指纹生物识别技术精选(九篇)

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第1篇：指纹生物识别技术范文

[关键词] 指纹识别技术 产品设计 感性工学

一、概述

生活在信息化的时代里,无论是到银行取钱或者办理各种业务还是在互联网上注册网络服务或者购物,都需要进行相关的身份认证,而传统的身份认证技术在各种高科技手段盗取密码、复制磁卡甚至身份证件伪造等手段的威胁下,逐渐表现得有些力不从心。通过网上银行窃取存款、重要商业文件资料被人拷贝等等的报道已经屡见不鲜,因此,需要将更加高新的身份识别技术应用到我们的生活中,从而才能保障我们的资产、资料或者隐私的绝对安全。对于指纹,人们是再熟悉不过了,每个人都有着自己的不同指纹,即使是由于外伤破坏了它,新长出的皮肤纹路依然不会改变。由于指纹具有独一无二性和不变性,因此在二十世纪六十年代,随着计算机技术的进步,科研人员开始利用计算机对指纹图形进行分析处理,指纹识别技术的系统研究便由此展开。

二、指纹识别技术分析

1.指纹识别是成熟的生物身份识别技术

生物身份识别技术简单地说,它是通过人体的生物特征来建立起人机之间的感性认知与交互,实现身份识别的一种技术。目前,用于身份识别的生物特征主要有指纹、声纹、DNA、面像、虹膜、笔迹、掌纹、耳形、手形、气味、视网膜等。表1表明每一种生物特征在普遍性、独特性、稳定性、可采集性、准确性、可接受性、安全性等方面斗占有绝对的优势。

其中指纹识别技术具有唯一性、终生不变性、安全性、可靠性、非侵害性等特性,成为应用最广泛的生物识别技术,图1为国际生物组织IBG(International Biometric Group)2004年生物市场报告的统计数据,从图中可以看出,基于指纹的生物识别技术占了近50%的市场份额。

图1 2004年度各种生物识别技术产品利润的市场份额

2.指纹识别技术在产品设计中的应用现状

指纹识别产品已近走入了人们的生活,例如出入关需要按指纹、开门需要按指纹、上班考勤需要按指纹、使用手机需要按指纹以及使用电脑需要按指纹等等,指纹识别已经与人们的生活息息相关,指纹识别技术在全球范围内已经彻底拉开了“指纹时代”的序幕。

(1)指纹识别技术在银行中的应用。银行存款密码被人窃取、破译或者遗忘,身份证假造等问题的层出不穷,使得指纹识别技术在银行中得到应用。例如银行指纹ATM、智能银行卡、银行柜台服务人员使用的电子设备等都采用指纹身份识别认证技术。2005至2006年,日本Joyo、Mie等银行相继发行能够存储用户指纹或掌纹的银行卡,配合指纹识别ATM提高客户安全体验。2005年,上海浦发银行率先在国内推出指纹柜台存取款业务,同年全球首家虚拟银行SFNB开始实施指纹识别安全项目,此时美国联邦存款保险公司(FDIC)规定成员机构必须实施双因子认证方案,双因子包含动态密码、指纹或笔迹签定等,如图2,用户通过指纹进行业务交易,代替了繁琐而且众多的密码,不再需要去管理和记忆密码。

图2 指纹ATM和智能银行卡

(2)指纹识别技术在IT产品中的应用。个人隐私或者商业秘密的电子文档资料等常常会被别人偷偷拷贝,对受害者造成了极大的心理压力和经济损失。指纹识别技术在电脑、存储卡等IT产品中的应用,使得上述问题迎刃而解,如图3。指纹的唯一性和稳定性,确保了自己的资料不会被别人任意读取、修改、删除,省去了很多地方都需要使用密码的步骤,例如windows登录,电子银行帐户、文件加密等,在进行用户的身份认证和访问控制的实际操作中,给使用者带来更多的安全保障和方便。

图3 指纹识别技术在IT产品中应用

三、指纹识别技术与产品创新设计

1.指纹识别技术应用的优越性

(1)可靠性:可靠性是身份识别技术应用的基础。识别技术依赖于识别特征信息的提取。识别特征中所包含的信息越多,就越能够真实地反映该身份识别特征的实际情况,也就越可靠。指纹样本便于获取,并且特征明显,而且具有极大的普遍性(人人都有指纹),易于开发识别系统,实用性强。

(2)稳定性:稳定性是身份识别技术应用前景的保证。稳定性是指识别特征是否会随着环境和时间的变化而发生变化,是否能保持同一性。指纹不会随着人的年龄的增长或身体健康程度的变化而变化的特性,是指纹识别技术被广泛应用的重要前提。

(3)人身安全:人身安全是目前国际上都非常重视的一个问题,它是识别技术取舍的前提。指纹是人身体与生俱来的一部分,自动指纹识别技术,只需轻轻一按,就可以完成操作,保证了人身安全的同时,体现了操作便捷的优势。

(4)便利性:便利性是身份识别技术中非常重视的条件,指纹识别过程的可靠、准确、方便、快捷,正是目前国内、国际身份识别领域所追求的目标。

2.指纹识别技术在产品设计中的设计策略

指纹识别技术的应用大大便利了人们的生活,在产品设计中被广泛应用。产品设计师开发设计新产品过程中,应该从安全性、易操作性、美观性、经济性等几个方面进行全方位的考虑。

(1)确保安全性:产品设计中采用高新技术,要充分考虑此项技术安全性的问题。操作的安全性首当其冲,人身安全是第一位。指纹是人身体的一部分,用户在操作时,只需轻轻一按,即可完成操作,不会对人体造成伤害。另外产品设计时,应考虑产品不被破坏的安全性问题。

(2)易操作性:方便快捷的操作体验是产品设计的重要前提。因此,指纹识别产品设计充分利用感性工学原理,使用户在操作产品时是一种享受的过程。通过指纹识别技术建立起人机之间的感性认知与交互,辅以人性化的操作界面设计,建立起人机互动的关系,让机器可以读懂身体的语言,展示体验式设计的一面。

(3)美观与实用并重:成功的产品设计要有美观大方的造型设计,这是产品设计师一直所不断追求和努力的方向。因此在应用指纹识别技术时,要考虑指纹识别芯片与机体的关系。传感器要和机体造型溶为一体,相互衬托对比,协调共存。材料上,在满足机体强度的前提下,要有较好的视觉效果和操作的舒适。

(4)保证经济性:任何产品设计都要考虑消费者购买力的问题,因此在做产品开发设计时,应尽可能的从材料、结构、工艺、技术等角度降低开发成本。指纹识别技术是当前非常成熟的生物识别技术原因之一就是其低廉的价格,因此在产品开发设计时,为设计师提供了更加广阔的设计空间。

