生物特征识别技术.ppt

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1、关于生物特征识别技术现在学习的是第1页，共52页 如何准确鉴定一个人的身份，保护信息安全？保护信息安全保护信息安全 证件证件 磁卡磁卡IC卡密码密码现在学习的是第2页，共52页日常生活中往往会出现日常生活中往往会出现：钥匙丢了，进不了门钥匙丢了，进不了门 密码忘了，无法在密码忘了，无法在ATMATM机上取钱机上取钱 电脑中的重要资料被他人非法复制电脑中的重要资料被他人非法复制了了 手机被他人盗用，打了国际长途手机被他人盗用，打了国际长途 。现在学习的是第3页，共52页生物特征识别技术生物特征识别技术 人体生物特征识别技人体生物特征识别技术是依据人类自身所术是依据人类自身所固有的固有的生理或行为

2、生理或行为特特征与计算机信息系统征与计算机信息系统结合对人体进行身份结合对人体进行身份识别的一种高科技技识别的一种高科技技术术 人体生物特征与生俱来，具有先天性、不变性和唯一性的特点，把其生物特征采集下来转换成数学模板存贮到计算机系统中与其生物特征比较，确定其身份人体生物识别技术人体生物识别技术 最大的最大的优势优势现在学习的是第4页，共52页现在学习的是第5页，共52页生物识别应用的发展趋势生物识别应用的发展趋势刑侦领域现代指纹识别自动虹膜识别虹膜识别进入应用领域静脉识别发展中多模态生物识别20 世纪 90 年代1993199721世纪现在学习的是第6页，共52页v社会应用普适化社会应用普适

3、化v精度更高，设备更小精度更高，设备更小v多模态生物识别多模态生物识别v更人性化，非接触的方式采集更人性化，非接触的方式采集生物识别应用的发展趋势现在学习的是第7页，共52页生物识别技术原理生物识别技术原理 1.样本采集样本采集 通过某种原理可以测量生物特征，并将其通过某种原理可以测量生物特征，并将其转化成计算机可以处理的数字信号转化成计算机可以处理的数字信号 2.预处理预处理 目的主要是去除噪声，加强有用的信息，目的主要是去除噪声，加强有用的信息，并对输入测量仪器或其他因素所造成的退并对输入测量仪器或其他因素所造成的退化现象进行复原化现象进行复原 现在学习的是第8页，共52页 3.3.特征抽

4、取特征抽取 机器通过学习获取生物特征信号中能够凸机器通过学习获取生物特征信号中能够凸现个性化差异的本质特征，从而实现身份现个性化差异的本质特征，从而实现身份的识别的识别 4.4.特征匹配特征匹配 计算两个生物特征样计算两个生物特征样本的特征模板之间的本的特征模板之间的相似度相似度现在学习的是第9页，共52页人体生物特征识别技术人体生物特征识别技术 虹膜识别虹膜识别指纹识别指纹识别签名识别步态识别步态识别掌纹识别掌纹识别现在学习的是第10页，共52页现在学习的是第11页，共52页 什么是虹膜？什么是虹膜？1 虹虹 膜膜 识识 别别虹膜虹膜 是指眼球中瞳孔和眼是指眼球中瞳孔和眼白之间的充满了丰富纹

5、理信息白之间的充满了丰富纹理信息的环形区域每一个虹膜都包含的环形区域每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征点、射线、皱纹和条纹等特征的结构。的结构。现在学习的是第12页，共52页捕捉虹膜的数据图像为虹膜的图像分析准备过程从虹膜的纹理或类型创造512字节的iriscode.使用iriscode模板用于确认。虹膜识别技术的工作原理虹膜识别技术的工作原理现在学习的是第13页，共52页虹膜识别技术的特点虹膜识别技术的特点 惟一性惟一性发育学家通过大量观察发现发育学家通过大量观察发现,虹膜上丰富的

6、纹理虹膜上丰富的纹理图案因人而异。每个人每只眼睛的虹膜都是唯一图案因人而异。每个人每只眼睛的虹膜都是唯一的。的。稳定性稳定性 虹膜在人出生八个月后就已经稳定成型、虹膜在人出生八个月后就已经稳定成型、终身不变终身不变 非接触式采集非接触式采集 用户可以在不与采集设备接触的情况下成像用户可以在不与采集设备接触的情况下成像 现在学习的是第14页，共52页第一代：纯光学仪器第一代：纯光学仪器采用普通的放大镜，需要由外部采用普通的放大镜，需要由外部环境光做光源环境光做光源 在普及过程中，配备了检测灯光在普及过程中，配备了检测灯光 缺点：环境的光线不足对检测的影响很缺点：环境的光线不足对检测的影响很大大

