大學(xué)生信息技術(shù)-拓展模塊 課件 項(xiàng)目1任務(wù)2 生物特征識(shí)別技術(shù)

大學(xué)生信息技術(shù)——拓展模塊項(xiàng)目1

任務(wù)二項(xiàng)目知識(shí)框架思維導(dǎo)圖生物特征識(shí)別技術(shù)任務(wù)2內(nèi)容提要1．生物特征識(shí)別技術(shù)的定義2．生物特征識(shí)別技術(shù)的種類3．指紋識(shí)別技術(shù)4．虹膜識(shí)別技術(shù)任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)

1.生物特征識(shí)別技術(shù)的定義生物識(shí)別技術(shù)是指通過計(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。任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——生物特征識(shí)別技術(shù)的概念

2.生物特征識(shí)別技術(shù)的種類（1）指紋識(shí)別技術(shù)（2）虹膜識(shí)別技術(shù)（3）語音識(shí)別技術(shù)（4）面孔識(shí)別技術(shù)（5）掌紋識(shí)別技術(shù)（6）手形識(shí)別技術(shù)（7）人臉識(shí)別技術(shù)任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——生物特征識(shí)別技術(shù)的種類

3.生物特征識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用（1）刑事破案。（2）打卡考勤。（3）自助式服務(wù)任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——生物特征識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用

4.指紋識(shí)別指紋是指人的手指末端正面皮膚上凸凹不平產(chǎn)生的紋線。紋線有規(guī)律的排列形成不同的紋型。紋線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和分叉點(diǎn)，稱為指紋的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)。指紋識(shí)別即指通過比較不同指紋的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)來進(jìn)行鑒別。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(shí)別技術(shù)是目前最成熟且價(jià)格便宜的生物特征識(shí)別技術(shù)。目前來說指紋識(shí)別的技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，我們不僅在門禁、考勤系統(tǒng)中可以看到指紋識(shí)別技術(shù)的身影，市場上有了更多指紋識(shí)別的應(yīng)用：如筆記本電腦、手機(jī)、汽車、銀行支付都可應(yīng)用指紋識(shí)別的技術(shù)。任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——指紋識(shí)別定義

（1）指紋識(shí)別的過程：①集?。豪弥讣y掃面器將指紋圖像及其其他相關(guān)特征集取下來。②演算：將圖像及相關(guān)特征，運(yùn)用程序進(jìn)行運(yùn)算及統(tǒng)計(jì)，找出該指紋中具有所謂“人人不同且終身不變的特征”的相關(guān)特征點(diǎn)。并將七數(shù)位化。③傳送：將數(shù)位化的指紋特征在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用各種方式傳送，在傳遞過程中均保留人人不同且終身不變的特征。④驗(yàn)證：傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算驗(yàn)證，驗(yàn)證其與資料庫中比對(duì)資料的相似程度。任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——指紋識(shí)別過程

（2）指紋識(shí)別技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)為：①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；②如果要增加可靠性，只需登記更多的指紋、鑒別更多的手指，最多可以多達(dá)十個(gè)，而每一個(gè)指紋都是獨(dú)一無二的；③掃描指紋的速度很快，使用非常方便；④接觸是讀取人體生物特征最可靠的方法；（3）指紋識(shí)別技術(shù)的主要缺點(diǎn)為：①某些人或某些群體的指紋指紋特征少，難成像；②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”。任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——指紋識(shí)別優(yōu)缺點(diǎn)

虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀區(qū)域，在紅外光下呈現(xiàn)出豐富的紋理信息，如斑點(diǎn)、條紋、細(xì)絲、冠狀、隱窩等細(xì)節(jié)特征。虹膜從嬰兒胚胎期的第3個(gè)月起開始發(fā)育，到第8個(gè)月虹膜的主要紋理結(jié)構(gòu)已經(jīng)成形。除非經(jīng)歷危及眼睛的外科手術(shù)，此后幾乎終生不變。虹膜識(shí)別通過對(duì)比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份，其核心是使用模式識(shí)別、圖像處理等方法對(duì)人眼睛的虹膜特征進(jìn)行描述和匹配，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的個(gè)人身份認(rèn)證。英國國家物理實(shí)驗(yàn)室的測試結(jié)果表明：虹膜識(shí)別是各種生物特征識(shí)別方法中錯(cuò)誤率最低的。從普通家庭門禁、單位考勤到銀行保險(xiǎn)柜、金融交易確認(rèn)，應(yīng)用后都可有效簡化通行驗(yàn)證手續(xù)、確保安全。如果手機(jī)加載“虹膜識(shí)別”，即使丟失也不用擔(dān)心信息泄露。機(jī)場通關(guān)安檢中采用虹膜識(shí)別技術(shù)，將縮短通關(guān)時(shí)間，提高安全等級(jí)。任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——虹膜識(shí)別概況

