安防門禁系統(tǒng)前端生物識(shí)別方式 大比拼.doc

生物識(shí)別對(duì)比 生物識(shí)別技術(shù)主要是指通過可測(cè)量的身體或行為等生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)；而生物特征是指唯一的可以測(cè)量或可自動(dòng)識(shí)別和驗(yàn)證的生理特征或行為方式。生物特征分為身體特征和行為特征兩類。身體特征包括：指紋、掌型、視網(wǎng)膜、虹膜、人體氣味、臉型、手的血管和DNA等；行為特征包括：簽名、語音、行走步態(tài)等。目前部分學(xué)者將視網(wǎng)膜識(shí)別、虹膜識(shí)別和指紋識(shí)別等歸為高級(jí)生物識(shí)別技術(shù)；將掌型識(shí)別、臉型識(shí)別、語音識(shí)別和簽名識(shí)別等歸為次級(jí)生物識(shí)別技術(shù)；將血管紋理識(shí)別、人體氣味識(shí)別、DNA識(shí)別等歸為“深?yuàn)W的”生物識(shí)別技術(shù)。1 生物識(shí)別技術(shù)與傳統(tǒng)身份鑒定技術(shù)的對(duì)比分析傳統(tǒng)身份鑒定技術(shù)是指基于特定持有物（如：身份證）和基于特定知識(shí)（如：密碼）進(jìn)行身份鑒定的一種技術(shù)。其應(yīng)用如：人們通過信用卡和密碼可以實(shí)現(xiàn)在ATM機(jī)上取款。傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)是：特定持有物易丟失、被盜和遺忘。特定知識(shí)則存在記憶上的問題。密碼太復(fù)雜，容易遺忘；密碼簡(jiǎn)單（如：生日、電話號(hào)碼等），則容易被破譯和猜測(cè)。與傳統(tǒng)身份鑒定相比，生物識(shí)別技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1） 隨身性：生物特征是人體固有的特征，與人體是唯一綁定的，具有隨身性。（2） 安全性：人體特征本身就是個(gè)人身份的最好證明,滿足更高的安全需求。（3） 唯一性：每個(gè)人擁有的生物特征各不相同。（4） 穩(wěn)定性：生物特征如指紋、虹膜等人體特征不會(huì)隨時(shí)間等條件的變化而變化。（5） 廣泛性：每個(gè)人都具有這種特征。（6） 方便性：生物識(shí)別技術(shù)不需記憶密碼與攜帶使用特殊工具(如鑰匙)，不會(huì)遺失。（7） 可采集性：選擇的生物特征易于測(cè)量。（8） 可接受性：使用者對(duì)所選擇的個(gè)人生物特征及其應(yīng)用愿意接受?；谝陨咸攸c(diǎn)，生物識(shí)別技術(shù)具有傳統(tǒng)的身份鑒定手段無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。采用生物識(shí)別技術(shù)，可不必再記憶和設(shè)置密碼，對(duì)重要的文件、數(shù)據(jù)和交易都可以利用它進(jìn)行安全加密，有效地防止惡意盜用，使用更加方便。2 六種生物識(shí)別技術(shù)對(duì)比淺析2.1指紋識(shí)別技術(shù)指紋是指手指末端正面皮膚上凹凸不平產(chǎn)生的紋路。醫(yī)學(xué)證明，這些紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)是各不相同的，具有唯一性和永久性。目前，主流的指紋識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：用戶把單指放在棱鏡面上或玻璃板上，通過CCD傳感器件進(jìn)行掃描。獲得的指紋圖像被數(shù)字化和處理分析并被最終提取為可以接受的指紋數(shù)字特征信息，被存貯在存儲(chǔ)器上或卡上，作為參照樣板。使用時(shí)，通過指紋讀取器掃入的信息與樣板信息進(jìn)行對(duì)比，做出身份鑒定。指紋識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) ：(1) 實(shí)用性強(qiáng)：指紋樣本便于獲取，易于開發(fā)識(shí)別系統(tǒng)。(2) 可靠性易于增加：可以通過登記更多的指紋，鑒別更多的手指來提高其準(zhǔn)確度。(3) 方便性好：掃描指紋的速度很快，使用非常方便； (4) 應(yīng)用廣泛：指紋識(shí)別技術(shù)占領(lǐng)了大部份市場(chǎng)，（大概占48%的市場(chǎng)份額）。(5) 指紋識(shí)別產(chǎn)品性價(jià)比較好： 指紋采集頭更加小型化，并且價(jià)格低廉。 指紋識(shí)別技術(shù)的缺點(diǎn) ：（1）指紋的廣泛性較差：個(gè)別人或某些群體的指紋因?yàn)橹讣y特征很少，成像很難，對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用有一定影響。