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指紋生物識別技術范文第1篇

關鍵詞：生物識別技術；自動指紋識別技術；發展；應用

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 09-0000-02

1 前言

生物識別技術主要是指在進行身份驗證時采用人的生物特征（諸如指紋、虹膜、聲音、面孔、手形）來進行驗證。這是因為常見的鑰匙、智能卡、口令等存在著被盜用、復制、遺忘、丟失等危險，而人的生物特征是無法被遺忘、失竊和復制的，因此，身份識別和信息安全的未來發展趨勢就是采用生物識別技術。

這種技術由于要采用采集設備將人的生物特征轉化為圖像，再進行識別，所以又稱之為生物圖像識別技術。20世紀60年代，這種自動指紋識別技術開始興起，這種識別方法是利用計算機來代替指紋進行識別。不過隨著科學技術的發展，指紋采集儀變得廉價，同時高可靠算法也逐漸實現，人們在工作和生活中能逐漸看到這種自動指紋識別技術的使用，國內外的商業和學術界也開始對這種技術進行深入的研究。自動指紋識別相比于其他生物特征的識別如虹膜識別及語音識別有其特別的優點，它被認為是未來生物特征識別技術的主要發展趨勢，被稱為是一種理想的身份識別技術，具有廣泛的應用前景，這一切得益于它很高的可行性和實用性。本文就自動指紋識別技術的發展與應用進行探討。

2 自動指紋識別技術研究現狀

這幾年來，微型計算機技術和光電技術發展迅猛，這樣使得指紋圖像的采集及處理成為可能，而且為自動指紋識別技術的發展打下了深厚的基礎。自動指紋識別技術主要分為采集和識別兩種技術。

目前大多數自動指紋識別系統使用的采集設備是光電式的。慢慢的電感和電容式的采集設備開始出現，這些設備的出現進一步提高了指紋識別的質量，不過穩定性和耐磨性等還有很多問題。

現在指紋采集技術需主要處理的問題是對于磨損嚴重的指紋或臟、濕、干的指頭都能正確、可靠地采集而且要減少采集時候的變形。許多國家有專門的機構或公司進行自動指紋識別技術方面的研究，其中憑借強大的經濟實力和經歷力量，歐美國家在該領域的研究處于領先位置。

已經有成型產品面市的公司是法國的Segam公司、美國的Secugen公司、Identicator公司，而得到較為廣泛應用的是Identicator公司的ID Safe生物識別技術，其中大概有5000多萬人登記使用這種系統，它也被應用于全球的上百萬臺的計算機。在亞洲，朝鮮這一領域研究水平最高，在1989年，其在中國成立Pefis公司，它的指紋產品在國際上有一定影響力。臺灣的Startek公司在指紋識別技術方面的研究水平也可達到世界先進水平。國內的中國科學院自動化所、清華大學、吉林大學、國防科技大學等科研機構和高校也較早的著手這一方面的研究工作。從上世紀九十年代初開始，我國的一些機構如西安青松集團、長春鴻達集團、北大方正集團等分別以機構所在地的高等院校作為技術支撐，逐漸開始在這一領域的研究。其中中國科學院光機所在指紋采集技術方面有較為深入的研究，其研究的光電式活體指紋采集儀可以批量生產。

3 自動指紋識別技術的特點

應用系統利用指紋識別技術可分為驗證（Verification）和辨識（Identification）兩類。辨識是將現場采集到的指紋和數據庫中的指紋一一比對，再從其中找到和現場相吻合的指紋；驗證是將現場采集到的指紋和已經登記的指紋進行對比，從而驗證身份的過程。

驗證就是將提取的指紋存在數據庫里。一般數據庫中的數據要保障其一致性和安全性，而指紋識別系統為滿足高速查詢比對的需求，在保障一般數據性能的基礎上，還可以進一步以高的速度讀取。由于大型指紋識別系統的數據庫非常大，因此為了減少檢索的時間，一般采用指紋分類和分布式數據庫技術。要建立指紋數據庫，一般情況下對同一個指紋要采集3-5個樣本，同時要分別對樣本進行特征抽取和預處理，再從全部的樣本圖像中找出權值大于給定閥值的點，最后以這些找出的特征點作為模板來建立指紋數據庫樣本。

