下载文档原格式
生物识别技术综述摘要：生物识别技术主要是指通过人类自身生物特征进行身份识别的一种安全认证技术。
相比传统的用户名密码、证件识别、密钥验证等认证技术，生物识别技术具有安全性更高、使用更便捷等优点，同时具有广阔的市场应用前景。
本文介绍了目前市场上常见的生物识别技术，并分析了各种识别技术的优缺点，最后结合本次新冠疫情展望了未来生物识别技术的发展趋势。
关键词：生物识别；人脸识别；步态识别0 引言近年来，各行各业信息化进程加快，数字化渗透到我们生活的方方面面，需要进行身份识别验证的场景越来越多。
在这样的大背景之下，传统的身份识别与验证方式已经不能满足现代生活的需求，基于人体生物特征的身份识别和验证方式，越来越受到广泛的关注。
1 生物识别技术的概念所谓生物识别技术，就是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术。
通过计算机、生物传感器和生物统计学原理等的密切结合，将人体固有的生理特征或行为特征收集起来，进行取样，运用图像处理和模式识别的方法提取特征进行数字化处理，转换成数字代码，并将代码组成特征模板存于数据库中。
在人们同识别系统交互进行身份认证时，识别系统获取其特征并与数据库中的特征模板进行比对，以确定是否匹配，从而确定身份。
[1][2][3]2 常用的生物识别技术利用生理特征进行识别的技术有人脸识别、指纹识别、虹膜识别、掌纹识别、静脉识别等。
利用行为特征进行识别的技术有声音识别、步态识别、字迹识别等。
其中生理特征是人与生俱来的，相对来说是稳定不变的，而行为特征是人后天形成的，当主体状态和使用环境发生变化时，这些特征在一定程度上具有可变性。
两者比较，生理特征在生物识别领域中的应用价值更高一些。
[4](b)虹膜识别(a)指纹识别(c)人脸识别(d)静脉识别(e)步态识别2.1指纹识别指纹是指手指末端表皮上突起的纹线。
由于人的指纹是遗传与环境共同作用产生的，因而指纹人人皆有，却各不相同。
指纹重复率极小，大约150 亿分之一，故其称为“人体身份证”。
常见生物特征识别分析
常见的生物特征识别分析包括：
1. 指纹识别：基于指纹的纹路、细节和属性进行识别，被广泛应用于个人身份认证和访问控制等领域。
2. 面部识别：通过人脸图像中的面部特征，如眼睛、鼻子、嘴巴等，进行识别，被用于安保、应用登录等场景。
3. 声纹识别：通过分析人的语音信号来识别身份，可以应用于电话银行、指挥中心等领域。
4. 虹膜识别：基于人眼中的虹膜特征进行识别，被应用于高安全领域，如重要建筑物的出入口等。
5. 掌纹识别：基于掌心上的纹路、细节和属性进行识别，既可以应用于个人身份认证，也可以作为普通门禁系统的识别方式。
6. DNA识别：基于人体细胞中的DNA特征进行识别，可以应用于法医学和亲权鉴定等领域。
这些生物特征识别技术在不同领域有着广泛应用，虽然各自的原理不同，但都可以用于身份认证、访问控制等场景，提高安全性和减少欺诈。
生物特征识别方法生物特征识别方法有：1. 指纹识别实现指纹识别有多种方法。
其中有些是仿效传统的公安部门使用的方法，比较指纹的局部细节；有些直接通过全部特征进行识别；还有一些使用更独特的方法，如指纹的波纹边缘模式和超声波。
有些设备能即时测量手指指纹，有些则不能。
在所有生物识别技术中，指纹识别是当前应用最为广泛的一种。
指纹识别对于室内安全系统来说更为适合，因为可以有充分的条件为用户提供讲解和培训，而且系统运行环境也是可控的。
由于其相对低廉的价格、较小的体积（可以很轻松地集成到键盘中）以及容易整合，所以在工作站安全访问系统中应用的几乎全部都是指纹识别。
2. 手掌几何学识别手掌几何学识别就是通过测量使用者的手掌和手指的物理特征来进行识别，高级的产品还可以识别三维图象。
作为一种已经确立的方法，手掌几何学识别不仅性能好，而且使用比较方便。
它适用的场合是用户人数比较多，或者用户虽然不经常使用，但使用时很容易接受。
如果需要，这种技术的准确性可以非常高，同时可以灵活地调整生物识别技术性能以适应相当广泛的使用要求。
手形读取器使用的范围很广，且很容易集成到其他系统中，因此成为许多生物识别项目中的首选技术。
3. 声音识别声音识别就是通过分析使用者的声音的物理特性来进行识别的技术。
目前，虽然已经有一些声音识别产品进入市场，但使用起来还不太方便，这主要是因为传感器和人的声音可变性都很大。
另外，比起其他的生物识别技术，它使用的步骤也比较复杂，在某些场合显得不方便。
很多研究工作正在进行中，我们相信声音识别技术将取得重大进展。