（2）用戶接受性較差：過去因?yàn)樵诜缸镉涗浿惺褂弥讣y，使用戶在使用上存在一定心理障礙。 （3）質(zhì)量?jī)?yōu)待提高：目前市場(chǎng)說的指紋識(shí)別設(shè)備可謂良莠不齊，一般指紋識(shí)別系統(tǒng)在使用人員過多和過頻繁時(shí)會(huì)出現(xiàn)死機(jī)不工作或識(shí)別速度降低的問題。2.2掌型識(shí)別技術(shù)掌型儀識(shí)別是通過手掌的大小和形狀來識(shí)別使用者的身份的。使用者可通過鍵盤輸入本人的ID號(hào)并對(duì)手掌進(jìn)行識(shí)別。掌型儀記錄手掌的96格測(cè)量數(shù)據(jù)，包括手掌的長(zhǎng)度、寬度和厚度。這些數(shù)據(jù)通過數(shù)學(xué)計(jì)算轉(zhuǎn)換成9字節(jié)的模板，這個(gè)模板將和先前采集的模板數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。這種裝置不使用掌紋或指紋，識(shí)別時(shí)間不到一秒。掌型識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) ：(1) 實(shí)用性強(qiáng)：掌形樣本便于獲取，易于開發(fā)識(shí)別系統(tǒng)。(2)用戶認(rèn)可度高，無干擾技術(shù)；便捷的人員登錄和使用；可靠度高，用戶反映良好；(3) 方便性好：掃描掌形的速度很快，使用非常方便； (4) 應(yīng)用廣泛：掌形識(shí)別系統(tǒng)所占的市場(chǎng)份額僅次于指紋識(shí)別系統(tǒng)（大概占28%的市場(chǎng)份額）。掌型識(shí)別技術(shù)的缺點(diǎn) ：產(chǎn)品價(jià)位限制了市場(chǎng)發(fā)展，機(jī)身體積可再小一些。掌形儀的系統(tǒng)成本雖然較高一些，但是也提供了更高的安全性，仍然相當(dāng)物有所值。2.3視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)醫(yī)學(xué)分析表明，人眼球視網(wǎng)膜的中央動(dòng)脈逐級(jí)分叉，形成難以計(jì)數(shù)的葉片，形成各自不同的眼底血管圖。因此,眼底視網(wǎng)膜血管圖也成為個(gè)人識(shí)別的生物特征之一。目前，主流的視網(wǎng)膜識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：系統(tǒng)用弱紅光通過眼的瞳孔進(jìn)入到眼底視網(wǎng)膜上，再經(jīng)視網(wǎng)膜血管反射后進(jìn)入CCD攝像機(jī)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理，對(duì)提取出的樣板信息進(jìn)行存貯，驗(yàn)證時(shí)對(duì)掃入的信息與之比對(duì)以做出身份鑒定。視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) :（1） 視網(wǎng)膜的生物特征具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。視網(wǎng)膜是一種極其固定的生物特征，因?yàn)樗恰半[藏“的，不易磨損、老化或者受疾病影響。（2）視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)有較高的準(zhǔn)確性和防偽性。視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)的缺點(diǎn) ：（1）應(yīng)用技術(shù)的廣泛性差：應(yīng)用普及程度不高；（2）消費(fèi)者接受性較低：視網(wǎng)膜技術(shù)是否會(huì)給使用者帶來健康的損壞有待進(jìn)一步醫(yī)學(xué)證實(shí)，影響了其應(yīng)用前景。（3）視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)的成本較高。2.4虹膜識(shí)別技術(shù)據(jù)臨床醫(yī)學(xué)觀察，虹膜位于眼角膜之后，水晶體之前，虹膜具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其顏色因含色素的多少與分布不同而異，并且這種獨(dú)特的虹膜結(jié)構(gòu)具有很好的穩(wěn)定性。