四、指纹识别技术为产品创新带来的新机遇

目前,国外很多地区出入境都要按指纹进行身份识别认证,甚至是幼儿园接送孩子都要通过指纹认证,但是在国内,指纹识别技术仅仅是在部分专业领域被大量应用,例如银行金融行业等,未来国内也会普及指纹ATM提款机等面向大众的银行业务。现在,人们已经开始认识到了指纹识别技术的优越性,市场上已经出现指纹识别门禁、指纹识别电脑、指纹识别智能银行卡等产品,但是民用指纹识别产品的开发设计才刚刚起步,有很多领域都需要指纹识别技术的介入,为它注入新的发展动力,例如现在网络购物已经成为年轻一族的购物途径之一,如果把指纹识别技术应用其中,那么就会大大提高消费的安全系数,网购业务也会提升到一个新的高度。指纹识别技术的为产品设计未来的发展带来了更宽更广的空间,产品设计师应把握住这一趋势,创造出更多更好的产品,为人们的生活服务。

五、结语

指纹技术将会刷新现代化生活方式。将指纹识别技术用应到产品设计,可以大大提高人们的生活质量,为人们的财产、隐私乃至人身安全提供强而有力的保障。产品设计师应主动出击,将指纹识别技术融入到产品设计中去,创造处一种全新的高科技生活方式,将人们的工作、生活、学习升级到更加便捷、更加安全的状态。指纹识别技术对中国生物识别产业的发展具有划时代意义。

参考文献:

第2篇：指纹生物识别技术范文

[关键词] PC机 活体指纹识别器 读卡器 门禁控制器 考勤系统

生物特征识别技术是一种计算机识别技术，随着计算机与信息技术的不断发展，生物特征识别技术研究受到了广泛的关注。生物特征识别是用生物体本身的生物特征来区分生物个体的计算机技术，它所研究的生物特征包括脸型、指纹、掌纹、虹膜、视网膜、声音、体形、个人习惯等，相应的识别技术包括虹膜识别技术、视网膜识别技术 、掌纹识别技术、面部识别技术、声音识别技术、指纹识别技术等。本文介绍的指纹识别便是生物识别技术的一种，它相对其他识别系统(如虹膜、脸形)有很多优越性。首先指纹具有不变性和惟一性，并且信号容易采集，识别算法已经很成熟。所以指纹识别技术成为应用最广泛的识别技术。因此，采用指纹识别技术进行身份验证是安全可靠的系统，它可以取代传统的基于密码、钥匙和证件的安全系统，而且不需记忆密码，无需携带证件，指纹就是身份证明。近年来，在世界范围指纹识别技术的应用以爆炸性速度增长，如上海正推行的社会保险指纹身份验证系统，香港推行的指纹特征的电子身份证等,而且向更广阔的领域开展应用。下面介绍指纹识别技术在考勤系统中的应用。

一、指纹识别系统的原理及组成

1.指纹的特征

指纹的特征系指手指表面由交替的“脊”(ridges)和“沟”（valleys）组成的平滑纹理模式，其形成取决于胚胎中形成手指表皮部分的初始环境，有很强的随机性，一经形成又呈现不变性和惟一性。每个指纹都有几个独一无二、可测量的特征点，每个特征点都有大约5个～7个特征，我们的十个手指产生最少4900个独立可测量的特征，这足以说明指纹识别是一个更加可靠的鉴别方式。在实际应用中，我们定义了指纹的两类特征来进行指纹的验证，即：总体特征和局部特征。总体特征是指那些用肉眼直接就可以观察到的特征，包括：纹形、模式区、核心点、三角点和纹数等。一般将指纹纹型分为三大类――环型又称斗形、弓形和螺旋形。

局部特征是指指纹上节点的特征，这些具有某种特征的节点称为细节特征或特征点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的细节特征，却不可能完全相同。指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或转折。这些断点、分叉点和转折点就称为“特征点”，就是这些特征点提供了指纹惟一性的确认信息，英国学者E.R.Herry认为，只要比对13个特征点重合，就可以确认为是同一个指纹。

2.指纹识别过程

指纹识别分指纹登记和指纹识别两个过程：

一开始，通过指纹读取设备读取人体指纹的图像，取到指纹图像之后，对原始图像进行预处理，使之更清晰。然后由指纹辨识软件建立指纹的数字表示特征数据，并作为模板保存在数据库或其他指定的地方。

接下来进入指纹识别或验证阶段，首先要采集指纹并进行预处理，然后计算机系统自动进行特征提取，提取后的待验特征将通过计算机与数据库中的模板进行模糊比对，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。

3.指纹采集的几种技术和特点

指纹采集主要通过指纹采集器进行，目前常用的指纹采集器主要使用的有三种采集技术，即：光学全反射技术、硅晶体电容传感技术、超声波扫描技术。其中由光学全反射技术制成的光学指纹采集器是最早的指纹采集器，是使用最为普遍的。

三种采集技术制成的采集器比较：

二、指纹识别技术在考勤系统中的应用

1.硬件设备选型

指纹识别技术在考勤系统中的应用设计中，我们采用了IC卡和指纹双认证措施，智能读卡器选用的是LEGIC公司生产的CSM100K读卡器。其主要特点如下：

读感距离 7cm～10cm；

输出格式 Wiegand26Bit、Wiegand32Bit Wiegand26Bit；

工作频率 13.56MHZ；

读卡时间 ≤3 ms/Byte。

指纹识别器选用的是Bios crypt公司的V-PASS活体指纹识别器。该指纹识别器采用嵌入式指纹识别屏，必须先检测手指的体温、体电阻、体血流振动三个要素，如果三者都符合才会开始检测指纹。另外其具有标准的工业接口（韦根26位），可直接与ACM6820/ACM6840门禁控制器相连接。

其主要特点如下：

注册时间:不到3秒；

验证时间:不到1秒，100个用户；

认假率(FAR）:0.10％；

拒真率(FRR）:0.10％；

指纹模板数:最优为100个(最多200个) ；

待机电流:0.2安培＠12伏特；

工作电流:0.25安培＠12伏特；

电压:7至24伏直流；

V-PASS记录尺寸：350BETY/指纹。

本系统在设计时还考虑了门禁控制问题，选用了COSON公司的ACM6800/ ACM6840系列门禁控制器。该门禁控制器主要适用于网络型及超大网络型门禁控制系统，具有4个单向门或2个双向门， 4组标准RJ45读卡器输入端口； 4组标准门状态输入端子，4组出门请求按钮输入端子， 8组12V/DC有源/无源输出端子:4组门锁控制输出，4组扩展输出。可以通过RS485轻易与PC机组网。