7、第二代：光学第二代：光学+电子仪器电子仪器 由光学部件组成虹膜仪的镜头，由电子由光学部件组成虹膜仪的镜头，由电子元件完成信号采集元件完成信号采集/转换、甚至临时储转换、甚至临时储存的功能，然后通过显示仪器显示存的功能，然后通过显示仪器显示出来出来具备了更多功能，如定格功能；具备了更多功能，如定格功能；更换各种倍率的镜头：使虹膜仪更换各种倍率的镜头：使虹膜仪具备了照相、皮肤检测、头发检具备了照相、皮肤检测、头发检测的功能；测的功能；配备小型配备小型LCD显示器的显示器的 便携式仪器便携式仪器虹膜检测仪的发展虹膜检测仪的发展现在学习的是第15页，共52页第三代：光学第三代：光学+电子电子+计算机技

8、术计算机技术 计算机的出现，使虹膜仪计算机的出现，使虹膜仪进入了智能时代进入了智能时代 电脑自动诊察分析，不电脑自动诊察分析，不需要熟记虹谱图；需要熟记虹谱图；可以储存客户档案、测试可以储存客户档案、测试资料，并打印诊察报告资料，并打印诊察报告 采用采用USB接口与计算机连接口与计算机连接，无需外接电源，可配接，无需外接电源，可配合手提电脑在各种环境下合手提电脑在各种环境下应用应用 开放式分析系统让使用者开放式分析系统让使用者不断完善升级自己的系统不断完善升级自己的系统虹膜检测仪虹膜检测仪现在学习的是第16页，共52页第四代：光学第四代：光学+电子电子+计算机技术计算机技术+增加像素增加像素

9、提高了像素，解决了提高了像素，解决了图像失真的问题图像失真的问题 虹膜识别技术，由于独特虹膜识别技术，由于独特的优势，必然会成为未来的优势，必然会成为未来社会的主流生物认证技术社会的主流生物认证技术。未来的安全控制、海关。未来的安全控制、海关进出口检验、电子商务等进出口检验、电子商务等多种领域的应用，也必然多种领域的应用，也必然的会以虹膜识别技术为重的会以虹膜识别技术为重点点 现在学习的是第17页，共52页虹膜识别系统虹膜识别系统自动收款机自动收款机虹膜识别门禁系统虹膜识别门禁系统现在学习的是第18页，共52页指指 纹纹 识识 别别 指纹识别技术指纹识别技术：把一个人同他的指把一个人同他的指纹

10、对应起来，通过纹对应起来，通过将他的指纹和预先将他的指纹和预先保存的指纹数据进保存的指纹数据进行比较，就可以验行比较，就可以验证它的真实身份证它的真实身份现在学习的是第19页，共52页指纹识别指纹识别超声波指纹图像 半导体电容式光学采集油墨+指纹卡超声波的反射信号根据指纹与半导体电容感应利用光的全反射来成像利用的是指纹“触物留痕”的特性指纹识别应用的发展阶段现在学习的是第20页，共52页系统复杂程度高硬件成本，运行环境要求程度高使用和维护的成本较高20世纪60年代起主要应用于司法与刑侦领域油墨+指纹卡指纹识别现在学习的是第21页，共52页指纹识别光学采集指纹的应用1990年以后，廉价指纹采集器

11、和计算设备的出现，解决了快速准确的匹配算法问题，使指纹识别技术走向了基于个人的应用。1980年后，随着个人计算机和光学指纹采集器的发明，指纹识别技术开始进入了一些非司法领域，如：居民身份证等。现在学习的是第22页，共52页指纹识别指纹识别全球第一个半导体指纹识别传感器半导体指纹采集的应用电容传感器开创了指纹识别应用的新时代电容传感器始于1998年，属于半导体传感器的一种，半导体指纹传感器还包括半导体压感式传感器、半导体温度感应传感器等，其中，应用最广泛的是半导体电容式指纹传感器。体积更小，速度更快，系统复杂度降低现在学习的是第23页，共52页公司企业社保税务银行政府指纹识别指纹识别指纹识别指纹

