生物識彆技術 簡介 虹膜識彆技術簡介虹膜是在眼睛中瞳孔內相當復雜的縴維組織構成 其細部結構在齣生之前就以隨機組閤的方式決定下來瞭。每一個虹膜都包含一個獨一無二 ... 各種生物識彆技術簡介 (日常生 各種生物識彆技術簡介 - 趣味新聞網

發表日期 2005-02-02T17:02:05+08:00

     生物識彆技術 簡介

虹膜識彆技術簡介
虹膜是在眼睛中瞳孔內相當復雜的縴維組織構成，其細部結構在齣生之前就以隨機組閤的方式決定下來瞭。每一個虹膜都包含一個獨一無二的構造，這構造基於像冠、水晶體、細絲、斑點、結構、凹點、射綫、皺紋和條紋等特徵。虹膜識彆技術就是利用虹膜這一人體特徵來識彆或確認一個人真實身份的技術。
虹膜識彆係統採用非接觸式採集，用一個全自動照相機來尋找你的眼睛，並在發現虹膜時就開始聚焦，即使使用者曾眨眼睛虹膜也能被正確地拍攝下來，再經過細分和重組虹膜圖象。然後將虹膜的可視特徵轉換成一個512個字節的虹膜代碼（Iris Code），這個代碼模闆被存儲下來以便後期識彆所用。虹膜識彆算法可以從直徑11mm的虹膜上，用3.4個字節的數據來代錶每平方毫米的虹膜訊息，這樣，一個虹膜約有266個量化特徵點，而一般的生物識彆技術隻有13個到60個特徵點。因此虹膜識彆技術可以到達十分優異的準確度 。
虹膜技術的優點在於使用方便、精確度高、無需物理接觸。採集過程十分簡單的，虹膜的定位可在一秒鍾之內完成，産生虹膜代碼的時間也僅需一秒的時間，數據庫的檢索時間也相當快，就是在有成韆上萬個虹膜訊息數據庫中進行檢索，所用時間也不多。其不足在於虹膜採集設備尺寸比較大，因自動聚焦需要昂貴的攝像頭﹔亦需要一個比較好的光源等。
如今利用虹膜識彆技術的産品已經齣現，其中韓國LG公司生産的虹膜識彆器內置識彆器的自動照相機可以自動對焦，自動跟蹤定位，其識彆的正確性也是很高的， 虹膜識彆係統在很多地方得到應用，如機場、辦公室、實驗室、機場、樓宇、軍事部門等地方的安全管理等。
LG虹膜識彆器可以直接通過RS－232C界麵與電腦連接，也可以通過一個專用的集綫器和電腦連接。每個集綫器可以連接多台識彆器，然後再通過電腦網絡與控製電腦、監視電腦互聯，形成一個完整的安全檢測係統


手掃描識彆技術簡介
手掃描識彆技術是一種新型生物識彆技術，許多廠傢已經開發齣他們獨有的手掃描錄入設備。因其使用方便，拒真率低於1％，價格閤理，手掃描識彆係統在市場上的擁有量已經處於第二位，僅次於指紋識彆係統。
手掃描識彆係統在特徵訊息錄入時，使用者隻需將他的手掌放在錄入頭錶麵，並將五個手指按錄入頭錶麵的槽位來擺放。錄入設備就會將拇指、中指和食指的位置和手型三維特徵訊息（長、寬、厚度、錶麵積等）錄入下來，並將錄入的訊息轉換為模闆，能夠十分精確地反映齣三個手指的位置及手掌的特徵訊息。有的手掃描識彆係統的特徵模闆訊息隻含有9個字節。
手掃描技術是一個相對精確度較低的生物識彆技術，它不能象指紋、麵部和虹膜掃描技術那樣容易獲得內容豐富的人體特徵訊息。因此，手的相似性不是太容易區分，所以手掃描技術不太適閤完成一對多的識彆。但手掃描技術無法錄入率相對較低，這是它的一個優勢。
手掃描識彆應用
目前手掃描識彆器已經開始使用在許多場閤。例如在住宅中，住戶隻需把手平放在識彆器的指形解讀區，速度高的係統不到一秒鍾，慢的也隻需30秒鍾就可完成比對，如果是樓房的住戶，大門就會自動開啓﹔如果不是住戶，大門則絲毫不動。這樣的手掃描識彆係統價格較大眾化，適用於屋苑的總入口處，可謂是不見身影的“住宅防盜警衛”。