4. 视网膜识别视网膜识别使用光学设备发出的低强度光源扫描视网膜上独特的图案。
有证据显示，视网膜扫描是十分精确的，但它要求使用者注视接收器并盯着一点。
这对于戴眼镜的人来说很不方便，而且与接受器的距离很近，也让人不太舒服。
所以尽管视网膜识别技术本身很好，但用户的接受程度很低。
因此，该类产品虽在20世纪90年代经过重新设计，加强了连通性，改进了用户界面，但仍然是一种非主流的生物识别产品。
六种生物识别技术详细比较及优缺点分析一、虹膜识别技术虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状各色环状物每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构据称没有任何两个虹膜是一样的。
虹膜技术的优点1、便于用户使用2、可能会是最可信赖的生物识别技术3、无需物理的接触虹膜技术的缺点1、虹膜技术的缺点2、一个最为重要的缺点是它没有进行过任何的测试当前的虹膜识别系统只是用统计学原理进行小规模的试验而没有进行过现实世界的唯一性认证的试验3、很难将图像获取设备的尺寸小型化4、需要昂贵的摄像头聚焦一个这样的摄像头的最低价为7000美元5、镜头可能产生图像畸变而使可靠性降低6、黑眼睛极难读取7、需要较好光源。
二、视网膜识别技术视网膜也是一种用于生物识别的特征有人甚至认为视网膜是比虹膜更唯一的生物特征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的唯一性。
视网膜技术的优点1、视网膜是一种极其固定的生物特征不磨损、不老化、不受疾病影响2、使用者无需和设备直接接触3、是一个最难欺骗的系统因为视网膜不可见所以不会被伪造。
视网膜识别的缺点1、未经测试2、激光照射眼球的背面可能会影响使用者健康这需要进一步的研究3、对消费者而言视网膜技术没有吸引力4、很难进一步降低成本。
2、可能会是最可的生物识别技术3、无需物理的接触虹膜技术的缺点1、虹膜技术的缺点2、一个最为重要的缺点是它没有进行过任何的测试当前的虹膜识别系统只是用统计学原理进行小规模的试验而没有进行过现实世界的唯一性认证的试验3、很难将图像获取设备的尺寸小型化4、需要昂贵的摄像头聚焦一个这样的摄像头的最低价为7000美元5、镜头可能产生图像畸变而使可性降低6、黑眼睛极难读取7、需要较好光源。
三、面部识别面部识别技术通过对面部特征和它们之间的关系来进行识别识别技术基于这些唯一的特征时非常复杂需要人工智能和机器知识学习系统。
用于扑捉面部图像的两项技术为标准视频和热成像技术。
专业文献综述题目: 生物特征识别技术综述**: ***学院: 信息科学技术学院专业: 计算机科学与技术班级: 计科121班学号: ********指导教师: 伍艳莲职称: 副教授2015 年6 月19 日南京农业大学教务处制生物特征识别技术综述作者：闫少博指导老师：伍艳莲摘要：生物特征识别技术是利用人体所固有的生物特征来进行个人身份认定的技术。
本文不仅分析了生物特征识别技术的工作模式和发展现状，分析了基于生理特征和行为特征的各种生物特征识别方法及其应用进展过程，指出了生物特征识别技术的发展趋势。
也对于各种生物特征识别技术的基本原理和一些关键技术进行了简要的说明, 对每种生物特征的优势和不足进行了分析, 并对生物特征识别技术中存在的问题和未来的研究方向进行了讨论，并且表达了自己对于生物特征识别的理解和认识。
关键词：生物特征识别；生理特征；行为特征A Survey of Biometric Recognition Technology InformationAuthor: YAN Shao-bo Tutor: WU Yan-lian (Nanjing Agricultural University, College of Information Science and Technology, Jiangsu Nanjing 210095)Abstract: Biometric identification technology is the use of human biological characteristics to identify the personal identity of the technology. In this paper, not only analysis the work mode and the development of