12、识进入全面的应用现在学习的是第24页，共52页指纹识别指纹识别v 指纹识别银行业应用北京农村商业银行2006年第一个试点采用指纹识别认证系统，将用户指纹和客户号绑定，用户可通过指纹识别进入银行，自助进行各种操作。产品由北京数字指通软件技术有限公司提供。柜员指纹身份认证系统 中国建设银行和中国邮政储蓄银行已分别于2007年8月和10月在全行营业网点中推广应用；湖北省信用社；指纹支付“指付通”招商银行联合指纹技术运营公司“立佰趣”在上海推出；指纹POS机现在学习的是第25页，共52页 识别指纹总体特征识别指纹总体特征 纹形：纹形：环型（又称斗形）、弓形、螺旋形环型（又称斗形）、弓形、螺旋形 模式区

13、：模式区：指纹上包括了总体特征的区域指纹上包括了总体特征的区域 核心点：核心点：在读取指纹和比对指纹时作为参考点，位于在读取指纹和比对指纹时作为参考点，位于指纹纹路的渐进中心。指纹纹路的渐进中心。三角点：三角点：位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点 纹数：纹数：模式区内指纹纹路的数量模式区内指纹纹路的数量现在学习的是第26页，共52页指指 纹纹 分分 类类 指纹自动识别系统将指纹分为：弓形纹（弧形纹、帐形纹）箕形纹（左箕、右箕）斗形纹杂形纹现在学习的是第27页，共52页第一代指纹识别系统第一代指纹识别系统 属于光学识别系统属于光学识别系统 光学指纹识别系

14、统由于光学指纹识别系统由于光不能穿透皮肤表层光不能穿透皮肤表层（死性皮肤层），所以（死性皮肤层），所以只能够扫描手指皮肤的只能够扫描手指皮肤的表面，或者扫描到死性表面，或者扫描到死性皮肤层，但不能深入真皮肤层，但不能深入真皮层。皮层。现在学习的是第28页，共52页 电容传感器技术是采电容传感器技术是采用了交替命令的并排用了交替命令的并排列和传感器电板列和传感器电板 交替板的形式是两个交替板的形式是两个电容板，以及指纹的电容板，以及指纹的山谷和山脊成为板之山谷和山脊成为板之间的电介质间的电介质。两者之间的恒量电介两者之间的恒量电介质的传感器检测变化质的传感器检测变化来生成指纹图像。来生成指纹图像

15、。第二代电容式传感器第二代电容式传感器现在学习的是第29页，共52页第三代生物射频指纹识别技术第三代生物射频指纹识别技术 原理原理：通过传感器本身发射出微量射频信号，穿透手指的表皮层去控测里层的纹路，来获得最佳的指纹图像 现在学习的是第30页，共52页指纹识别的指纹识别的优点优点 专一性强，复杂程度高 可靠性高 速度快、使用方便 设备小、价格低 某些人或某些群体的指纹因为指纹特征很少，故而很难成像 指纹痕迹存在被用来复制指纹的可能性 指纹识别的指纹识别的缺点缺点现在学习的是第31页，共52页指纹识别系统指纹识别系统 指纹识别芯片指纹识别芯片 指纹鼠标指纹鼠标 指纹手机指纹手机 指纹识别的汽指纹

16、识别的汽车车 现在学习的是第32页，共52页安全防护边防控制金融终端等各种产品199119932005现在虹膜识别的应用和发展JOHN DAUGMAN实现了一个高性能的自动虹膜识别原型系统中国第一个虹膜识别专利得到批准美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的JOHNSON实现了一个自动虹膜识别系统虹膜识别虹膜识别现在学习的是第33页，共52页金融业银行业商业保密机构医疗记录公司考勤学校管理社区控制门禁电子商务军事基地枪械库核能设备电脑机房政府办公室资料保密室民用级别商用级别国家级别虹膜识别虹膜识别虹膜识别的应用和发展现在学习的是第34页，共52页虹膜识别虹膜识别v 1998年日本长野冬季奥运会中，虹膜年日

17、本长野冬季奥运会中，虹膜/视网膜识别系统被应用在视网膜识别系统被应用在运动员和政府官员进入奥运村的控制，还使用虹膜运动员和政府官员进入奥运村的控制，还使用虹膜/视网膜识别技术视网膜识别技术对射击项目的枪支进行安全管理对射击项目的枪支进行安全管理。v 2002年年2月，英国伦敦希思罗机场开始对一种先进的保安系月，英国伦敦希思罗机场开始对一种先进的保安系统进行测试，新系统可扫描乘客的眼睛，以代替检查乘客的护统进行测试，新系统可扫描乘客的眼睛，以代替检查乘客的护照。照。v 2003年年3月月18日，阿布扎比日，阿布扎比(阿拉伯联合酋长国之一阿拉伯联合酋长国之一)宣布世宣布世界上第一套国家级的基于虹膜