麵部識彆技術簡介
麵部識彆技術基於麵部不易産生變化特徵和它們之間的關係來進行識彆，這些特徵主要包括鼻梁、嘴巴、眼睛等臉部器官的位置和相互之間的位置關係。
麵部識彆採用的圖象捕捉技術一般是標準視頻和熱成像技術。標準視頻技術通過一個標準的攝像頭攝取麵部的圖象或者一係列圖象。
熱成像技術通過分析由麵部的毛細血管的血液産生的熱綫來産生麵部圖象，與視頻攝像頭不同，熱成像技術並不需要在較好的光源條件下，因此即使在黑暗情況下也可以使用。通過相應的算法加上一個轉化機製就可將一幅麵部圖象變成數字訊號。
麵部識彆技術主要針對麵部不易變化的特徵，從多個角度來加以確定。同時對於因人體麵部的一些可能變化，通過人工智能技術進行補償和修正，所以它不受發型、飾物等因素的影響。
麵部識彆技術應用
麵部識彆技術的優點在於採用非接觸式方式採集人體特徵訊息，用戶不需要和設備直接的接觸。麵部識彆技術在刑事偵察和犯罪預防方麵比其它識彆技術有效得多，原因是沒有一個犯罪分子會自願地提供指紋、虹膜等讓你來鑒彆，而麵部識彆技術可以採用高分辨率特徵採集設備獲取犯罪嫌疑人的麵部圖象，通過比對存放在圖象模闆庫中的麵部圖象來確認犯罪嫌疑人的身份。同時麵部識彆技術也開始應用於樓宇自動化等人們的日常生活之中。
雖然，麵部識彆技術在生物識彆技術市場占有率達到第三位，但是它在的推廣使用上受到不少阻礙，例如圖象採集時使用者麵部的位置與周圍的光綫和環境都可能影響係統的精確性。為瞭採用高質量的圖象，就需要高性能的採集設備，這樣又會使得成本變高。

靜脈識彆係統簡介
靜脈識彆係統是最新的生物識彆技術，98年纔麵世。這種技術所採用的人體特徵是人手背上的靜脈血管分佈特徵，研究顯示這一人體特徵具有獨特性。圖3.4a錶示瞭靜脈識彆從特徵訊息採集、處理到模闆訊息産生這樣一個基本點的過程。

一般人在成年階段，靜脈是幾乎不發生變化的。在成長過程中，靜脈也隨時間在成長，但靜脈的成長變化非常緩慢。為適應此種緩慢的變化，靜脈識彆係統採用“動態模型更新”（Dynamic template update）技術，也就是說在每次比對時，使用者的靜脈圖形數據會得到更新，這樣使得靜脈識彆係統對身份識彆更準確。
採用這種技術形成的産品具有使用方便﹔不受傷痕、潮濕、墨跡或標記的影響﹔當與用戶ID配閤使用時，可在0.5秒鍾之內完成整個識彆過程﹔拒真率低於0.1%，認假率低於0.0001%﹔相對成本也比較低。
靜脈識彆係統的應用

依據手背靜脈識彆技術製造的産品已經麵世，它們作為門禁係統應用於傢庭、辦公室等場閤。靜脈識彆器是一種手背靜脈識彆器及其在金庫/貴重物品保管中的應用。在建築工地，工廠，軍事基地等當人處於有灰塵，髒物，潮濕，乾燥場所，靜脈識彆係統比其他生物識彆係統優勝。


視網膜識彆技術簡介
視網膜識彆技術在可靠性和值得信賴的程度上勝過虹膜識彆技術，它的可靠性和值得信賴程度可說是目前生物識彆技術中最高的，它基於人類眼球後部血管分佈獨特性理論上發展起來的。因為視網膜比虹膜是更獨特、穩定的生物特徵，它是“隱藏”在眼球中的，故而不可能磨損、老化或是受一般疾病的影響，除瞭患有嚴重眼疾或者嚴重的腦外傷外。相關研究錶明即使是孿生子，這種血管分布也是具有獨特性。視網膜的結構形式在人的一生當中都相當穩定。視網膜識彆技術的技術含量較高，運用起來的難度也相對較大。
視網膜識彆技術首先需要獲得視網膜圖象，使用者的眼睛與採集設備之間的距離應在半英寸之內，當採集設備在讀取圖象時，眼睛必須處於靜止狀態。一般從採集到的視網膜圖象上可以獲得近400個特徵點。這與指紋識彆技術比較，指紋隻能提供30到40個特徵點。由此可見，視網膜識彆的採集設備的認假率低於百萬分之一。
因此，視網膜識彆技術具有以下一些優點：
採用一種極其固定的生物特徵，識彆的可信度高﹔
使用者不需要和設備進行直接的接觸﹔
因為視網膜是不可見的，故而不會被僞造。
當然，任何一樣技術總是有優點，也有不足。對視網膜識彆技術來說，它發展到今天未經過現實世界獨特性認証試驗﹔視網膜採集設備是否構成對使用者健康的影響，還需要進一步的研究﹔由於成本相對較高，也是影響技術推廣的一個重要因素。


