生物识别技术面面观（一）

    生物识别技术的面世，作为高科技的它，并不普及，进入门槛较低的安防业。当前也只新兴在发达的欧美、日本。但随着高科技地不断发展，全球技术的可共享性，我国的生物识别技术，特别是面部识别也得到了突破的发展。在香饽饽的诱惑下，众安防企业跃跃欲试，本文便从生物识别技术与其六大生物识别技术（指纹识别、虹膜识别、视网膜识别、签名识别、面部识别及语音识别）的技术原理、背景、特征、发展历程及前景等方面，配以权威性的图解，系统、全面地展示当今生物识别技术在当前安防业的独特地位、以及渗透着对人们生活方方面面相关的讯息。

    生物识别技术优势

    生物识别技术是目前最为方便与安全的识别技术，它不需要记住复杂的密码，也不需随身携带钥匙、智能卡之类的东西。生物识别技术认定的是人本身，没有什么能比这种认证方式更安全、更方便了。由于每个人的生物特征具有与其他人不同的唯一性和在一定时期内不变的稳定性，不易伪造和假冒，所以利用生物识别技术进行身份认定，安全、可靠、准确。此外，生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现，很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合，实现自动化管理。指纹机和手形机的市场占有率为34%和26%。

    生物识别技术的发展

    人类利用生物特征识别的历史可追溯到古代埃及人通过测量人体各部位的尺寸来进行身份鉴别，现代生物识别技术始于70年代中期，由于早期的识别设备比较昂贵，因而仅限于安全级别要求较高的原子能实验、生产基地等。现在由于微处理器及各种电子元器件成本不断下降，精度逐渐提高，生物识别系统逐渐应用于商业上的授权控制如门禁、企业考勤管理系统安全认证等领域。

                            2001年生物识别技术市场份额表             
                          由IBG–InternetBiometricsGroup-提供              

                           1999-2005生物识别技术产值增长趋势
                                  Internet Biometrics Group-IBG提供 

    生物识别技术是依靠人体生物特征进行身份验证的一种解决方案，由于人体特征具有不可复制的特性，这一技术的安全系数较传统意义上的身份验证机制有很大的提高。人体的生物特征包括指纹、声音、面孔、视网膜、掌纹、骨架等，而其中指纹凭借其无可比拟的唯一性、稳定性、再生性备受关注。

    ★指纹识别

    在我们今天的工作生活中，无论你是到银行取钱，到网上交易，还是注册网络服务、购物，甚至到朋友单位去拜访，太多太多的场合都需要身份的认证，而传统的基于标志的身份认证技术由于受到证件伪造以及密码破解等手段的威胁，逐渐表现得有些力不从心。怎样保护自己的重要文件资料，如何保证自己的隐私不被泄露？ 在传统的操作中，我们往往使用密码加密法，但这种方法也许是“防君子不防小人”的。在高明的黑客眼里，由几个字符组成的密码脆弱得不堪一击。现在，科技的发展让我们有了新的选择――指纹识别加密产品。将指纹锁应用于笔记本，机箱甚至鼠标上，可以对文件、系统起保护作用，并且进行身份识别。

    指纹识别技术已有很长的历史了，通过分析指纹的全局特征和指纹的局部特征，其特征点如嵴、谷和终点、分叉点或分歧点，从指纹中抽取的特征值可以非常的详尽，可以可靠地确认一个人的身份。

    平均每个指纹都有几个独一无二可测量的特征点，每个特征点都有大约七个特征，我们的十个手指产生最少4900个独立可测量的特征。

    两种主要的用来采集指纹图像的技术为光学技术和电容技术

    ・光学技术需要一个光源从棱镜反射按在一个取像头的手指，光线照亮指纹从而采集到指纹。采用电容技术的半导体技术，按压到采集头上的手指的脊和谷在手指表皮和芯片之间产生不同的电容，芯片通过测量空间中的不同的电容场得到完整的指纹。因为电容技术的芯片昂贵，芯片的大小和手指相当就已价格昂贵，所以几家公司试图推出比指纹更小的芯片只采集部分的指纹，使用这种采集方式，用户放置手指的位置必须非常精确而且只使用部分指纹必然没有采集全部指纹可靠。