2.系统硬件结构

系统硬件结构。该系统除具有智能读卡、指纹识别、出门按钮功能外，还增加了语音提示功能，以便在读卡中进行提示。用户可通过卡、指纹双认证识别，当用户刷卡后，为合法卡，系统语音提示用户验证指纹，如卡未授权，系统等待用户再次刷卡；当系统语音提示用户验证指纹时，用户验证指纹合法后，系统语音提示欢迎光临或用户自定义的语音；当用户首先验证指纹时，系统语音会提示用户验证卡，当用户验证为卡合法卡后，系统语音提示欢迎光临或用户自定义的语音；如卡未通过验证，系统等待用户再次刷卡，如在系统规定的时间内未完成验证，则该次认证失效，须重新进行卡、指纹双认证识别。

3.软件设计

在指纹识别时，由于受到各种因素的影响，采集到的指纹图像是一幅含噪音较多的灰度图像。需要先对此图像进行预处理。指纹图像预处理是指对采集到的低质量指纹图像依据一定的算法和处理过程使其纹线结构清晰化。尽量突出和保留固有的特征信息而避免产生伪特征信息。指纹图像预处理是指纹自动识别过程中的第一步，它的好坏直接影响着指纹自动识别系统的效果。图像预处理包括滤波、二值化、细化和去噪。另外，在指纹采集中要求易于使用、运行可靠、用户不必担心指纹的放置位置，为此我们在识别算法中，考虑到支持360度旋转和残缺的指纹，用户只需轻轻的按上手指而无须担心是否位置合适或只按压了一部份。对于手指的压感、旋转、质量，以及采集头的灰尘和薄雾，系统都能很好地解决。

4.指纹门禁演示

本系统在江西省科技馆指纹门禁演示中，演示点共设 5 处。通过演示发现该系统能完成设计的各项功能，系统运行可靠、性能良好。具体演示流程如下：

(1)将门禁控制器的232串口线连接上PC机串口，运行门禁管理软件，在密码处输入：system;

(2)进入门禁软件，选择用户/卡片库;

(3)点击增加批次，将卡片的区号和卡号以及要增加的数量对应输入，然后点击入库;

(4)进入用户/用户资料，点击新增用户输入相关信息后确定;

(5)双击用户列表上的用户资料编辑权限，点击选择门，全选确定该用户就为合法用户;

(6)将指纹机通讯串口线连接好PC机串口，运行指纹管理软件Friedman点击工具栏最左边指纹按钮Template Manager开始录入指纹;

(7)点击quick enroll,进入指纹录入框在template ID处输入一个有效的ID号（就是门禁系统提前录入的卡号）点击Enroll将手指放在一号指纹机上（一号指纹机为录入机）确定指纹后按Accept;

(8)选择录入指纹时对应的手指，点击Save保存，该指纹在一号指纹机上便为合法;

(9)如果要让该指纹在其他的2至6号指纹机上也合法，选择要下发的指纹，点击Unit to Unit，再选择要下发指纹的指纹机序号，点击start transfer,该指纹便在所有的指纹机生效。

参考文献:

第3篇：指纹生物识别技术范文

【关键词】生物识别技术 客户身份识别 作用与风险

所谓生物识别技术，就是通过计算机与各种传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性和行为特征，来进行个人身份的鉴定。与传统的身份鉴定手段相比，生物特征是唯一的、稳定的、可以验证的，基于生物特征识别的身份鉴定技术更具有防伪性能好、不易伪造或被盗等优点。由此，其在互联网金融领域的应用也是大势所趋。

一、生物识别技术的研发应用情况

（一）生物识别技术主要种类

近年来，生物识别技术发展迅速，并在不同行业范围内得以应用。当前在互联网金融领域中，有所介入、涉及的生物识别技术主要有指纹识别、虹膜识别、面部识别、掌形识别、签名识别等。

（二）生物识别技术在互联网金融发展背景下的应用情况

目前，对于对安全防范控制有着极高要求的金融业，在金库的安全设施、保险柜、自动柜员机等方面已使用到了生物特征识别这种直观、准确、可靠的识别系统，并且，今后随着互联网技术的逐渐发展，对借助生物识别技术来解决金融业务方面的身份识别、确认或者支付的呼声越来越高，运用关注度将更多，银行也在积极探索和尝试这方面的运用。但是目前想要进行大规模推广和运用的并不多，更多的做为辅助手段。

二、以生物技术开展客户身份识别的优势与不足

指纹、虹膜、面部识别等生物特征识别技术与传统的身份鉴别技术相比，基于人体生物特征识别技术的安全性显然要高得多。但在实际应用中，生物识别技术也并非完美无缺，还不是很成熟，难以避免存在着一些漏洞。

（一）优势方面

一是生物识别技术认定的是人本身，由于每个人的生物特征具有与其他人不同的唯一性和在一定时期内不变的稳定性，不易伪造和假冒，所以利用生物识别技术进行身份认定，方便、安全、可靠；二是生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现，很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合，实现自动化管理；三是生物识别技术可有效避免传统短信验证手段潜在风险。随着手机木马，伪基站等黑客活动日渐增多，短信验证码被拦截的可能性大幅增加，而生物识别技术的身份认证具有不可替代性，能有效规范被网络攻击的风险；四是由于生物识别技术具有高服务附加值和高安全性的潜在优势，符合商业银行需要高效益、高性能的应用程序来助力其运行环境的目的，已成为非常吸引商业银行的一项新型应用技术，为风险防范又增加了一道坚固的壁垒。

（二）不足之处

任何技术都可能存在一定的针对性和局限性。同样，相对传统的身份识别，生物识别技术是有较大的优势，但其也存在着一定的缺陷。一是准确性方面的局限。比如说人手指受伤时，指纹这个生物特征在被识别过程中的准确性就可能受到影响。另外，非法用户制造有着相同指纹的橡胶手指冒认合法用户在技术上也是可能实现的；二是同传统身份识别认证方法一样，生物特征信息在传输过程中也有可能被截获或篡改，存储在数据库中的信息也可能会被修改，这些都会使得合法用户的身份认证受到影响，这也是今后生物识别技术所面临的主要问题之一；三是要求用户配合的程度高，如从指纹锁的实际应用情况来看要求用户配合的程度高，用户在指纹采集过程中需要直接接触指纹采集仪，容易产生被侵犯的感觉，导致用户对指纹识别技术的接受度降低，用户指纹难以采集；四是存在使用专用设备、价格昂贵等缺点，用较高的代价来保障安全。

三、应用中存在的困难与潜在的风险

就目前来看，虽然关注度高，但由于生物识别技术的尚不成熟，其在金融领域的运用暂时还难以大规模的推广使用，还面临着政策和宣传不到位等诸多因素的困扰，如何理性、务实的直面存在的问题困难，加强对该项技术的投入和监督，是金融业在未来一个时期内应重点解决的问题。