指紋識別系統的核心步驟是指紋匹配，它也是一個重要的研究課題，Andrew K，Hrechak等人用結構匹配來做指紋識別，D.K.Isenor等人又提出用圖匹配來對兩幅指紋圖象進行匹配的想法。

美國聯邦調查局提出的以細節點坐標模型進行細節匹配是目前最常用的方法，它主要是通過脊線分支點和脊線末梢兩種關鍵點來進行指紋鑒定。利用細節點表示成點模式，那么自動指紋認證的問題將轉化成點模式匹配的問題。

在模式識別中比較有名的難題是點模式問題，對于一般的點模式問題，許多人提出過算法，如Xudong Jiang等人的基于局部和全局結構的匹配算法，Shih-hsu Cheng等人的基于二維聚類的快速算法，Sanjay Ranade等人的松弛算法，Zsolt Miklos等人的三角匹配的算法。針對指紋匹配中的點模式匹配問題，Anil Jain等人提出了一種算法，就是通過將直角坐標系中的細節點轉換到極坐標系中，再串匹配算法來進行點匹配。識別率是指紋識別系統特定應用的重要衡量標志，其主要是由拒判率FRR和誤判率FAR兩部分組成。

FAR和FRR這兩個值的調整能夠通過它們不同的用途來進行，通過大量的資料表明，FAR和FRR兩個值之間的關系是反比關系。而如果FRR和FAR間取得很好的平衡，我們說這是一個良好的系統。對于一個實用的系統，為了進行任務的調度，其要具備完善的管理功能，來協調各個模塊之間的工作，同時要處理有可能發生的故障。

4 自動指紋識別技術的發展方向

4.1 非接觸式真皮層指紋采集

根據生理學的研究結果，在真皮層上指紋的結構有穩定及完美的表現。如果想在指紋采集技術方面有所突破，在臟、濕、干和磨損嚴重的指紋的情況下能完整、清晰、準確地進行指紋采集，必須要實現在真皮層采集指紋結構。這樣也可以更好的解決指紋錄入時產生的變形問題。

4.2 多種生物識別技術的融合

各種生物識別技術都具有其自身的特點和優勢，而指紋識別技術只是生物識別技術的一種。自動指紋識別技術的發展的一個方向是利用生物識別技術的特點將指紋和其他生物識別技術相結合，實現互補。如把指紋識別技術和臉形結合，將臉形識別結果作為一種檢索，從而實現辨識模式下的指紋識別，這樣識別的速度將得到顯著的提高。

參考文獻：

[1]黃世龍，劉書剛，閻嘉，加鶴萍，王彥，葉露.指紋識別算法研究與實現[J].山西電子技術，2012，23（05）：115-119.

[2]謝信琦.指紋識別技術與電子商務認證應用研究[J].甘肅科技縱橫，2008，48（05）：165-169.

[3]黃永康.指紋識別技術在圖書館管理中的應用[J].科技情報開發與經濟，2007，36（33）：174-176.

指紋生物識別技術范文第2篇

在電影《變臉》中，男主角為了打擊犯罪，與罪犯頭目通過生物技術換了一張臉。結果弄巧成拙，罪犯利用他的臉騙取了男主角家人的信任。觀影后很多觀眾都產生了疑問：除了通過人臉識別，難道就沒有其他方法鑒別一個人的身份嗎？答案是肯定的，生物識別技術就是一種專門解決此類問題的“專家”。

隨著生物識別技術的不斷發展，人們的生活也會發生有趣的變化：鑰匙、密碼或許已沒有必要存在，只要給一個眼神，家門就能打開；去銀行取款，無需帶卡，刷臉即可，也不必擔心賬號被盜；家中來了陌生人，視頻監控會立即發出報警聲；登陸社交網絡，可以瞬間找出同一張臉在好友圈中的所有照片……這些獨一無二的身體密碼的實際應用，能夠全面提高人們生活的安全系數，最終改變人們生活與交往的原貌。