biometric identification technology, and the biological characteristics identification method based on physiological characteristics and behavioral characteristics, pointed out the development trend of biometric identification technology. but also explain biometric identification technology is the basic principle and some key techniques ,analysis the advantages and disadvantages of each biological characteristics , and discussion the existing biometric identification technology issues and directions for future research.Key words: biological characteristics recognition；physiological characteristics；behavioral characteristics随着社会的不断发展与现代化，人们的生活变得更加丰富多彩起来，在我们生活中许许多多的地方都要用到身份识别这种技术，所谓身份识别就是我们在进行某一种特定的活动时所需要进行的一种出于安全考虑的特殊步骤，而人类作为一种特殊的生物，这也就可以把身份识别归结到我们的生物特征识别中来。
1.生物特征识别技术的认识以及生物特征识别系统的标准生物特征识别技术，从字面上的含义就是利用人体所固有的生物特征进行个人身份认定的技术，但是我们要知道并非所有的生物特征都可用于个人的身份识别，因为能用于身份识别的生物特征必须满足几个条件：普遍性；唯一性；可测量性；稳定性。
普遍性就是每个人都有的特征，唯一性就是任何两个人的这种特征是不一样的，可测量性就是这种特征是可以测量的，稳定性就是这种特征在一段时间内能够保持不变。
以上四点是某种生物特征能否用于人身份识别的基本条件。
生物特征识别技术之所以可以运用到我们大家的生活中去是因为这是一个已经形成系统的成熟的技术，生物特征识别系统由四部分组成，包括传感器，特征提取，匹配器，系统数据库。
四个部分紧密联系相互配合，非常高效的完成我们的特征识别工作。
当然我们都知道，我们的一个系统形成以后并不是满足了上面的特性以及拥有了所有的原件就是可行的，我们还需要考虑很多的问题，比如：我们系统的性能：包括识别的准确性、运行的持久性等等，人们的可接受性：人们是否可以接受这种新兴的事物？对于欺骗的方法是否能够做出应有的反应等等还有很多我们需要考虑的东西，这些都会直接影响到我们的系统是否可以正常的运行，以及是否可以进行大范围的推广的关键所在，所以这些也就成为了我们生物识别系统形成标准。
我大概把系统可以正常运作的标准归结为三点：(1)在合理的资源需求下实现可接受的识别准确性和速度;(2)对人没有伤害而且可为人们所接受;(3)对各种欺诈方法有足够的鲁棒性[1].2.两大类生物特征识别技术经过较长时间的参阅各种资料我发现，现在通常将我们的特征识别分为这么两种：基于生理特征识别和基于行为特征识别。
两种识别技术都有自己的的特别之处，也有着较为相似的地方，下面我们就来看看这两种特征识别。
2.1基于生理特征的生物识别技术所谓生理特征，无非就是我们人生下来之后就不会变化的一些自己特有的特征，包括DNA，指纹，体味，虹膜等等一系列我们天生就拥有的东西。
而这些我们不变的东西往往是最好也是最容易辨别我们个人身份的特征，所以现在发展较为成熟的生物识别技术大多都是生理特征方面的。
下面我就举其中的几个例子来进行基本的说明。
2.1.1指纹识别指纹识别是最早的也是现在发展的最完善的生物特征识别技术，在生活中指纹识别非常的常见，很多人在用的苹果手机也一样运用了指纹识别的技术。
其实所谓的指纹识别，核心的内容就是指纹匹配，用过苹果手机的人都知道，用来解锁的指纹识别首先就要进行的是指纹的录入，也就是对于你的指纹进行记录，用专业的术语来说就是进行指纹的特征提取。
而后存入到系统的数据库中，下次当用户再想打开手机屏幕的时候，就从数据库中调出所存入的指纹进行匹配，进而进行决策是否为你打开手机屏幕，这个叫做匹配决策。
