粗談6種生物識別原理及優(yōu)缺點(diǎn)

　　所謂生物識別技術(shù)就是，通過計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性，（如指紋、臉象、虹膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）來進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。

　　生物識別技術(shù)主要是指通過人類生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)，人類的生物特征通常具有唯一性、可以測量或可自動(dòng)識別和驗(yàn)證、遺傳性或終身不變等特點(diǎn)，因此生物識別認(rèn)證技術(shù)較傳統(tǒng)認(rèn)證技術(shù)存在較大的優(yōu)勢。

　　1.指紋識別

　　原理

　　指紋是手指末端正面皮膚上凸凹不平產(chǎn)生的紋路。盡管指紋只是人體皮膚的小部分，但是，它蘊(yùn)涵著大量的信息。指紋特征可分為兩類：總體特征和局部特征?？傮w特征指那些用人眼直接就可以觀察到的特征，包括基本紋路圖案、模式區(qū)、核心點(diǎn)、三角點(diǎn)、式樣線和紋線等。基本紋路圖案有環(huán)形、弓形、螺旋形。局部特征即指紋上節(jié)點(diǎn)的特征，這些具有某種特征的節(jié)點(diǎn)稱為特征點(diǎn)。兩枚指紋經(jīng)常會(huì)具有相同的總體特征，但它們的局部特征——特征點(diǎn)，卻不可能完全相同。指紋上的特征點(diǎn)，即指紋紋路上的終結(jié)點(diǎn)、分叉點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

　　指紋識別技術(shù)通常使用指紋的總體特征如紋形、三角點(diǎn)等來進(jìn)行分類，再用局部特征如位置和方向等來進(jìn)行用戶身份識別。通常，首先從獲取的指紋圖像上找到“特征點(diǎn)”（minutiae），然后根據(jù)特征點(diǎn)的特性建立用戶活體指紋的數(shù)字表示——指紋特征數(shù)據(jù)（一種單向的轉(zhuǎn)換，可以從指紋圖像轉(zhuǎn)換成特征數(shù)據(jù)但不能從特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為指紋圖像）。由于兩枚不同的指紋不會(huì)產(chǎn)生相同的特征數(shù)據(jù)，所以通過對所采集到的指紋圖像的特征數(shù)據(jù)和存放在數(shù)據(jù)庫中的指紋特征數(shù)據(jù)進(jìn)行模式匹配，計(jì)算出它們的相似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果，根據(jù)匹配結(jié)果來鑒別用戶身份。由于每個(gè)人的指紋不同，就是同一人的十指之間，指紋也有明顯區(qū)別，因此指紋可用于身份鑒定。

　　指紋識別技術(shù)主要涉及四個(gè)功能：讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對。首先。通過指紋讀取設(shè)備讀取人體指紋的圖像，取到指紋圖像之后，要對原始圖像進(jìn)行預(yù)處理。其次，用指紋辨識軟件建立指紋的數(shù)字表示特征數(shù)據(jù)，是一種單方向的轉(zhuǎn)換，可以從指紋轉(zhuǎn)換成特征數(shù)據(jù)但不能從特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為指紋，而兩枚不同的指紋不會(huì)產(chǎn)生相同的特征數(shù)據(jù)。軟件從指紋上找到被稱為“節(jié)點(diǎn)”的數(shù)據(jù)點(diǎn)，也就是那些指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標(biāo)位置，這些點(diǎn)同時(shí)具有七種以上的唯一性特征。因?yàn)橥ǔＪ种干掀骄哂?0個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以這種方法會(huì)產(chǎn)生大約500個(gè)數(shù)據(jù)。有的算法將節(jié)點(diǎn)和方向信息組合產(chǎn)生了更多的數(shù)據(jù)，這些方向信息表明了各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，也有的算法還處理整幅指紋圖像?？傊?，這些數(shù)據(jù)，通常稱為模板，保存為1KB大小的記錄。最后，通過計(jì)算機(jī)模糊比較的方法，把兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果。

　　1．指紋識別的優(yōu)點(diǎn)

　?。?）指紋是人體獨(dú)一無二的特征，并且它們的復(fù)雜度足以提供用于鑒別的足夠特征。

　?。?）如果想要增加可靠性，只需登記更多的指紋，鑒別更多的手指，最多可以達(dá)到十個(gè)，而每一個(gè)指紋都是獨(dú)一無二的。

　?。?）掃描指紋的速度很快，使用非常方便。

　?。?）讀取指紋時(shí)，用戶必須將手指與指紋采集頭互相接觸，與指紋采集頭直接接觸是讀取人體生物特征最可靠的方法，這也是指紋識別技術(shù)能夠占領(lǐng)大部分市場的一個(gè)主要原因。

　?。?）指紋采集頭可以更加小型化，并且價(jià)格會(huì)更加低廉。

　　2．指紋識別的缺點(diǎn)

　　（1）某些人或某些群體的指紋因?yàn)橹讣y特征很少，故而很難成像。

　?。?）過去因?yàn)樵诜缸镉涗浿惺褂弥讣y，使得某些人害怕“將指紋記錄在案”。然而，實(shí)際上現(xiàn)在的指紋鑒別技術(shù)都可以保證不存儲(chǔ)任何含有指紋圖像的數(shù)據(jù)，而只是存儲(chǔ)從指紋中得到的加密的指紋特征數(shù)據(jù)。

　?。?）每一次使用指紋時(shí)都會(huì)在指紋采集頭上留下用戶的指紋印痕，而這些指紋痕跡存在被用來復(fù)制指紋的可能性。

　　可見，指紋識別技術(shù)是目前最方便、可靠、非侵害和價(jià)格便宜的生物識別技術(shù)解決方案，市場應(yīng)用有著很大的潛力。