基于生理特征的生物識(shí)別是怎樣應(yīng)用的

指紋

指紋是指人類(lèi)手指上的條狀紋路，它們的形成依賴(lài)于胚胎發(fā)育時(shí)的環(huán)境。目前，許多國(guó)家都將指紋作為官方采集的個(gè)人信息數(shù)據(jù)存入身份識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)中，成為司法部門(mén)作身份鑒定的一種手段。

作為最傳統(tǒng)、最成熟的生物鑒定技術(shù)，指紋有以下兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性，從胎兒在6個(gè)月時(shí)指完全形成到人死后尸體腐爛，指紋的紋線類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、統(tǒng)計(jì)特征的總體分布等始終沒(méi)有明顯變化;獨(dú)特性，至今還找不出兩個(gè)指紋完全相同的人。

指紋比對(duì)通常采用特征點(diǎn)法，抽出指紋上凸?fàn)钋€的分歧或指紋中切斷的部分（端點(diǎn)）等特點(diǎn)來(lái)識(shí)別。最近幾年，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，指紋自動(dòng)識(shí)別的性能已有很大提高，通常情況下，識(shí)別一般只需1秒左右，錯(cuò)誤拒絕發(fā)生率小于2%，錯(cuò)誤接受發(fā)生率小于0.0001%。

但是，為了提高可靠性，指紋識(shí)別設(shè)備對(duì)手的擺放位置有一定的要求，此外，系統(tǒng)對(duì)手指的實(shí)際情況也有一定要求，對(duì)臟手指或干手指的識(shí)別率會(huì)降低。

對(duì)最終用戶而言，由于目前很多地方指紋已經(jīng)作為個(gè)人信息輸入到官方的身份數(shù)據(jù)庫(kù)中，在門(mén)禁系統(tǒng)中使用，如果管理不善，有泄漏個(gè)人信息的風(fēng)險(xiǎn)。

掌形

掌形識(shí)別是上世紀(jì)八十年代興起的一種技術(shù)，對(duì)于掌形進(jìn)行識(shí)別的設(shè)備是建立在對(duì)人手的幾何外形進(jìn)行三維測(cè)量的基礎(chǔ)上的。因?yàn)槊總€(gè)人的手形都不一樣，所以可以作為識(shí)別的條件。主要通過(guò)確定人手的幾個(gè)外形上的特征，包括手掌的長(zhǎng)度、寬度、厚度和表面積以及手指在不同部位的寬度、手指的長(zhǎng)度、手指的厚度和手指彎曲部分的曲率等來(lái)實(shí)現(xiàn)識(shí)別功能。這些數(shù)據(jù)提供了一套獨(dú)特的組合關(guān)系，保證了識(shí)別的快速、準(zhǔn)確、可靠。

通常情況下，掌形識(shí)別設(shè)備錯(cuò)誤拒絕發(fā)生率約為0.03%，而錯(cuò)誤接受發(fā)生率為0.1%，系統(tǒng)完成一次識(shí)別只需要1秒鐘。

指靜脈

指靜脈識(shí)別是一種利用近紅外線照射活體人手指靜脈，通過(guò)取得靜脈圖像并進(jìn)行編碼、認(rèn)證的技術(shù)。醫(yī)學(xué)研究證明，人類(lèi)手指靜脈的形狀具有唯一性和穩(wěn)定性，即每個(gè)人的手指靜脈圖像都不相同，同一個(gè)人不同的手指的靜脈圖像也不相同;健康成年人的靜脈形狀不再發(fā)生變化，這就為指靜脈識(shí)別提供了醫(yī)學(xué)依據(jù)。與指紋識(shí)別技術(shù)相比，其隱藏在身體內(nèi)部，且要求活體指靜脈，所以被復(fù)制或者盜用的機(jī)會(huì)很小，被檢者心理抗拒性低，受生理和環(huán)境因素的影響小，克服了皮膚干燥、油污、灰塵、皮膚表面異常等因素，原始靜脈影像從被捕獲到數(shù)字化處理，整個(gè)過(guò)程不到1秒，并具可觸發(fā)的高準(zhǔn)確識(shí)別率（錯(cuò)誤拒絕發(fā)生率約為0.01%，錯(cuò)誤接受發(fā)生率約為0.0001%）等多項(xiàng)重要的特點(diǎn)，使它在高度安全和使用便捷上遠(yuǎn)勝于指紋識(shí)別技術(shù)。

視網(wǎng)膜

視網(wǎng)膜識(shí)別原理是通過(guò)分析視網(wǎng)膜上的血管圖案來(lái)區(qū)分每個(gè)人。視網(wǎng)膜掃描是用低強(qiáng)度紅外線照亮視網(wǎng)膜，以拍攝下主要血管構(gòu)成的圖像。由于視網(wǎng)膜位于眼球的后面，因此采集過(guò)程需要用戶高度配合，以保證正確的照亮和對(duì)準(zhǔn)視網(wǎng)膜，并且要求站在2-3英尺的地方，保持靜止1-2秒的時(shí)間。更重要的是被辨識(shí)者對(duì)視網(wǎng)膜掃描技術(shù)的憂慮，擔(dān)心會(huì)影響眼睛健康。由于這些原因視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)并未成為生物識(shí)別技術(shù)中的主流技術(shù)。

虹膜

虹膜是瞳孔周?chē)沫h(huán)狀顏色組織，它有豐富而各不相同的紋理圖案，構(gòu)成了虹膜識(shí)別的基礎(chǔ)。虹膜的形成由遺傳基因決定，人體基因表達(dá)決定了虹膜的形態(tài)、生理、顏色和總的外觀。到二歲左右，虹膜就基本上發(fā)育到了足夠尺寸，進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期。除極少見(jiàn)的反常狀況、身體或精神上大的創(chuàng)傷造成虹膜外觀上的改變外，虹膜形貌可以保持?jǐn)?shù)十年沒(méi)有多少變化，另外，由于虹膜的外部有透明的角膜將其與外界相隔離，因此，發(fā)育完全的虹膜不易受到外界的傷害而產(chǎn)生變化。虹膜識(shí)別技術(shù)是通過(guò)一種近似紅外線的光線對(duì)虹膜圖案進(jìn)行掃描成像，并通過(guò)圖案像素位的異或操作來(lái)判定相似程度。虹膜識(shí)別過(guò)程首先需要把虹膜從眼睛圖像中分離出來(lái)，再進(jìn)行特征分析，理論上找到兩個(gè)完全相同的虹膜的概率是120萬(wàn)分之一，這也是目前已知的所有生物識(shí)別技術(shù)中最為精確的。

虹膜識(shí)別因?yàn)樵O(shè)備復(fù)雜，掃描距離短，以及使用者心理上對(duì)健康的擔(dān)心，而未能在民用市場(chǎng)大量使用。

面部

面部識(shí)別是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。用攝像機(jī)采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉圖像采取一系列相關(guān)技術(shù)措施，包括人臉圖像采集、人臉定位、人臉識(shí)別預(yù)處理、記憶存儲(chǔ)和比對(duì)辨識(shí)，達(dá)到識(shí)別不同人的目的。

面部識(shí)別設(shè)備主要分析臉部形狀和特征，這些特征包括眼、鼻、口、眉、臉的輪廓、形狀和位置關(guān)系。因亮度及角度和面部表情各不相同，使得面部識(shí)別非常復(fù)雜。此外，面部識(shí)別系統(tǒng)對(duì)光線的直接照射尤其是日光非常敏感，這種情況下錯(cuò)誤拒絕率會(huì)大大上升，有些情況下甚至根本不可能進(jìn)行識(shí)別。