其实在每次进行指纹识别的时候都要进行特征的提取以用于跟数据库中的已存数据进行对比。
这就是我们现在所运用最广泛的指纹识别。
2.1.2虹膜识别我们在很多电视跟电影里面都看见过类似的场景，就是在美国那些设计到国家安全机密的机构中进出一些比较核心的地方人们都会将眼睛靠在一个粘在墙上的仪器上面进行身份识别，从而打开那道门。
这就是我现在要说的虹膜识别。
说到虹膜我先要解释一下这是个什么器官。
虹膜是位于眼睛黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，总体上呈现一种由里到外的放射状结构,包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等细节特征 ,这些特征在出生之前以随机组合的方式确定下来 ,一旦形成终生不变。
所以虹膜识别就是利用虹膜的这种终身不变性跟人人之间的差异性来进行身份识别的。
虹膜识别其实是利用算法来完成的，其算法内容包括虹膜定位，虹膜编码，跟匹配决策三个阶段，其中虹膜编码又称为模式表达。
典型的算法是利用虹膜内外边界近似环形的特性来搜索虹膜的内外边界。
何家峰等提出一种两步定位法 ,即先利用灰度投影量进行粗定位 ,再利用圆形模板进行精定位 ,提高了定位的准确度和速度。
虹膜识别虽然精确，但是毕竟对人类的身体健康还是会有一定影响的，这点也就远不如指纹识别要更加被人们所接受。
2.1.3 人脸识别人脸识别也是现在发展的还算是比较成熟的另一种生物特征识别方式，其实相对于指纹识别，虹膜识别等等一些列其他的运用在更加细微的特征上的识别技术来说，人脸识别的准确度相比于他们还是低了一些，但是由于这种识别方式更加的自然，也相对于虹膜识别来说也更加的健康，安全，所以更加被人们所接受。
人脸识别有很多种，其实总的来说就是用数学的方法来进行识别，而数学大家都知道，分为几何方法跟代数方法。
几何方法就是运用选取几何的特征矢量的方式来反映不同的人面部有不同的特性，从而达到识别的目的，但是这种方法由于需要很高的精确度，所以现在还是试验阶段，并没有投入使用。
代数的方法就是选取代数的特征矢量来表示人脸。
最经典的当属在读取人脸之后的总体散布矩阵作为初始矩阵进行K-L变换得到相应的一组特征矢量，从而形成一组坐标系来描述人脸特征[2]。
人脸识别是最为方便快捷的一种识别方法，我想以后在他的精确度上如果有新的突破的话，它必将取代指纹识别成为最大众化的生物特征识别方式。
2.1.4 DNA识别DNA，学名叫脱氧核糖核酸，是人类的遗传因子，学过高中生物之后我们大家都知道，人与人的DNA是不可能一样的，所以理论上讲用它来做特征识别是最具有效性跟权威性的了，当然，对于某些双胞胎个体的鉴别除外。
DAN可以在人类的身体上任何一处地方提取，不像指纹识别或者虹膜识别那样必须从一个器官上提取特征，但是我们大家都知道，这项工作在我们现在高节奏的生活当中其实是根本不可能融入的。
首先这项识别必须在实验室才能够进行，而后就是人们会不会接受这样的识别方式也是有待考证的。
所以，现在的这项识别技术只有在亲子鉴定上才会用的到。
当然以后科学发展的越来越发达，或许我们就不用在实验室里进行DNA的身份鉴定也不是没有可能的事情。
2.1.5 掌纹识别相比于指纹识别，掌纹识别是用整个手掌，所以听起来更加能够被大众所接受，而且掌纹识别的特征会较为明显。
手掌上最明显的有3到5条掌线，成为我们手掌上的主线。
在我们的手掌上，能够用来当做特征进行识别的有很多，手掌的长，宽还有面积等，这些都称为几何特征，还有主线的特征，褶皱特征，还有我们通常说的三角区域的特征，还有就是细节方面的特征。
[2]现在社会上，比较常用的两种掌纹识别是主线识别跟褶皱识别。
掌纹特征识别包括两个步骤，掌纹特征提取和掌纹特征匹配，这跟我们其他的生理特征识别的基本步骤是一样的，掌纹识别的特征提取主要分为两种，特征线提取和特征点提取，而且他们都有自己的有点，特征线提取的话可以英语低分辨率的图像，二特征点提取则是提取速度比较快。
至于特征匹配前文已经讲述很详细了，这里便不在赘述。
除了上述描述的两种生理特征识别技术的典型代表以外，剩下的生理特征识别也在生活中某些地方应用着，有些也处于开发或者完善之中，生理特征识别其实就是我们生物特征识别的主体，因为现在绝大部分的识别技术都是依托于每个人的固有特征进行开发2.2 基于行为特征的生物识别技术说到行为特征，就是我们一系列的日常行为所拥有的特征，这些是我们后天养成的并不是我们先天就拥有的。