（一）困难

一是使用成本高。如通过掌静脉识别身份进行支付的方式比较安全可靠，但问题是这个设备的成本是比较高的，这就导致它更多的是在一定范围内使用，很难大规模推广使用，同样，指纹、虹膜等技术都面临类似的问题；二是使用范围受限。相对来说，人脸识别方面，利用摄像头扫描就相对容易，只需要配备一个手机就可以解决，可以大面积推广使用，但目前也不能保证这个技术就绝对安全，未来的使用可能更多的还是规定这种技术支持一定的业务范围。

（二）风险

生物识别技术具有使用便捷的优点，同时风险与之并存：生物特征的生物身份识别技术存在着一旦被盗用将无法吊销的风险，这也是目前导致仅依赖生物识别技术进行身份认证的措施还不适用于大范围的金融业务的原因所在。同时，互联网银行业务发展的技术障碍也未解决，无论人脸识别、指纹等多重生物识别技术有多成熟，只要是网络远程传输方式都能够被黑客截取复制，金融业务潜在风险。

四、相关建议

（一）加强互联网金融业务的监管

近年互联网金融业务如火如荼，但监管严重薄弱，传统金融监管部门并不十分了解信息网络安全的相关技术。因此，迫切需要设立相关信息安全部门的联席会议制度或者监管协调机制，对有关互联网金融的规则从源头介入，制定监管制度办法，避免监管部门事后被动的尴尬。

（二）加大宣传推广力度

当前生物识别技术还不够成熟，人们对其的心理接受程度，还有待从不熟悉该技术到熟悉这样的过程和时间。因此，金融业所须做的是加大对生物识别技术技术的研发以及加强宣传工作。

（三）建立个人生物特征信息中央数据库

有效的生物特征识别应用必须由强大的数据后台作保障，应建立一个大型个人生物特征信息数据库，能够采集和存储指纹扫描、虹膜扫描、掌纹和语音数据及其他生物识别符号，以更快、更好并且将更有效地提升部门间的数据共享和可操作性。

（四）生物识别技术与其他方式有机结合

第4篇：指纹生物识别技术范文

――获奖感言

亚略特生物识别科技有限公司，中国生物识别标准承建商，全球领先的生物识别技术厂商，曾相继全球第一款指纹U盘、全球第一款滑动式指纹鼠标、十项指标全球第一的指纹硬盘以及领先基于分布式应用、兼容各种指纹芯片的TrustLink指纹认证平台。 作为全球少数几家能同时整合指纹芯片、Controller、指纹应用软件的技术厂商，亚略特长期为上游芯片厂商、国际IT大厂供应指纹识别方案。在中国，亚略特TrustLink稳居指纹IT应用市场占有率第一份额，以特TrustLink为核心的指纹SSO、指纹OA、指纹ERP、指纹财务管理、指纹MIS等成熟应用，广泛服务于政府、国防、金融、医疗、冶炼、日化、电子商务、教育等各个领域。

近日，中国生物识别标准研制单位、全球生物识别专家亚略特宣布，针对与日俱增的企业内控身份安全问题，亚略特推出了基于Trustlink指纹身份认证平台的VPN身份认证解决方案，利用指纹识别唯一性、不可替代性的优势，为VPN用户提供真实可靠的身份认证管理。

“现在的网络，在不断与IT技术相融合的过程中，将企业、组织机构的多项业务也交由互联网来处理，一方面简化了移动办公的信息查询，第三方机构共同参与；另一方面由此而衍生出建立在公网上的企业信息安全问题，尤其是用户身份认证的真实性问题日显突出。”亚略特针对近千家VPN用户调查发现，虚拟专用网由于用户访问的真实身份难以控制，账号密码时常存在盗用、共用等非法现象，给黑客、竞争对手以及商业间谍提供了进入公司网络核心地带，盗取商业机密的机会。

因此，方案特别指出，采用指纹识别替代原有的“用户名+密码”访问企业网络系统，将能有效的辨别用户的真实身份，为VPN虚拟专用网建立真实的准入门槛。

传统VPN的身份认证方式通常是密码式认证、PIN码认证、USBKEY认证、短信认证等，指纹识别认证因其唯一性、不可替代性等优势已逐渐成为VPN身份认证的主流形式。

亚略特Trustlink指纹身份认证平台提供指纹WebService集成接口，能与VPN系统无缝接入，对登录的每一个用户进行权限管理和身份认证，对企业员工、公司客户、合作伙伴访问登录实施安全日志审计，对专用网上的文件共享服务、应用系统数据库查询等IT服务按权限级别分开管理，确保企业网络远程访问的真实性与安全性，避免组织内部出现越权访问现象，专网上核心数据被非法用户窥视、窃取。

第5篇：指纹生物识别技术范文

Abstract： Biometric identification techniques is critical to our highly inter-connected information society. As a way of automatic identification， Biometrics have unique advantages because it is based on biological and behavioral traits. Biometrics is important to information safety. Firstly， this paper summarizes briefly biometric identification techniques， and introduces approaches， then analyzes the adavatge and then dis of every methods.

关键词： 生物识别；指纹；人脸；虹膜

Key words： biometric identification techniques；Fingerprint；Face；Iris

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）30-0213-02

0 引言

身份认证早在很久之前就出现在了人类社会生活中。身份证、护照、密码等这类传统的身份认证方法有许多的弊端，如：不容易携带、造假、容易丢失、密码会被破解等种种问题，在安全性和可靠性上的漏洞非常大，这样就为方便、有效、安全的身份认证技术的出现埋下了伏笔，生物识别技术应运而生。每个人所固有的生物特征都是唯一的，并且在一定时期内具有是稳定不变的，同时不会丢失、很难伪造和假冒，所以，这是一种终极的身份认证媒介[1]。

1 生物识别技术

我们可以这样定义生物识别技术，在计算机技术的协助下，通过采集人的生物特征样本进行人的身份识别。生物特征又包括生理特征和行为特征两个方面。生理特征是人与生俱来的，多为先天性的，相对而言稳定性比较强，现在应用到的生理特征有：指纹、人脸、手血管[2]等。行为特征是人后天形成的，主要包括人的声音、笔迹、以及步态识别等，随着主体状态和环境的变化在一定程度上也发生变化。两者比较，生理特征在生物识别领域更具有应用价值。生物识别技术的实现需要提取生物特征，然后对其进行进行比对，基本的要求就是这些生物特征需具有唯一性或非共同性。

1.1 指纹识别 指纹识别技术是应用最早、最广泛和最成熟的生物特征身份鉴别方法。指纹是指手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹路，每个人指纹纹路在图案、断点和交叉点上都是存在差异的，是唯一的并且永远都是原来的样子。指纹分类的实现方法基本上分为基于神经网络的分类方法、基于奇异点进行分类的方法、语法分析的方法和其他的方法这4类[3]。