語音辯識技術簡介
語音辯識技術是基於生理學和行為特徵的生物識彆技術，它主要運用瞭說話者嗓音的特徵訊息（例如發音的頻率）和語言學模式。它不對說齣的詞語本身進行辯識，而是通過分析語音的獨特性，對說話者的身份進行辨識。語音辯識技術使得人們可以通過說話的嗓音來控製能否齣入限製性的區域。例如，通過電話撥入銀行、數據庫服務、購物或語音郵件，以及進入保密的裝置。雖然語音識彆是方便的，但由於非人性化的風險、遠程控製和低準確度，它並不可靠。當一個人得瞭感冒，他（她）就有可能被錯誤地拒認。

語音聲音識彆也是一種行為識彆技術，識彆過程也是和其它生物識彆技術一樣。語音採集設備不斷地測量、記錄聲音的波形和變化。而語音識彆係統將現場採集到的聲音與記錄在數據庫中的聲音模闆進行精確的匹配，達到識彆和驗証的目的。
聲音識彆也是一種非接觸的識彆技術，很容易得到大眾的接受。但是它和其他的行為識彆技術一樣，聲音因為變化的範圍太大，故而很難進行一些精確的匹配，特彆是聲音會隨著音量、速度和音質的變化而影響到採集與比對的結果﹔依據目前的技術水平還難以分辨錄音的欺騙。


簽名識彆技術簡介
實際上簽名作為身份認証的手段已經用瞭幾百年瞭，在我們實際的應用中隨處可見，如文件的簽署和信用卡簽單等。簽名是人的一種行為動作，其中有些特性是習慣性的，而另一些在每次簽名時都不相同。

簽名識彆技術是將簽名數字化。簽名識彆技術是簽名力學的辯識，它是基於簽名力度特徵來辨識的，不是用簽名的圖象本身。它通過分析筆在每個字及字之間移動的加速度、順序、壓力、方嚮以及筆劃的長度來區分齣不同的身份人的簽名。它和聲音識彆一樣，是一種行為測定學。
由於人們已經習慣於簽名，所以簽名識彆技術是最容易被大眾所接受的一種識彆技術。但是簽名識彆技術問題仍然存在於度量的方式以及簽名的重復性。人隨著經驗的增長，性情的變化與生活方式的改變，簽名也會隨著而改變﹔要將它應用於電腦應用領域因為簽名的速度不快，不閤適在Internet上使用它﹔同時簽名的手寫闆結構復雜、價格貴、尺寸大，也比較難以和電腦很好地結閤起來。

比較:
價格：指紋識彆為500－3000美元；靜脈識彆大概2000美元；虹膜識彆大概7000美元；手掃描為3800－6000美元，麵部掃描識彆的價格差異很大從40,000多美到幾十萬美元；語音識彆技術和簽名識彆技術隻是應用於特殊的場閤的識彆，市場上並不普及。
可供特徵點：視綱膜識彆：400個；虹膜識彆200－300個；麵部識彆30－60；靜脈識彆技術40－50個；指紋識彆30－40個；手掃描識彆技術10－20個。簽名識彆它分析的是筆的移動，例如加速度、壓力、方嚮以及筆劃的長度，而非簽名的圖像本身。語音識彆是通過分析語音的唯一特性，例如發音的頻率，來識彆齣說話的人，不宜與其他識彆技術作直接比較。
可靠性：視綱膜識彆的認假率低於0.0001%（一百萬分之一），無法錄入率可能在5-10%左右；虹膜識彆技術的認假率低於0.0001%；靜脈識彆的認假率低於0.0001%；指紋識彆技術認假率低於0.1%；麵部識彆技術認假率低於0.1%；手掃描識彆技術認假率低於0.1%；簽名識彆的認假率屬於中等，語音識彆的認假率是比較高的，但是暫時末有具體的數據。

生物識彆技術專業網站：http://www.biocn.net/

生物識彆技術及産品網站：http://www.biofp.com/

麵部識彆技術：http://www.symtrontech.com/information.htm

生物識彆技術應用實例的錄像：http://www.handreader.com/videos/


資料來源:
http://tds.ic.polyu.edu.hk/mtu/hict/bio/t3/p9.htm
香港理工大學工業中心:D

[ Last edited by 嘉璐 on 2005-3-27 at 06:47 PM ]

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