18、识别技术的针对被驱逐的外国人虹界上第一套国家级的基于虹膜识别技术的针对被驱逐的外国人虹膜追踪与国界控制系统开始启用。膜追踪与国界控制系统开始启用。v 美国美国“Iriscan”研制出的虹膜识别系统已经应用在美国得克萨斯研制出的虹膜识别系统已经应用在美国得克萨斯州联合银行的三个营业部内。储户该取款机上取钱时，一台摄像机州联合银行的三个营业部内。储户该取款机上取钱时，一台摄像机首先对用户的眼睛进行扫描，然后将扫描图象转化成数字信息与数首先对用户的眼睛进行扫描，然后将扫描图象转化成数字信息与数据库中的资料核对，以对用户的身份进行检验。据库中的资料核对，以对用户的身份进行检验。现在学习的是第35页，共

19、52页36 (1)(1)虹膜识别是非物理接触式的，而指纹识别是物理接触式虹膜识别是非物理接触式的，而指纹识别是物理接触式的，更方便使用；的，更方便使用；(2)虹膜受保护性好，图像更稳定；而指纹易磨损，手指太干或太湿都不易提取图像；(3)生理学、遗传学表明：虹膜的安全性、可靠性更好。一般来说，人们可以通过三方面评价一种人体生物认证识别技术的好坏:安全性、实用性和公众能否接受。虹膜身份认证的可靠性高，认证的错误接受和错误拒绝率是最低的，虹膜在眼睛的内部，用外科手术很难改变其结构，由于瞳孔随光线的强弱变化，想用伪造的虹膜代替活的虹膜是不可能的。虹膜识别身份认证还具有很强的实用性。虹膜认证不让受试者有

20、犯罪感或被调查的感觉，在不接触状态下摄取图像，对人身没有侵犯，因而容易被公众接受。v虹膜识别的优点现在学习的是第36页，共52页374.4.手语识别手语识别v 目前目前,一些产品已经问世，如中科院计算所研发出的一些产品已经问世，如中科院计算所研发出的“手语自动翻译与虚拟人合成系统手语自动翻译与虚拟人合成系统”。该系统通过数。该系统通过数据手套和跟踪器获取聋哑人的手语信息并进行识别据手套和跟踪器获取聋哑人的手语信息并进行识别，然后通过语音合成将聋哑人所要表达的内容转换成，然后通过语音合成将聋哑人所要表达的内容转换成正常人的语音输出；也可提取特定人的面部特征，合正常人的语音输出；也可提取特定人的面

21、部特征，合成面部动作和表情，将语言转换成手语，通过三维虚成面部动作和表情，将语言转换成手语，通过三维虚拟人在计算机屏幕上演示出来实现聋哑人与正常人拟人在计算机屏幕上演示出来实现聋哑人与正常人之间的对话之间的对话.现在学习的是第37页，共52页静脉识别静脉识别现在 2000年1997年后1997年日立 富士通和索尼日立的手指静脉识别ATM上市富士通开始静脉识别研究日立最早把静脉引入到生物识别静脉识别应用的发展阶段现在学习的是第38页，共52页静脉识别静脉识别手指静脉识别手掌静脉识别手指静脉当前最小USB设备现在学习的是第39页，共52页 日本三菱银行能静脉识别的超级IC卡（富士通）日立制作所开发

22、的手指静脉确认机系统是利用手指静脉模式来确定个人身份的系统，2006年4月3日被京都信用金库所采用。.在日本和欧美国家，除了银行等金融机构，这项技术还广泛应用于其他领域。医院病人资料库管理、政府信息中心出入管理、图书馆会员管理、小学生餐饮系统管理等，都已经安装了静脉识别系统 v 波兰银行自动取款机引入生物识别技术-波兰BPS SA银行2010年5月11号宣布将引入采用生物识别技术的自动取款机。这是欧洲银行业首次将生物识别技术应用到取款机上静脉识别静脉识别现在学习的是第40页，共52页步步 态态 识识 别别 步态：人走路的姿势 步态特征的稳定性、唯一性较低 步态识别突出的优点在于可以远距离获取

23、现在学习的是第41页，共52页 应应 用用 犯罪分子追踪犯罪分子追踪 家庭防盗家庭防盗 手机、笔记本等物手机、笔记本等物品防盗系统品防盗系统现在学习的是第42页，共52页 掌掌 纹纹 识识 别别 掌纹含有大量的信息掌纹含有大量的信息可用于身份鉴别可用于身份鉴别 在人们宽阔的手掌皮在人们宽阔的手掌皮肤表面有丰富的纹路肤表面有丰富的纹路结构，包括主线、皱结构，包括主线、皱纹线、脊线、奇异点、纹线、脊线、奇异点、纹理等图像特征，这纹理等图像特征，这些特征都是人各有异、些特征都是人各有异、和基因无关和基因无关以三维空间测试手掌的形状、以三维空间测试手掌的形状、4指的长度、手掌的宽度及厚指的长度、手掌的