指纹识别的优点有：具有比较悠久的研究历史，技术上比较成熟；指纹图像提取设备小巧；与同类产品相比，它成本是不高的。缺点有：指纹识别是物理接触式的，具有侵犯性；指纹易磨损，某些人不宜提取，另外在指纹采集头上留下用户的指纹印痕容易被复制。

1.2 虹膜识别 眼睛的外观图包括巩膜、虹膜、瞳孔三部分。眼球的白色部分叫巩膜，大约占眼睛的30%；眼睛中心是瞳孔，约占5%；在巩膜和瞳孔之间的是虹膜，由相当复杂的纤维组织构成，包含了最丰富的纹理信息，占据65%。虹膜识别的方法有：Gabor滤波方法，拉普拉斯金字塔方法，小波变换过零检测方法，Haar小波分解方法，基于局部过零检测的方法等[4]。

虹膜识别技术操作非常简单，可避免物理接触，具有更高的检验精确度。据悉，现在虹膜识别的正确率最高，并且具有很高的实用价值。其缺点是：需要昂贵的摄像头聚焦，且很难将图像获取设备的尺寸小型化，需要较好光源等。

1.3 人脸识别 人脸识别技术是基于人的脸部特征，对输入的人脸图象或者视频流，提取每个人脸中所蕴涵的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比，一次到到识别身份的目的。目前常见的人脸识别基本算法可分为以下几类：基于几何特征的人脸识别、基于子空间分析的人脸识别、基于弹性图匹配的人脸识别、基于神经网络的人脸识别和基于隐马尔可夫模型的人脸识别等。

人脸识别技术优点是：主动性、非接触性和用户友好。缺点是：人脸容易受到周围环境等的影响，比如光照，比如发型的改变，饰物，变老等，准确率不高；对于采集图像的设备会比其他技术昂贵得多。

1.4 掌纹识别 掌纹识别是一种新生的生物特征识别技术。掌纹是指手指末端到手腕部分的手掌图像。纹线特征是掌纹中最突出的特征，手掌中最清晰的几条纹线一般并不会随着年龄的增长而发生变化。即使在分辨率和质量都比较低的图像中也能很好的得到辨认。掌纹识别方法大概分为基于结构的、基于子空间的、基于编码的和基于统计的四类[5]。掌纹识别的优点：有一定的稳定性和可靠性。缺点：手掌损伤后无法复原，掌形识别系统适用对安全性要求高的场所，普及率比较低，同时需要高成本支撑。

1.5 人耳识别 人耳识别是以人耳作为识别媒介来进行身份鉴别的一种生物特征识别技术。经过医学研究的得知，人在出生4个月之后，随着身体的不断发育，人耳也会按照一定的比例生长，基本上保持整体结构比率。

主要的人耳识别方法：主元分析法（PCA），使用Voronoi图表的邻接图匹配方法，使用各种组合技术的神经网络方法，力场转换方法，遗传局部搜索算法，几何学方法，基于长轴的形状特征提取方法，基于3D的耳朵检测和识别方法[6]。人耳识别的优点：整个人耳的颜色更加一致、图像尺寸更小，数据处理量也更小，非接触性。缺点：人耳同样受光照、头发、帽子等的影响，且提取出来特征很少。

1.6 语音识别 语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列。

语音识别的方法主要有：基于DTW（Dynamic Time Warping）和模拟匹配技术的语音识别方法，基于统计的语音识别方法，基于差别子空间的语音识别方法，基于BP神经网络的语音识别方法，基于隐马尔可夫模型HMM（Hidden Markov Model）的识别方法。

语音识别的优点：非接触性的，用户可以很自然地接受。 缺点：声音变化范围过大，而且声音的大小、语速和音质的不同都会给采集与比对造成相应的影响；很容易用录在磁带上的声音造假；高保真的麦克风价格十分的高。

1.7 笔迹识别 笔迹，是指书写人在书写工具的协助下，按照文字符号的书写规范，书写运动器官开始进行的书写运动，这样在纸张或其他书写面上留下动态痕迹。笔迹鉴定是通过分析手写字符的书写风格和书写结构，来判断书写人身份的一种技术。

笔迹识别（包括签字识别）有联机和脱机两种。因为联机识别除位置信息外，还可以提取时间、压力等信息，所以识别正确率相对脱机识别较高。根据考察的对象和提取特征的方法，现在的笔迹识别方法主要分为文本相关、文本无关两类，另外还有利用内容信息的半文本无关方法。

笔迹识别的优点：大众易接受，是一种公认的身份识别的技术；缺点：随着经验的增长、性情的变化等签名也会相应的发生变化；用于签名的手写板不仅结构复杂而且价格也非常高。

1.8 步态识别 研究表明人和人的走路姿势有很大的差别，因为人们在骨骼长度、密度、协调能力、体重等生理条件以及个人走路的“风格”上都存在细微差异。步态识别就是要对包含人体运动的图像序列进行分析处理，根据人们走路的姿势进行身份识别。

步态识别的方法有：基于SFM的方法，基于运动的方法，基于整体的方法，基于特征的方法，基于HMM的方法以及基于模板匹配方法等。步态识别优点：对图像分辨率要求不高，可以通过远距离的摄像机捕获，具有非侵犯性和可接受性。缺点：由于步态识别是个动态过程，其序列图像的数据量较大，因此计算复杂性比较高，不容易处理。而且由于人的行走姿势受各种因素的影响，在不同环境条件下行走姿势有或多或少的变化，因此步态识别的计算较复杂，识别的准确度还不够高。

2 结论

随着信息网络化的发展，以及经济全球化的推进，人们进一步的认识到对安全的理解和需求。各种生物特征识别技术都在不断的发展，同时也得到越来越广泛的应用。但是，在实际应用中上述的每种识别技术都要结合到具体应用项目，单凭一项的取胜不能评判各种识别的优劣，不同的识别方式在指标上不同，需要在选择对一些项目进行如下综合地考虑：比如提取用户生物特征的难易度、识别时的精确度、提取仪器的大小、周围环境对使用的影响和使用成本等等。因为单个生物特征与生俱来的局限性，目前在实际的应用中找不到任何基于单个生物特征的识别技术。未来的研究重点将是结合多种特征、多种识别方式的多模式生物特征识别技术[7]。例如人脸识别和虹膜识别的组合、指纹和掌纹的组合，因为这些特征可以在特征获取时由一套设备同时或先后获取。仅基于单一特征的生物识别对识别的精度要求非常的高，综合了多种特征的生物识别系统识别率比较高，具有无限的应用潜力。

参考文献：

[1]卢官明，李海波，刘莉.生物特征识别综述[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2007，27（2）：81-82.