（1）識(shí)別過程虹膜識(shí)別就是通過對(duì)比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份。虹膜識(shí)別技術(shù)的過程一般來說包含如下四個(gè)步驟:①虹膜圖像獲取使用特定的攝像器材對(duì)人的整個(gè)眼部進(jìn)行拍攝，并將拍攝到的圖像傳輸給虹膜識(shí)別系統(tǒng)的圖像預(yù)處理軟件。②圖像預(yù)處理對(duì)獲取到的虹膜圖像進(jìn)行如下處理，使其滿足提取虹膜特征的需求。虹膜定位:確定內(nèi)圓、外圓和二次曲線在圖像中的位置。其中，內(nèi)圓為虹膜與瞳孔的邊界，外圓為虹膜與鞏膜的邊界，二次曲線為虹膜與上下眼皮的邊界。虹膜圖像歸一化:將圖像中的虹膜大小，調(diào)整到識(shí)別系統(tǒng)設(shè)置的固定尺寸。圖像增強(qiáng):針對(duì)歸一化后的圖像，進(jìn)行亮度、對(duì)比度和平滑度等處理，提高圖像中虹膜信息的識(shí)別率。

任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——虹膜識(shí)別過程

③特征提取采用特定的算法從虹膜圖像中提取出虹膜識(shí)別所需的特征點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行編碼。④特征匹配將特征提取得到的特征編碼與數(shù)據(jù)庫中的虹膜圖像特征編碼逐一匹配，判斷是否為相同虹膜，從而達(dá)到身份識(shí)別的目的。任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——虹膜識(shí)別過程

（2）優(yōu)點(diǎn)①不容易被偽造。②虹膜紋理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特征多，它是最可靠的生物識(shí)別技術(shù)。③通過非接觸式獲取，可以避免疾病傳播。（3）缺點(diǎn)①很難將圖像獲取設(shè)備的尺寸小型化;②設(shè)備造價(jià)高，無法大范圍推廣;③鏡頭可能產(chǎn)生圖像畸變而使可靠性降低;任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——虹膜識(shí)別優(yōu)缺點(diǎn)

手形識(shí)別系統(tǒng)采集手指的三維立體形狀進(jìn)行身份識(shí)別，由于手形特征穩(wěn)定性高，不易隨外在環(huán)境或生理變化而改變，使用方便，在過去的幾十年中獲得了廣泛的應(yīng)用。美國所有軍事機(jī)關(guān)、90%以上的核電站均使用手形識(shí)別設(shè)備構(gòu)成門禁系統(tǒng)以保證重要場所的安全;1996年奧運(yùn)會(huì)上手形儀在奧運(yùn)村使用，接受了6萬5千多人注冊(cè)，處理了一百多萬次進(jìn)出記錄。任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——手形識(shí)別技術(shù)概述

①掃描整個(gè)手的手形的技術(shù)②掃描單個(gè)手指的技術(shù)③結(jié)合這兩種技術(shù)的掃描食指和中指兩個(gè)手指的技術(shù)。通常我們稱掃描整個(gè)手形的手形儀為掌形機(jī)或掌形儀，掃描兩個(gè)手指的手形儀稱為指形機(jī)。任務(wù)1生物特征識(shí)別技術(shù)——手形識(shí)別技術(shù)識(shí)別過程

①識(shí)別唯一性指形識(shí)別是成熟的生物識(shí)別技術(shù)，其最大的特點(diǎn)是其識(shí)別的"唯一性"，也就是說只有合法用戶本人的手指才能被識(shí)別和允許通過。在現(xiàn)有的科技條件下，無法仿造出人的手指的三維特征，完全杜絕了鑰匙和IC卡被盜用或密碼被破解等導(dǎo)致他人非法進(jìn)入的現(xiàn)象。②安全性手指與指形機(jī)的接觸面積比掌形機(jī)更小，甚至小于公共場所的門把手，只要保證定期清潔，其細(xì)菌傳播的可能性很小。③方便性指形機(jī)提供多種接口可與刷卡機(jī)、打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等相連接，極易擴(kuò)充，還可以作為前端系統(tǒng)和各種應(yīng)用系統(tǒng)集成綜合的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。④可靠性美國所有軍事機(jī)構(gòu)都采用該類產(chǎn)品，美國90%以上的核電廠以此類產(chǎn)品控制其出入口。另外指形機(jī)類產(chǎn)品還廣泛應(yīng)用于銀行、大學(xué)