人臉識別

人臉識別技術基于人的臉部特征信息進行身份識別。先用攝像機采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行一系列相關處理（包括人臉識別預處理、記憶存儲和比對辨識），以達到識別不同人身份的目的。

由于采集方便，人臉識別技術目前所受關注度較高。但由于人臉是三維的，受光線、表情、胖瘦、毛發等影響較大，同時也容易被偽造復制，以致穩定性、安全性較低。

指紋識別

每個人的皮膚紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同，呈現唯一性且終生不變。據此就可以把一個人與其指紋對應，通過將其指紋和預先保存的指紋數據進行比較，就可以驗證此人的真實身份，這就是指紋識別技術。

指紋識別主要根據人體指紋的紋路、細節特征等信息對操作或作者進行身份鑒定，它得益于現代電子集成制造技術和快速而可靠的算法研究，是目前生物檢測學中研究最深入、應用最廣泛、發展最成熟的技術。

指紋識別系統是一個典型的模式識別系統，包括指紋圖像獲取、處理、特征提取和比對等模塊。

1.指紋圖像獲取：通過專門的指紋采集儀可以采集活體指紋圖像。目前，指紋采集儀主要有活體光學式、電容式和壓感式。對于分辨率和采集面積等技術指標，行業內已形成了國際和國內標準，但其他項目還缺少統一標準。根據采集指紋面積大體可分為滾動捺印指紋和平面捺印指紋，公安等特殊行業普遍采用滾動捺印指紋。另外，也可通過掃描儀、數字相機等獲取指紋圖像。

2.指紋圖像壓縮：大容量的指紋數據庫必須經過壓縮后存儲，以減少存儲空間。主要存儲格式包括JPEG、WSQ、EZW等。

3.指紋圖像處理：包括指紋區域檢測、圖像質量判斷、方向圖和頻率估計、圖像增強、指紋圖像二值化和細化等。

指紋識別的優點在于簡單方便、快捷迅速。而缺點在于準確率有待提高，且機器容易因和手指產生摩擦而導致磨損，影響確認效果。指紋識別主要用于公司考勤、反恐刑偵、身份確認等領域。

掌紋識別

掌紋識別是近幾年提出的一種較新的生物特征識別技術。掌紋是指手指末端到手腕部分的手掌圖像。其中很多特征可以用來進行身份識別：如手掌主線、皺紋、細小的紋理、脊末梢、分叉點等。掌紋識別也是一種非侵犯性的識別方法，用戶比較容易接受，對采集設備要求不高。

掌紋識別系統同其他生物特征識別系統結構相同，主要分為錄入樣本階段和測試樣本分類階段。首先對采集的掌紋樣本進行預處理，然后進行特征提取，把提取的掌紋特征存入特征數據庫中留待與被分類樣本進行匹配。

掌紋識別的優點是比指紋識別更準確，缺點在于機器維護率高，磨損后易產生誤差。掌紋識別主要應用于銀行、珠寶店、金庫等安保等級高的行業，通過對入庫人員進行掌紋掃描來確認身份。

虹膜識別

在所有生物識別技術中，虹膜識別是當前應用最為方便和精確的一種，它被認為是21世紀最具發展前途的生物認證技術，未來的安防、國防、電子商務等多種領域必然會以虹膜識別技術為重點，市場應用前景非常廣闊。

虹膜是眼睛的重要組成部分。虹膜由許多腺窩、皺褶、色素斑等構成。由于遺傳原因，每個人的虹膜各不相同，這就給利用虹膜進行身份識別帶來了機會。

虹膜識別的優點在于機器不與人體接觸、能減少不必要的耗損、精確度極高等。缺點在于技術不完善、黑眼睛極難識別、需要很好的光源等。一些重要的場所都是用掌紋和虹膜識別雙套系統進行安保。

指靜脈識別

指靜脈識別技術是利用手指內的靜脈分布圖像來進行身份識別。醫學研究發現當用近紅外線照射手指時，靜脈中流動的血紅蛋白會吸收近紅外線而形成血管的影像，通過傳感器可以獲取手指靜脈的圖像，經處理后能形成特定的指靜脈特征模板。經過醫學驗證，每個人的手指靜脈血管影像都不一樣，形成的模板是一種獨特的生物特征，可用于身份識別。