[2]Bille R M， Pankanti S， Ratha N K. Evaluating Techniques for Biometrics-based Authentication Systems. Proceedings 15th | APR lat|. Conf. on Pattern Recogntion， Barcelona.

[3]杨宏林，吴陈.指纹识别方法的综述[J].华东船舶工业学院学报（自然科学版），2003，17（3）：37-42.

[4]田启川，刘正光.虹膜识别综述[J].计算机应用研究，2008，25（5）：1298-1299.

[5]岳峰，左旺孟，张大鹏.掌纹识别算法综述[J].自动化学报， 2010，36（3），356-360.

第6篇：指纹生物识别技术范文

在需求的带动下，生物特征识别的研究和开发都很火。生物特征识别是一个交叉学科，采集装置设计涉及光学工程、机械工程、电子工程; 识别算法涉及模式识别、机器学习、计算机视觉、人工智能、数字图像处理、信号分析、认知科学等领域。生物特征识别领域存在着大量有应用价值的科学问题需要解决，而且近年来随着生物特征传感器的成本持续下滑和免费生物特征数据库的大量共享，从事生物特征识别研究的入门门槛越来越低，相关研究人员几乎遍布全球每个高校和科研院所。

研究开发白热化

生物特征识别的研究水平已经进入商业应用阶段，例如指纹识别、虹膜识别、人脸识别、掌形识别等领域已经出现了较为成熟的产品和应用。在良好的市场前景刺激下，现在生物特征识别的研究目标普遍比较实际，瞄准的研究问题大都是产品应用中的核心问题，目标都是提高生物识别系统的综合性能，例如精度、速度、鲁棒性等实用指标。

我国的广大科技工作者对生物特征识别的研究热情是很高的，国家自然科学基金委、863 计划都将生物特征识别作为一个重要的资助领域。2006年年初颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》在谈到公共安全重点领域以及前沿信息技术的部署时，都明确提出要重点研究生物特征识别。我国从2000年开始连续组织了6届生物特征识别研讨会，参与规模超过了1000人次。并且在2004年和2005年我国都组织了生物识别算法竞赛，内容涉及人脸、指纹、虹膜和掌纹等。

标准制定国际化

生物识别系统的应用规模可能是以城市、国家或者世界为单位的，而生物识别产品的供应商却数不胜数。要保证这些生物特征识别系统之间的兼容性和互联互通、保护消费者的现有投资、便利产品的升级和维护都需要有统一的标准和规范。并且由于生物特征识别是对传统的社会生活方式的重大变革，会引发许多新的需要解决的问题，例如隐私、伦理、法律等，各国的司法部门也在跟踪生物识别系统的研究和应用状况，用于指导相关法律和政策的制定。可喜的是，生物特征识别方面的标准制定工作已经紧锣密鼓地开展起来了。国际上已经有专门的机构负责制定生物特征识别的相关标准,一些发达国家也成立了专门的部门制定生物识别标准。

特征融合普遍化

任何单一的生物特征都有自己的应用范围，这是由生物特征的惟一性和稳定性决定的，如部分人的指纹特征很难提取，随着时间的流逝或者光照变化人脸图像会发生变化等等; 每个生物特征的识别准确率也各不相同。所以取长补短、融合多种生物特征进行身份识别是近几年来的研究与应用热点，被称为生物特征识别领域最具挑战意义的工作之一。

第7篇：指纹生物识别技术范文

【关键词】　RBF 混沌 模糊 指纹识别 模式识别

指纹识别技术，可称为人体密码，是模式识别领域中使用最早的，也是最为成熟的生物鉴定技术，它是集传感器技术、生物技术、电子技术、数字图像处理、模式识别于一体的高新技术[1]微软公司在新一代操作系统Windows Vista中，把指纹识别作为身份验证方式之一。指纹识别技术的核心是指纹识别算法，可以把识别算法大致分为3个步骤：图像预处理、指纹特征提取和指纹特征比对[2](包括验证和辨识[3])。目前不少研究将神经网络用于指纹识别，提高了指纹识别性能。文献[4]提出了一种基于LVQ神经网络指纹识别方法，由于LVQ神经网络自身的自组织和聚类特性，可以很好地给出模式在多维空间的概率分布估计，从而可较好地完成指纹的识别。文献[5]介绍了一种基于DHNN(离散型Hopfield　神经网络)的识别技术，运用DHNN的联想记忆功能来识别指纹特征。不少研究将神经网络与模糊理论相结合[6,8]，提高了神经网络在指纹识别领域的研究水平。本文提出一种基于混沌模糊RBF神经网络的算法，并应用到指纹识别中。将混沌理论引入神经网络的构造，利用混沌对初值的极端敏感依赖性，从而可能对仅有微小差别的模式进行识别，由于引入了混沌噪声，可使网络具有很强的抗干扰能力，有效避免了复杂的特征提取工作。将模糊理论应用于RBF神经网络设计，提高了神经网络的学习泛化能力，能较好地逼近实际模型。应用混沌模糊RBF网络进行指纹识别，结合了模糊函数、混沌和神经网络的各自优点，得到了较满意的识别效果。仿真实验表明，该算法精度高、迭代步骤少、收敛快，混沌模糊RBF神经网络应用于指纹识别是有效的，能提高识别率。该算法不仅可以保证对指纹样本的正确分析，同时可以保证识别速度。将算法应用于电力企业集成管理，保证了安全生产和优化管理的目标，获得了良好的应用价值。

1　RBF神经网络

径向基网络是前馈网络中完成映射功能最优的网络，具有很好的模式分类和函数逼近能力。典型结构为两层网络。

第8篇：指纹生物识别技术范文

[关键词] 电子商务认证生物识别生理特征行为特征

一、引言

根据1998年美国联邦消费委员会FTC提出的概念，身份盗窃是指“未经合法授权使用他人的身份信息”。在电子商务环境下，通过PKI等认证手段实现对主体的身份识别，用户所提交的身份信息可以归结为三个层次：你记得什么、你拥有什么、你身体特征是什么。目前应用的认证信息停留在前两个层次，前两个层次误拒率很低，但误认率较高（“认卡不认人”）。这为黑客、暴力犯罪提供了可乘之机，给电子商务交易过程带来很大的风险，如何防止非法用户使用合法用户信息进行破坏活动，目前还没有能够很好地解决该问题，这也是目前电子商务迫切需要解决的问题。

要解决这个问题，迫切需要当前认证手段采用生物识别技术。身份鉴别可利用的生物特征必须满足以下条件:普遍性、惟一性、可采集性、稳定性。与传统的身份鉴定手段相比，基于生物特征识别的身份鉴定技术具有以下优点:不易遗忘或丢失;防伪性能好，不易伪造或被盗;“随身携带”，随时随地可用。

