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2.3.3 指纹识别技术

指纹(fingerprint),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"。 特征点提供了指纹唯一性的确认信息,其中最典型的是终结点和分叉点,其他还包括分歧点、孤立点、环点、短纹等。特征点的参数包括方向(节点可以朝着一定的方向)、曲率(描述纹路方向改变的速度)、位置(节点的位置通过x/y坐标来描述,可以是绝对的,也可以是相对于三角点或特征点的)。

指纹识别技术主要涉及四个功能:读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像,然后要对原始图像进行初步的处理,使之更清晰,再通过指纹辨识软件建立指纹的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”(minutiae)的数据点,即指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置,这些点同时具有七种以上的唯一性特征。通常手指上平均具有70个节点,所以这种方法会产生大约490个数据。这些数据,通常称为模板。通过计算机模糊比较的方法,把两个指纹的模板进行比较,计算出它们的相似程度,最终得到两个指纹的匹配结果。采集设备(即取像设备)分成几类:光学、半导体传感器和其他。

指纹识别系统性能指标在很大程度上取决于所采用算法性能。为了便于采用量化的方法表示其性能,引入了下列两个指标。

拒识率(false rejection rate,FRR):是指将相同的指纹误认为是不同的,而加以拒绝的出错概率。

FRR=(拒识的指纹数目/考察的指纹总数目)×100%。

误识率(false accept rate,FAR):是指将不同的指纹误认为是相同的指纹,而加以接收的出错概率。

FAR=(错判的指纹数目/考察的指纹总数目)×100%。

对于一个已有系统而言,通过设定不同系统阈值,就可得出FRR与FAR两个指标成反比关系,控制识读的条件越严,误识的可能性就越低,但拒识的可能性就越高。

指纹识别技术是成熟的生物识别技术。因为每个人包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同,是唯一的,并且终生不变。通过他的指纹和预先保存的指纹进行比较,就可以验证他的真实身份。自动指纹识别是利用计算机来进行指纹识别的一种方法。它得益于现代电子集成制造技术和快速而可靠的算法理论研究。尽管指纹只是人体皮肤的一小部分,但用于识别的数据量相当大,对这些数据进行比对是需要进行大量运算的模糊匹配算法。利用现代电子集成制造技术生产的小型指纹图像读取设备和速度更快的计算机,提供了在微机上进行指纹比对运算的可能。另外,匹配算法可靠性也不断提高。因此,指纹识别技术己经非常简单实用。由于计算机处理指纹时,只是涉及了一些有限的信息,而且比对算法并不是十分精确匹配,其结果也不能保证100%准确。指纹识别系统的特定应用的重要衡量标志是识别率。主要包括拒识率和误识率,两者成反比关系。根据不同的用途来调整这两个值。尽管指纹识别系统存在着可靠性问题,但其安全性也比相同可靠性级别的“用户ID+密码”方案的安全性要高得多。拒识率实际上也是系统易用性的重要指标。在应用系统的设计中,要权衡易用性和安全性。通常用比对两个或更多的指纹来达到不损失易用性的同时,极大提高系统的安全性。

指纹识别技术主要用于以下几个方面。

1.刑侦

最早应用指纹识别技术和产品的领域。由于专业的需求特点,更多的是应用1:N模式的指纹数据库检索。指纹门禁:应用指纹特征识别技术和产品较多的领域。由于门禁应用的环境特点,是指纹产品较容易满足需求指标的领域,它们大多与计算机系统集成为门禁控制与管理系统。主要产品有 指纹锁,指纹门禁,指纹保险柜等。

2.金融

鉴于金融业务涉及资金和客户的经济机密,在金融电子化的进程中,为保证资金安全,保护银行客户和银行自身的利益,在业务管理和经营管理中,利用指纹验证身份的必要性和安全性越来越受到关注。指纹身份鉴别产品在金融业的应用已经呈现出不断增长的势头。例如:银行指纹密码储蓄、指纹密码登录,各类智能信用卡的防伪,自动提款机ATM的身份确认,银行保管箱业务的客户身份确认。

3.社保

社保系统尤其是养老金的发放存在着个人身份严格鉴别的需求。指纹身份鉴别能可靠地保障社保卡及其持有人之间的唯一约束对应关系,是非常适合采用指纹身份认证的领域。

4.户籍

随着新一代公民身份证的发行,在户籍和人口管理方面,指纹身份鉴别技术和产品是加强政府行政准确度和力度的最佳方法。

除此之外,常见的生物识别技术还有:视网膜识别、掌纹识别、静脉识别、人耳识别、步态识别、基因(DNA)识别等。



相关知识点:
2.3.1 生物识别技术概述
2.3.2 语音识别技术
2.3.3 指纹识别技术
2.3.4 虹膜识别技术