目前，主流的虹膜識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：系統(tǒng)使用單色電視和攝像技術(shù)與軟件相結(jié)合的視頻方法獲取虹膜數(shù)字化信息，驗(yàn)證時(shí)掃入的信息與預(yù)先存入的樣板信息進(jìn)行比對(duì)，以作出身份鑒定。 虹膜識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： （1）生物特征的采集較為方便。 （2）準(zhǔn)確性較高：據(jù)統(tǒng)計(jì)，到目前為止，虹膜識(shí)別的錯(cuò)誤率是各種生物特征識(shí)別中最低的。虹膜識(shí)別技術(shù)的缺點(diǎn)： （1）應(yīng)用普及程序較低：虹膜識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了許多測(cè)試，但還沒有更大規(guī)模的應(yīng)用。（2）成本較高：很難將圖像獲取設(shè)備的尺寸小型化；同時(shí)需要昂貴的攝像頭。2.5面像識(shí)別技術(shù)面像識(shí)別技術(shù),又稱面紋識(shí)別技術(shù)。人的面容各異，既或是一對(duì)孿生子用人類學(xué)方法測(cè)量也可發(fā)現(xiàn)差異。目前，市面上主流的面像識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：利用局部特征分析和圖形/神經(jīng)識(shí)別算法對(duì)面部各器官及特征部位的方位進(jìn)行分析，提取成數(shù)字化信息再與數(shù)據(jù)庫(kù)中的樣板信息比較、判斷、確認(rèn)。以此鑒定身份。面像識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）人臉識(shí)別具有主動(dòng)性、非侵犯性和用戶友好等優(yōu)點(diǎn)。面像識(shí)別技術(shù)的缺點(diǎn) ：（1）精確性低：目前的人臉識(shí)別方法主要集中在二維圖像方面，由于受到光照、姿勢(shì)、表情變化的影響，識(shí)別的準(zhǔn)確度受到很大限制。 （2）成本較高：面像識(shí)別技術(shù)的改進(jìn)依賴于提取特征與比對(duì)技術(shù)的提高，采集圖像的設(shè)備較為昂貴。2.6簽名識(shí)別技術(shù)字如其人，中國(guó)人寫字講究書法，人們選擇了自己青睞的書法風(fēng)格后，又融入自己的書寫特點(diǎn)，因而小到一個(gè)字的間架結(jié)構(gòu)，大到整篇文章的縱橫布局，每個(gè)人都有自己的運(yùn)筆習(xí)慣和格式規(guī)劃；筆跡已成為人們進(jìn)行身份鑒別的重要手段之一。目前，主流的簽名識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：系統(tǒng)通過使用有線筆、靈敏的圖形輸入板提取簽字的動(dòng)態(tài)過程信息特征，通過區(qū)分簽字的習(xí)慣部分和幾乎每次簽字都有所變化的變動(dòng)部分信息特征來確定簽字人的真實(shí)身份。簽名識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) ：（1）較好的接受性：使用簽名識(shí)別是一種公認(rèn)的身份識(shí)別的技術(shù)。易于大眾接受。簽名識(shí)別技術(shù)的缺點(diǎn)： （1）技術(shù)復(fù)雜度較高：隨著人的性情與生活方式的改變，簽名也會(huì)隨著改變，需增加系統(tǒng)功能以適應(yīng)該變化。 （2）價(jià)格較高：用于簽名的手寫板結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且價(jià)格昂貴。2.7聲音識(shí)別技術(shù)人的生理、心理和行為特征等語音參數(shù)會(huì)反映在人的語音波形中，人的聲音頻譜包括曲線的時(shí)間變化和驅(qū)動(dòng)聲源的特征各不相同?？梢蕴崛〕霾煌苏Z音變化很大而同一人語音變化很小的特征來進(jìn)行分析、對(duì)比、識(shí)別。目前，主流的聲音識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：通過話筒錄入人的聲音，通過數(shù)字信號(hào)處理器數(shù)字化和軟件壓縮，提取出聲音圖像信息保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，應(yīng)用時(shí)將即時(shí)采集的聲音聲音與數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征信息進(jìn)行匹配，作出身份鑒定。聲音識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： （1）聲音識(shí)別是