二、基于生理特征的识别技术综述

1.指纹识别：据历史学家考证，早在公元前7000年～6000年，古埃及人和中国人就已经懂得用指纹来标识人的身份。指纹识别的优点表现在：研究历史较长，技术相对成熟；指纹图像提取设备小巧；同类产品中，指纹识别的成本较低。其缺点表现在：指纹识别是物理接触式的，具有侵犯性；指纹易磨损，手指太干或太湿都不易提取图像。3%～5%的人指纹不易采集。

2002年，日本密码专家Matsumoto曾演示过如何用橡胶手指骗过指纹仪，他以80%的成功率骗过指纹仪。

指纹识别新的需要：活体指纹身份识别，目前的活体识别技术，如测量手指表皮以下的血液流动和温度、测量手指出汗特征值等，能够阻止这种欺骗。

2.手指静脉认证系统：手指静脉认证是近年来生物认证技术开辟的新领域，利用每个人手指内部的静脉图案各不相同这一特点作为生物特征进行认证。通过突出静脉图像，而弱化手指肌肉和骨骼及手指的其他部分，从而得到人体的静脉血管图进行识别。但目前还没有得到大规模的试验证明其有效性。

3.虹膜识别：目前世界上还没有发现虹膜特征重复的案例，就是同一个人的左右眼虹膜也有很大区别。除了白内障等原因外，即使是接受了角膜移植手术，虹膜也不会改变。

虹膜技术的优点：便于用户使用；可能会是最可靠的生物识别技术；不需物理的接触；

虹膜技术的缺点：一个最为重要的缺点是它没有进行过任何的测试，没有进行过现实世界的惟一性认证的试验；同时很难将图像获取设备的尺寸小型化；需要昂贵的聚焦摄像头；镜头可能产生图像畸变而使可靠性降低，黑眼睛极难读取，需要较好光源。

4.面部识别：目前的人脸识别方法主要集中在二维图像方面，由于受到光照、姿势、表情变化的影响，识别的准确度受到很大限制。面部识别技术优点是：非接触性的。缺点：要比较高级的摄像头才可有效高速扑捉面部图像；对饰物、光照、年龄变化敏感，而且面部识别也是最容易被欺骗的。

三维人脸识别可以克服二维人脸识别中的不足，真正的三维人脸识别是利用深度图像进行研究，自90年代初期开始，已经有了一定的进展。从总体上讲，目前三维人脸识别算法还很不成熟，主要面临如下困难:数据获取的困难;海量存储和计算的困难;识别方法不足等。三维人脸识别是极具挑战性的课题，如有突破将具有很强的创新性。

5.视网膜识别：人的视网膜上面血管的图样可以利用光学方法透过人眼晶体来测定。如果视网膜不被损伤，从三岁起就会终身不变。视网膜扫描可能具有最可靠、最值得信赖的生物识别技术，要求强光照射眼球的背面以获得视网膜特征的惟一性。

视网膜技术的优点：是其固定的生物特征，故而不易磨损，老化或是为疾病影响；视网膜是不可见的，故而不会被伪造。缺点是：视网膜技术未经过任何测试，可能会给使用者带来健康的损坏；对于消费者，视网膜技术没有吸引力；很难进一步降低它的成本。

6.味纹识别：作为由基因决定的那一部分气味――味纹却始终存在，而且终生不变，可以作为识别任何一个人的标记。由于气味的性质相当稳定，如果将其密封在试管里制成气味档案，足足可以保存3年，即使是在露天空气中也能保存18小时。人的味纹从手掌中可以轻易获得。

7.其他生理特征的识别技术：其他生理特征的识别技术：掌纹识别、手形识别、人耳识别、DNA、红外温谱图。这里除DNA识别具有绝对的权威性和准确性外，其他识别方式适合安全要求较低的场所。

三、基于行为特征的生物识别技术综述

1.步态识别：步态是指人们行走时的方式，这是一种复杂的行为特征。适合远距离（罪犯在现场逃跑的样子）。在被观察者没有觉察的情况下从任意角度进行非接触性的感知和度量。

2.击键识别：这是基于人击键时的特性如：击键的持续时间、击不同键之间的时间、出错的频率以及力度大小等而达到进行身份识别的目的。上世纪80年代初期，美国国家科学基金和国家标准局研究证实，击键方式是一种可以被识别的动态特征。

3.签名识别：签名识别易被大众接受，是一种公认的身份识别的技术。但事实表明人们的签名在不同的时期和不同的精神状态下是不一样的，这就降低了签名识别系统的可靠性。

4.声音识别和唇动身份识别：他们具生理和行为共同特征，语音识别系统对人们在感冒时变得嘶哑的声音比较敏感；另外，同一个人的磁带录音也能欺骗语音识别系统。而从97年开始，也不断有科学家将视觉语言信息引入身份识别领域。目前该项识别技术仍在研究中。

四、电子商务环境下新的需要

1.多生物特征识别融合：统计显示迄今为止，还没有一个单生物特征能达到完美无错的要求。一旦当事人的生物特征被收集或仿制，他很难像改变密码一样更改自身的特征。因此，电子商务环境下生物特征识别领域出现了一种新方向，即多种生物特征识别技术结合使用。

2.实时性要求：生物特征识别系统要求计算量大，这其中包括图像的预处理、特征提取与识别分类等。电子商务环境下，具有实时的快速计算能力是达到系统特定性能要求的关键。

3.生物特征识别技术与传统技术相结合：传统的用来识别身份的IC卡和生物特征识别技术的结合使用，具有广泛的应用前景。

五、适合电子商务的生物识别技术

在电子商务环境下，要求现有的生物识别技术必须要满足识别精度、对人体无伤害、被识别者的接受性之外，还必须满足生物特征采集系统体积小、产生数据量少、低成本，并尽量集成到现有的计算机系统里，目前只有指纹识别系统可以集成在鼠标里，随着摄像头、麦克风的普及，基于图像、语音的生物特征识别也可以方便的为电子商务认证系统服务。除了味纹、红外温普图和DNA识别外，其他生物识别技术都有可能应用到电子商务中来。

参考文献：

[1]Federal Emergency Management Agency[FEMA][OL].Emergency Management Institute.Unit 1：Introduction to ICS.Basic Incident Command System(ICS).Independent Study Course.IS-195，1998，p.1-1～1-17

[2]JENKINSL:SelectingScenariosfor Environmental Disaster Planning[J].European ournal of Operational Research,2000,121(2)：275～286