指紋生物識別技術范文第3篇

關鍵詞：身份認證；數據保護；訪問控制

隨著虹膜指紋掃描儀器的精度和識別度不斷提高，生物識別技術將可以應用于更廣泛的領域，并迎合不同的生物學特征，實現更強大的安全保護能力。

據Unisys亞太區國家安全開發部門的經理John Kendall表示，雖然虹膜掃描技術還沒有被廣泛應用，成為主流的身份識別技術，但已經有不少國家將其應用于身份證項目中。

最近在接受記者采訪時，Kendall介紹說：“印度和墨西哥已經將虹膜(掃描)和指紋作為了后備(身份識別技術)，這與兩三年(前)相比是一個巨大的進步。”

Kendall還介紹說，美國銀行也采用了一種面部識別系統，可以同時掃描人體面部和虹膜特征，實現訪問控制。與指紋讀取不同，這種面部識別系統在掃描用戶生物特征時不需要用戶靜止不動，相反，在用戶進入特定區域的大門時，該系統就已經自動將用戶的面部特征和虹膜特征記錄下來了。如果該用戶具有通行權限，則大門會自動打開。

他還表示，面部識別技術已經在日本和韓國的高檔社區中被成功應用，并且未來將慢慢融入廣大普通老百姓的日常生活中。

皮下指紋讀取器

Kendall解釋說，傳統的指紋掃描設備可以很輕易地被復制指紋薄膜欺騙，甚至簡單地對掃描器的玻璃面哈氣，也能擾亂掃描器。而新型的皮下指紋掃描器是通過掃描用戶指紋下的血管和組織結構的方式進行判斷的。

他說：“一些新型的掃描儀會利用不同波長的光波對人體皮膚下不同深度的組織進行掃描，另一些設備則是利用無線電波進行掃描。因此就算你的手指表面被弄臟甚至磨破了，也不會影響掃描結果。”這種設備適用于那種雇員需要手工勞動或者手指會時常出現損傷的行業。

有了這些新型的生物識別技術，要想黑掉生物識別系統，比以前難度大大提高了。Kendall認為，如果黑客要通過這種識別系統，必須投入大量精力和時間，以及非常詳細的生物學數據，才能制作出一個手指的三維模型。

此外，還有一些已經成功應用于生物識別系統的技術，可以讀取人體手部的其他生物學特征。比如Halifax港口的生物學識別系統，就是掃描用戶手部的血管結構，而不是指紋。

Kendall還說：“同樣的技術進步也發生在面部識別系統上。傳統的面部識別系統需要管理人員手里拿著一張被許可人員的正面照片，比對監視器中的來訪者五官。而加入了虹膜識別技術后，識別系統的復雜性大大提高，簡單的硅膠面膜已經難以突破這種面部識別系統了。”

隨著越來越多的企業開發或采用生物識別技術，國家也需要在數據安全領域趕上技術的步伐。

目前，大多數國家還沒有對生物學數據進行規范化管理和保護的相關法規政策出臺。

用戶接受度增加

和密碼一樣，生物識別數據被看作是“個人”信息，有些人仍然不愿意對政府或企業提供指紋，因為他們將指紋看作是個人隱私的一種。

Kendall說：“盡管如此，我們仍然看到情況在逐漸好轉。在過去幾年，我們發現如果人們已經享受到或認識到生物識別技術帶來的好處，不論是增加他們自身的安全性還是增加業務方面的安全性，他們都會更容易接受生物識別技術，并提供相應的生物識別數據。”