24、宽度及厚度、各手指的两个关节部分的度、各手指的两个关节部分的宽与高等作为辨别的条件宽与高等作为辨别的条件现在学习的是第43页，共52页掌纹识别技术特点掌纹识别技术特点 对硬件要求低对硬件要求低 识别精度高识别精度高 采集非接触采集非接触 移动身份识别移动身份识别 计算速度快计算速度快 便于二次开发便于二次开发 现在学习的是第44页，共52页 主要应用领域主要应用领域1 1）高端门禁高端门禁：国家机关、企事业单位、科研机构、高档住宅楼、：国家机关、企事业单位、科研机构、高档住宅楼、银行金库、保险柜、枪械库、档案库、核电站、机场、军事基地、保密银行金库、保险柜、枪械库、档案库、核电站、机场、军事基

25、地、保密部门、计算机房等的出入控制。部门、计算机房等的出入控制。2 2）公安刑侦公安刑侦：流动人口管理、出入境管理、身份证管理、驾驶：流动人口管理、出入境管理、身份证管理、驾驶执照管理、嫌疑犯排查、抓逃、寻找失踪儿童、司法证据等。执照管理、嫌疑犯排查、抓逃、寻找失踪儿童、司法证据等。3 3）医疗社保医疗社保：献血人员身份确认、社会福利领取人员、劳：献血人员身份确认、社会福利领取人员、劳保人员身份确认等。保人员身份确认等。4 4）网络安全网络安全：电子商务、网络访问、电脑登录等。：电子商务、网络访问、电脑登录等。5 5）其它应用其它应用：考勤、考试人员身份确认、信息安全等。：考勤、考试人员身份确

26、认、信息安全等。现在学习的是第45页，共52页 生物测量手段生物测量手段 在身份识别或确认过程中会有错误。有两个重要的在身份识别或确认过程中会有错误。有两个重要的测量因子可以表明任何一种生物测量技术的正确性，测量因子可以表明任何一种生物测量技术的正确性，可靠性。可靠性。拒假率（拒假率（FRR）在进行生物测量时，对某对象的某一生物特征进行在进行生物测量时，对某对象的某一生物特征进行生物测量所得结果与该对象已经记录在系统中的模生物测量所得结果与该对象已经记录在系统中的模板不匹配，这时拒假事件发生。板不匹配，这时拒假事件发生。容假率（容假率（FAR）在生物测量时，有一种可能性在生物测量时，有一种可能

27、性对某一个对象的某对某一个对象的某一生物特征扫描取得的数据与数据库中另外一个非该一生物特征扫描取得的数据与数据库中另外一个非该对象的模板足够相似以至于匹配对象的模板足够相似以至于匹配,这种错误叫做接受假这种错误叫做接受假事件，相关的概率叫做容假率事件，相关的概率叫做容假率FAR。现在学习的是第46页，共52页现在学习的是第47页，共52页生物识别技术的生物识别技术的FARFAR以及以及FRRFRR FaceFace面部识别面部识别 Fp-chip Fp-chip 指纹芯片采集指纹芯片采集 FP-chip(2)FP-chip(2)指纹芯片采集（指纹芯片采集（2 2）FP-optical FP-o

28、ptical 指纹光学采集指纹光学采集Hand Hand 掌纹掌纹 Iris Iris 虹膜虹膜 VeinVein血管血管 VoiceVoice声音声音 现在学习的是第48页，共52页现在学习的是第49页，共52页 假冒人体生物特征 入侵修改数据库模板入侵修改数据库模板 重放攻击中间环节攻击中间环节攻击 验证算法出现问题 人体生物特征识别技术安全性人体生物特征识别技术安全性现在学习的是第50页，共52页生物识别技术的前景生物识别技术的前景 由于生物特征识别技由于生物特征识别技术的种种优越性，已术的种种优越性，已经渗透到我们生活中经渗透到我们生活中的方方面面的方方面面 政府、旅游运输、政府、旅游运输、金融、卫生保健、法金融、卫生保健、法律实施。律实施。带来的市场份额呈逐年带来的市场份额呈逐年上升的趋势上升的趋势现在学习的是第51页，共52页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第52页，共52页