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生物特征识别技术丨解开身体密码的“黑科技”

来源:未知 时间:2021-06-20


生物特征识别技术是通过计算机,利用人体所固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴定。生理特征与生俱来多为先天性的;行为特征则是习惯使然,多是后天性的。我们将生理和行为特征统称为生物特征,常用的生物特征包括:指纹、掌纹、虹膜、视网膜、人脸、声音、笔迹等。

1、虹膜识别

人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔晶状体、视网膜等部分组成。虹膜在胎儿发育阶段形成后,在整个生命历程中将是保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的唯一性,同时也决定了身份识别的唯一性。因此,可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。

根据富士通方面的数据,虹膜识别的错误识别可能为1/1500000,而苹果TouchID 的错误识别可能为1/50000,虹膜识别的准确率高达当前指纹方案的三十倍,而虹膜识别又属于非接触式的识别,识别非常方便高效。此外,虹膜识别还具有唯一性、稳定性、不可复制性、活体检测等特点,综合安全性能上占据绝对优势,安全等级来说是目前最高的。

目前,虹膜识别凭借其超高的精确性和使用的便捷性,已经广泛应用于金融、医疗、安检、安防、特种行业考勤与门禁、工业控制等领域。

2、人脸识别

人脸与人体的其它生物特征(指纹、虹膜等)一样与生俱来,它的唯一性和不易被复制性为身份鉴别提供了必要的前提,与其它类型的生物识别比较人脸识别具有如下特点:

(一)非强制性:用户不需要专门配合人脸采集设备,几乎可以在无意识的状态下就可获取人脸图像,这样的取样方式没有“强制性”;

(二)非接触性:用户不需要和设备直接接触就能获取人脸图像;

(三)并发性:在实际应用场景下可以进行多个人脸的分拣、判断及识别;

(四)符合视觉特性:“以貌识人”的特性,以及操作简单、结果直观、隐蔽性好等特点。

当下,人脸识别技术已经非常成熟,国内产业链也趋于完善。人脸识别在具备较高便利性的同时,其安全性也相对较弱一些。识别准确率会受到环境的光线、识别距离等多方面因素影响;另外,当用户通过画妆、整容对于面部进行一些改变时也会影响人脸识别的准确性。这些都是企业亟待突破的技术难题。

3、指纹识别

我国第二代身份证便实现了指纹采集,且各大智能手机都纷纷实现了指纹解锁功能。与其他生物识别技术相比,指纹识别早已经在消费电子、安防等产业中广泛应用,通过时间和实践的检验,技术方面也在不断的革新。

虽然每个人的指纹识别都是独一无二的,但并不适用于每一个行业、每一个人。例如,长期从事手工的人们便会为指纹识别而烦恼,他们的手指若有丝毫破损或干湿环境里、沾有异物时指纹识别功能便会失效。另外,在严寒区域或者严寒气候,人们需要长时间带手套的环境当中,指纹识别就会变得不那么便利。

4、掌静脉识别

掌静脉识别系统需先通过静脉识别仪取得个人掌静脉分布图,从掌静脉分布图依据专用比对算法提取特征值,再通过红外线CCD摄像头获取手指、手掌、手背静脉的图像,将静脉的数字图像存贮在计算机系统中,将特征值存储。

静脉识别具有高度防伪、简便易用、快速识别及高度准确四大特点。最为重要的一点是,指静脉识别的特征已被国际公认具有唯一性,且和视网膜相当,在其拒真率(相同结构图,而被算法识别为不同)低于万分之一的情况下,其识假率(不同结构图,而被算法识别为相同)可低于10万分之一。但它同样有着难以规避的缺点:

(1)手背静脉仍可能随着年龄和生理的变化而发生变化,永久性尚未得到证实;

(2)仍然存在无法成功注册登记的可能;

(3)由于采集方式受自身特点的限制,产品难以小型化;

(4)采集设备有特殊要求,设计相对复杂,制造成本高。

5、声纹识别

与其他生物特征相比,声纹识别的优势在于:

(1)声纹提取方便,可在不知不觉中完成,因此使用者的接受程度也高;

(2)获取语音的识别成本低廉,使用简单,一个麦克风即可,在使用通讯设备时无需额外的录音设备;

(3)适合远程身份确认,只需要一个麦克风或电话、手机就可以通过网路(通讯网络或互联网络)实现远程登录;

(4)声纹辨认和确认的算法复杂度低;

(5)配合一些其他措施,如通过语音识别进行内容鉴别等,可以提高准确率。这些优势使得声纹识别的应用越来越受到系统开发者和用户青睐。

当然,声纹识别应用也有一些缺点:

(1)同一个人的声音具有易变性,易受身体状况、年龄、情绪等的影响;

(2)不同的麦克风和信道对识别性能有影响;

(3)环境噪音对识别有干扰;

(4)混合说话人的情形下人的声纹特征不易提取。

所以,声纹识别目前主要还是被用于一些对于身份安全性要求并不太高的场景当中,比如现在比较热门的智能音响。

6、步态识别

步态识别是近年来越来越多的研究者所关注的一种较新的生物认证技术,它是通过人的走路方式来识别人的身份的方法。

步态识别是一种非接触的生物特征识别技术,因为它不需要人的行为配合,特别适合于远距离的身份识别。这是任何生物特征识别所无法比拟的,不容易伪装,是让犯罪分子防不胜防的追捕手段。它不仅可以分析闭路电视捕捉到的嫌犯的行动情况,还能把它们同嫌犯走路的姿态进行比较。采集装置简单、经济,只需要一个监控摄像头就行。


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