他還說，對于金融行業，可以通過聲音指紋技術，在電話銀行系統中增加一道安全屏障。

隨著生物識別設備的價格不斷下滑，客戶未來可以采用更好的設備，提高識別能力。

指紋生物識別技術范文第4篇

[關鍵詞] 電子商務 指紋識別 網上支付

互聯網已經深入到各個領域，傳統的商品流通方式也正面臨著更多的挑戰。如阿里巴巴等知名企業都預言著電子商務浪潮的愈演愈烈。在我國,電子商務的發展還因諸多原因而存在著各種問題，特別是支付的安全,一直都是阻礙電子商務更好發展的屏障。現在網上支付主要通過“用戶ID+密碼”的方式來實現，有的加載了“USB KEY”等數字簽名技術,還有像支付寶等采用第三方中介。但是因為賬號信息易盜、易遺忘、易丟失等問題而給消費者帶來很多困擾。基于人體具有不可復制等特點,我們逐漸注意到生物特征識別技術的應用。

一、指紋識別技術

生物特征識別是通過計算機與光學、聲學傳感器和生物統計學原理等高科技手段結合，利用人體所固有的生理特征來進行個人身份驗證的技術。其核心在于如何獲取這些生物特征，并將之轉換為數字信息，存儲于計算機中，利用可靠的匹配算法來完成驗證與識別個人身份的過程。

1.指紋識別技術特點。人體的生物特征包括指紋、聲音、面相、視網膜、掌紋、DNA等。其中指紋由于具有惟一性、穩定性、快捷性而成為個人身份識別的有效手段。指紋具有以下特點：

(1)每個人的指紋是獨一無二的，兩人之間不存在著相同的手指指紋。

(2)每個人的指紋是相當固定的，很難發生變化。

(3)便于獲取指紋樣本，易于開發識別系統，實用性強。

(4)一個人的十指指紋皆不相同，可以方便地利用多個指紋構成多重口令，提高系統的安全性。

(5)使用的模板并非最初的指紋圖，而是由指紋圖中提取的關鍵特征，這樣使系統對模板庫的存儲量較小。另外，對輸入的指紋圖提取關鍵特征后，可以大大減少網絡傳輸的負擔，便于實現異地確認，支持計算機的網絡功能。

2.指紋識別技術原理。指紋識別技術主要涉及四個功能：讀取指紋圖像、提取特征、保存數據和比對。

在一開始，通過指紋讀取設備讀取到人體指紋的圖像，并對原始圖象進行初步的處理，使之更清晰。

接下來，指紋辨識軟件建立指紋的數字表示―特征數據，可以從指紋轉換成特征數據，但不能從特征數據轉換成為指紋，而兩枚不同的指紋不會產生相同的特征數據。軟件從指紋上找到被稱為“節點”的數據點，也就是那些指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標位置，這些點同時具有七種以上的唯一性特征。因為通常手指上平均具有70個節點，所以這種方法會產生大約490個數據。有的算法把節點和方向信息組合產生了更多的數據，這些方向信息表明了各個節點之間的關系，也有的算法還處理整幅指紋圖像。

最后，通過計算機模糊比較的方法，把兩個指紋的模板進行比較，計算出它們的相似程度，最終得到兩個指紋的匹配結果。

二、指紋識別技術在電子商務中的應用

目前，上海市已經將指紋識別技術應用于傳統的消費領域，我們可以在此基礎上將應用范圍擴大到網絡，將指紋識別技術應用于電子商務中。其主要涉及到的步驟包括:注冊指紋信息和交易識別。

1.注冊指紋信息

（1）用戶憑有效身份證到開通指紋識別業務的銀行或者網點遞交《申請書》，在工作人員的指導和監督下，利用指紋識別終端完成同一個手指的兩到三次指紋特征信息采集。為了進一步防止手指受傷等特殊情況，可以再采集一個手指。

（2)使用高強度加密算法和散列算法，將用戶號、指紋信息和密碼信息通過網絡保存到總部的認證服務器中，認證服務器存有所有用戶的指紋信息和基本資料。

（3）由網點終端打印出指紋注冊憑證號碼，用戶簽字確認后，注冊網點保留存根，另一聯由用戶保存。同時用戶也可以自行選擇在指定銀行或者網點購買統一的指紋信息采集器，并獲取操作說明等資料。