第9篇：指纹生物识别技术范文

如今社会已然是信息化时代，每个人的信息安全显得尤为重要。于是生物特征识别技术也就应运而生了，生物特征识别技术最为常见的当属指纹识别了，但当下指纹识别渐渐不能满足人们的需求了。虽然指纹识别较为广泛应用，但有着安全性不大好，识别率不高，指纹易受损，可伪造等缺陷，对于一些需要安全性高的特殊场合来说不足以胜任。而近几年异军突起的指静脉识别技术不仅继承了传统指纹识别的使用方便，大众接受性高，快捷等优势，还弥补了可伪造，易受损等缺陷，大幅提升了信息的安全性。

【关键词】信息安全 生物特征识别 指静脉识别技术

1 引言

在信息化时代这个大背景之下，有些信息问题和弊端是较为突出和必须解决的。现在的身份识别慢慢由外物识别过渡为生物特征识别，就目前来说相对成熟和应用广泛的生物识别技术当属指纹识别了，但仍有着无法弥补的弊端，比如当指头受损或者有污渍等影响指纹纹路的情况下，指纹识别的识别率将会大幅降低，而且虽然无法破解和篡改机器内部的指纹记录，但现在有方法制作指纹膜，制作好的指纹膜可以进行指纹识别认证，所以指纹识别安全性并不能长久得到保障。而指静脉识别是根据静脉里血红蛋白反射的近红外线形成的静脉像来识别的，属于活体识别技术，由于静脉属于内部生理特征，所以不会受到表皮、污染、温湿度等外部环境的影响，而且静脉像也是无法复制的，所以指静脉识别可以避免上述情况的发生。

2 指静脉识别原理和处理技术

2.1 指静脉特征成像原理

医学研究表明，我们每个人的手指血管纹路都是世界上独一无二的。之所以采用手指静脉这一部分是因为相比于动脉来说静脉更加接近人体皮肤表皮，更容易采集。另外静脉相比动脉来说曲线和分支更多，采集到的静脉图像特征也就越明显。通过使用近红外线透照射手指时，静脉血液中的血红蛋白会吸收掉近红外线，肌肉和骨骼等部位被弱化，从而形成了明显的图像。

2.2 图像的采集

在静脉成像这方面，目前市场上的成像设备感光传感器多数分为两种：CCD和CMOS。其中CMOS较为便宜，并且集成度较高，功耗也低，虽然在成像的质量上没有CCD优秀，但是CMOS的光谱敏感范围在近红外线段中比可见光的高出5到6倍，更加适合在红外光线下采集图像，所以总体来说COMS更为合适。

近红外线范围一般选在850nm左右，在这个波长左右静脉透射的部分较少，成像明显，另外还需要增加红外滤光片来尽可能消除来自可见光的干扰。

2.3 图像的处理

采集到的图像会带着噪声，并且图像还会受到手指摆放的位置和姿势等其他因素的影响，所以需要对采集到的图像做进一步的处理。

其中有几项处理方法较为重要的：

2.3.1 图像增强

由于使用者个体的差异，不同的人手指的厚度也不尽相同。原始图像还会受到椒盐噪声的影响，这就给后面图像的分割造成了困难，所以在图像分割之前需要对图像进行增强处理。

2.3.2 去噪处理

需要对获取到的图像进行减噪，可以采用均值滤波的方式对图像进行图像平滑。均值滤波主要是邻域平均，针对有噪声的原始图像（假设为f（x，y））的每个像素点选择一个模板，这个模板是由邻近的m个像素组成，求得均值之后再将均值赋给当前的像素点，即为该像素点最终的像素值。公式如下：

∑f（x，y）

2.3.3 图像区域裁剪

采集到手指静脉图像的同时也会不可避免地包含了图像背景等冗余的数据，为了避免冗余数据的干扰，就需要我们进行图像区域的定位，最为常用的提取目标物体的方法为图像阈值化，适用于图像中目标物体和背景占据不同灰度级范围的情况。通过设置多种阈值对应不同的特征，由此可将图像像素点分为了若干类。常用的特征包括了直接来自原始图像的灰度和彩色特征以及由原始灰度或彩色值变换得到的特征。将原始图像设为f（x，y），按照定好的准则在f（x，y）中找到特征值T，分别赋予0和1来标明图像的背景和目的物体，也就是图像二值化。

2.3.4 图像分割

根据图像分割方法的不同，可以大致分为四种：

（1）利用图像灰度统计信息的方法，比如一维直方图阈值和二维直方图阈值；

（2）利用图像空间区域信息和光谱信息的图像分割方法，比如生长法、多光谱图像分割、纹理分割等；

（3）边缘检测方法，利用了图像中灰度变化最强烈的区域信息信息，比如Canny算法；

（4）像素分类法，是利用图像分类技术进行图像分割的一种方法，比如统计分类方法、模糊分类方法和神经网络方法等。

2.4 指静脉特征点提取

采集图像通过处理便可以得到进一步的静脉图像，不同静脉图像的区别在于静脉的拓扑结构以及细节点。而细节点的提取一般有以下几种：

2.4.1 端点

当指静脉在手指内部一定深度或近红外线透射不够深的时候就会出现。

2.4.2 分叉点

由一个单一的静脉段分裂为两段静脉段时出现。

2.4.3 双分叉点

当两个分叉点靠得比较近的时候就会出现。

根据上述三种细节点进行特征提取的方法如下：

2.4.4 提取端点

以端点为中心提取一块范围N*N（N的值视情况而定），然后删除该范围中没有与端点相连接的点。计算特征与范围边界的连接数，如果数目为一个细节点就将该细节点作为端点并保存该点与水平线的角度，否则不成立。

2.4.5 提取分叉点

以一个分叉点为中心提取一块范围N*N（N的值视情况而定），接着删除在该范围内不与该分叉点相连接的点，计算特征和该范围的连接数，当连接数目是4个的时候，就认为该分叉点是双分叉点，同时并保存分支之间的角度，否则不成立。

3 总结

针对传统指纹识别所凸显的弊端提出了指静脉识别的优势以及光明的前景，阐明了指静脉系统从采集到特征提取这一系列过程的原理以及方式等关键问题。虽然目前指静脉识别并没有像指纹识别那么为大众所熟知，但目前指静脉市场正处于临界状态，一旦得到进一步的完善和推广，相信在不久的将来会普及到各类领域之中，甚至将会引领信息安全的方向。就像十几年前人们纷纷丢掉腰间的呼叫机换成手机一样，指静脉识别将会大放异彩！

（通讯作者：刘晋胜）

参考文献

[1]葛彦平.手指静脉识别技术研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学（硕士学位论文），2003.

[2]袁智.基于匹配融合的指纹与指静脉双模态生物识别技术的研究[D].南京：南京邮电大学（硕士学位论文），2005.