)便于获取指纹样本，易于开发识别系统，实用性强。
(4)一个人的十指指纹皆不相同，可以方便地利用多个指纹构成多重口令，提高系统的安全性。
(5)使用的模板并非最初的指纹图，而是由指纹图中提取的关键特征，这样使系统对模板库的存储量较小。另外，对输入的指纹图提取关键特征后，可以大大减少网络传输的负担，便于实现异地确认，支持计算机的网络功能。
2.指纹识别技术原理。指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。
在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，并对原始图象进行初步的处理，使之更清晰。
接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示―特征数据，可以从指纹转换成特征数据，但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。
最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。
二、指纹识别技术在电子商务中的应用
目前，上海市已经将指纹识别技术应用于传统的消费领域，我们可以在此基础上将应用范围扩大到网络，将指纹识别技术应用于电子商务中。其主要涉及到的步骤包括:注册指纹信息和交易识别。
1.注册指纹信息
（1）用户凭有效身份证到开通指纹识别业务的银行或者网点递交《申请书》，在工作人员的指导和监督下，利用指纹识别终端完成同一个手指的两到三次指纹特征信息采集。为了进一步防止手指受伤等特殊情况，可以再采集一个手指。
（2)使用高强度加密算法和散列算法，将用户号、指纹信息和密码信息通过网络保存到总部的认证服务器中，认证服务器存有所有用户的指纹信息和基本资料。
（3）由网点终端打印出指纹注册凭证号码，用户签字确认后，注册网点保留存根，另一联由用户保存。同时用户也可以自行选择在指定银行或者网点购买统一的指纹信息采集器，并获取操作说明等资料。
（4)用户自行登陆网络信息平台，根据凭证上的注册号码，完成进一步详细信息的激活，这个环节可以结合手机激活码或者E-MAIL激活等方式加强信息注册安全性。
（5)注册成功，可以开始使用。
之所以不采取直接在网上注册的方法，主要是考虑到防伪。初次注册用户可以在工作人员的监督之下完成一系列认证工作。而结合网上注册，主要可以起到避免银行或中介方出现安全漏洞，并可减少申请办理注册的处理和等待的时间。
2.网上支付系统中的交易识别。
（1)用户在网上购物要进行支付时，向银行的认证服务器发送认证请求，在服务器认证成功后，提示用户下载安全控件，服务器将自己的公钥发送给客户端。
（2)在客户端显示支付界面，标明商城名称、订单号、消费转账金额等详细交易信息。
（3)用户在客户端填写好转账信息，包括转出账户、验证码等。由系统提示用户进行指纹验证，信息采集的次数最好设成不少于两次，采集后的指纹模版经过数字签名加密后发送给指纹认证服务器。
（4)指纹认证服务器根据用户的公钥进行解密，取出解密后的指纹模板与账户关联的指纹模板进行比对匹配，如匹配成功，才将交易信息传给相应银行并进行转账业务并提示网上支付成功；否则立刻拒绝转账。
三、评价
在信息化技术高速膨胀的今天，电子商务是商品流、资金流、物流有机结合的桥梁，它的安全性也越来越受到人们的关注。使用指纹识别的交易支付系统通过多次的安全认证，使得网上银行交易支付的安全性得到很好的保障。不需要为了不定期更换密码而烦心，更不用担心账号和密码被盗。所以指纹识别技术应用于电子商务具有快速、安全、便捷等很多优点，具有一定的实用价值。