（4)用戶自行登陸網絡信息平臺，根據憑證上的注冊號碼，完成進一步詳細信息的激活，這個環節可以結合手機激活碼或者E-MAIL激活等方式加強信息注冊安全性。

（5)注冊成功，可以開始使用。

之所以不采取直接在網上注冊的方法，主要是考慮到防偽。初次注冊用戶可以在工作人員的監督之下完成一系列認證工作。而結合網上注冊，主要可以起到避免銀行或中介方出現安全漏洞，并可減少申請辦理注冊的處理和等待的時間。

2.網上支付系統中的交易識別。

（1)用戶在網上購物要進行支付時，向銀行的認證服務器發送認證請求，在服務器認證成功后，提示用戶下載安全控件，服務器將自己的公鑰發送給客戶端。

（2)在客戶端顯示支付界面，標明商城名稱、訂單號、消費轉賬金額等詳細交易信息。

（3)用戶在客戶端填寫好轉賬信息，包括轉出賬戶、驗證碼等。由系統提示用戶進行指紋驗證，信息采集的次數最好設成不少于兩次，采集后的指紋模版經過數字簽名加密后發送給指紋認證服務器。

（4)指紋認證服務器根據用戶的公鑰進行解密，取出解密后的指紋模板與賬戶關聯的指紋模板進行比對匹配，如匹配成功，才將交易信息傳給相應銀行并進行轉賬業務并提示網上支付成功；否則立刻拒絕轉賬。

三、評價

在信息化技術高速膨脹的今天，電子商務是商品流、資金流、物流有機結合的橋梁，它的安全性也越來越受到人們的關注。使用指紋識別的交易支付系統通過多次的安全認證，使得網上銀行交易支付的安全性得到很好的保障。不需要為了不定期更換密碼而煩心，更不用擔心賬號和密碼被盜。所以指紋識別技術應用于電子商務具有快速、安全、便捷等很多優點，具有一定的實用價值。

參考文獻:

指紋生物識別技術范文第5篇

北京東方金指科技有限公司（以下簡稱東方金指）創始于2001年，是北京的高新技術企業和軟件企業。東方金指以指紋識別技術為核心，專注于人體生物特征識別領域，進行指紋、掌紋、人像、聲紋等生物特征技術和產品研發。作為國內知名的指紋自動識別技術的推動者，東方金指曾參與起草多項國家GB/GA指紋技術標準，為我國指紋技術應用和發展做出了突出貢獻。

自成立以來，東方金指陸續推出了一系列擁有完全獨立自主知識產權的高科技軟硬件產品，這些產品目前主要應用于公安和民用安全行業。

東方金指的核心技術源于國內高等學府和科研機構。2001年，東方金指發明了一套獨特、先進的指（掌）紋識別核心算法，在公安部二代身份證指紋技術選型中排名第一。該算法具有指紋特征值小、識別時間短、拒登率/拒真率/認假率低等特點。公司指（掌）紋識別核心算法擁有獨一無二，更為實用、先進的數線對比算法和紋線追蹤技術，大幅提升了億萬人大容量指（掌）紋系統的對比精度；系統億萬人級大庫技術成熟，支持國際ANSI/NISI有關標準和GB/GA有關標準，同時結合于中國國情，采用全新的設計思路。該算法的大規模并行比對技術、底層數據結構、系統功能的準確性和穩定性等諸多方面均達到或超過國際標準。該算法推向市場近十年時間里，體現出強勁的競爭力，參與了2002年以后絕大多數部省市級刑偵指掌紋自動識別系統項目。

東方金指還于2011年了公司最新一代生物特征識別產品GAFIS7.0系統。該產品除保留公司以往產品優秀特點外，又增加了眾多新特征。它并不僅僅是一個大規模的指紋、掌紋自動識別系統，同時還支持人像、聲紋、足跡、虹膜等生物特征大規模并行對比。

作為國內重要的指紋自動識別技術的推動者，十多年來，東方金指秉持“一流人才、一流技術、一流服務”的企業宗旨和“見微知著、去偽存真”的技術理念，打造了業內知名的品牌。東方金指將秉承宗旨繼續前進，研發設計制造適合中國本土并符合國際標準的人體生物特征識別的軟硬件產品。