    ・电容采集头容易受到干扰：60HZ的电缆线的干扰、用户接触时的干扰、指纹采集器内部的电干扰等。电容采集头的最后一个问题是可靠性，无论是静电干扰，汗液中的盐分或者其他的脏物以及手指磨损都会使采集头很难读取指纹。实际上，光学采集提供更加可靠的解决方案。通过光学取像技术的不断改进，光学指纹采集仪以无可挑剔的性能与相对非常低的价格使电容方案相形见绌。

    指纹识别的优点：

    ・指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征；
    ・如果要增加可靠性，只需登记更多的指纹、鉴别更多的手指，最多可以多达十个，而每一个指纹都是独一无二的；
    ・扫描指纹的速度很快，使用非常方便；
    ・读取指纹时，用户必需将手指与指纹采集头相互接触，与指纹采集头直接接触是读取人体生物特征最可靠的方法；
    ・指纹采集头可以更加小型化，并且价格会更加的低廉；

    指纹识别的缺点：

    ・某些人或某些群体的指纹特征少，难成像；
    ・过去因为在犯罪记录中使用指纹，使得某些人害怕“将指纹记录在案”。实际上现在的指纹鉴别技术都可；
    ・以不存储任何含有指纹图像的数据，而只是存储从指纹中得到的加密的指纹特征数据；
    ・每一次使用指纹时都会在指纹采集头上留下用户的指纹印痕，而这些指纹痕迹存在被用来复制指纹的可能性。

    指纹识别的基本原理

    指纹识别技术是最早的通过计算机实现的身份识别手段，过去，它主要应用于刑侦系统。近几年来，它逐渐走向市场更为广泛的生物特征识别技术。

    公元前７０００～６０００年，古代亚述人和中国人就意识到了指纹的特点，并使用指纹作为个人身份的象征，１９世纪中叶开始了对指纹在科学意义上的研究，并产生了两个重要的结论：没有任何两个手指指纹的纹线形态一致；指纹纹线的形态终生不变。这些研究使得一些政府开始使用指纹进行罪犯鉴别。在现代的科学研究领域，指纹的识别属于“模式识别”。该系统的核心是ＯＣＲ（光学字符识别）技术。通过ＣＭＯＳ摄像头提取指纹，然后输入计算机，再通过一系列复杂的指纹识别算法，现代技术就能在极短的时间内完成任何人的身份识别认证。可以说，指纹识别实现了身份鉴定领域的世纪革命。

    专家指出：目前这种技术还没有向家用型普及，只是为商业界、政府机关资料保护与控管提供解决方案。另外它还可以集成在一些大型安全设备中，比如说门禁管制、智能大楼等等。所以说，它的市场定位也是在商用方面。

    其总体特征和局部特征    

    ・总体特征：总体特征是指那些用肉眼就可以直接观察到的特征，包括：

    1.纹形

    其他的指纹图案都基于这三种基本图案。仅仅依靠纹形来分辨指纹是远远不够的，这只是一个粗略的分类，通过更详细的分类使得在大数据库中搜寻指纹更为方便快捷。

    2.模式区

    模式区是指指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹是属于那一种类型的。有的指纹识别算法只使用模式区的数据。 SecureTouch的指纹识别算法使用了所取得的完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别。

    3.核心点

    核心点位于指纹纹路的渐进中心，它在读取指纹和比对指纹时作为参考点。许多算法是基于核心点的，既只能处理和识别具有核心点的指纹。核心点对于SecureTouch的指纹识别算法很重要，但没有核心点的指纹它仍然能够处理。

    4.三角点

    三角点位于从