指纹生物识别技术范文

【关键词】指纹识别身份证识别人脸现场对比嵌入式系统龙芯1B

随着我国行政改革和教学改革的深化发展，冒名顶替和考场舞弊现象越来越多。针对这类情况，采用指纹识别、身份证识别、人脸现场比对等技术手段，精准判断人员身份，杜绝替考。同时采用联网通讯，异常情况联网报警等手段，也杜绝了监考人员参与的现场舞弊行为。

本论文通过项目实施开发出一种基于龙芯232内核的嵌入式身份识别终端，以达到降低成本的目的。并且针对指纹身份验证终端与服务中心之间制定一套通讯交互和指令协议，同时采用国产主控芯片，专用内部通讯协议，保证信息安全，可以用在教育考试、公务员考试等民用领域，也可以广泛采用到国防、安全相关领域中。

1生物识别技术的选择及改进

1.1生物识别技术简介

高速发展的现代化社会，计算机和网络信息化日益普及，如何准确识别个人身份是一个重要的社会问题，更是一个技术难度比较大的问题。适用于身份鉴定的生物特征有不少，能够做为身份识别的生物特征必须要满足以下条件：唯一性、广泛性、可测量性、稳定性、随身性、这几个特点。除此之外，在实际应用过程中，还需考虑该技术是否能被人们接受，测试过程中是否对人体造成伤害，识别过程是否方便，识别是否准确，技术手段和设备的经济与否等因素。

目前主流的生物特征识别技术有：指纹识别、掌纹识别、人脸识别、视网膜识别、虹膜识别、手形识别、生物红外谱图识别、外耳廓轮廓识别、体味特征区分、基因特征识别。每种生物识别技术都有其优劣性，这里采用指纹和人脸作为身份交叉识别的技术手段。

1.2生物识别技术改进

为了提高生物识别精度，本文提出三个改进方向：

1.2.1采用多种特征的融合识别（多模结合）

对各种生物特征识别技术的工作原理和优缺点研究后，了解到这些技术和手段都有一定的优缺点，在不同的场合也有不同的限制和局限性，因此采用单一生物识别技术并不能实现本论文的目标。因此，需要场合结合多种生物特征识别技术，进一步提高识别率和系统的可靠性。

1.2.2现场采样，实时识别，数据实时可靠传输，与数据库实时比对

通过采用更高效快速的算法或者采用高性能的硬件设备或者采用专用的算法DSP辅助来实现实时出结果，实时传输，实时反馈。

1.2.3生物特征识别技术与身份证读取技术相结合

根据各种人体生理特征识别技术的综合比较结果，本文考虑了可靠性、经济性和技术成熟度以及供货方便等因素，决定采用指纹特征识别作为首要识别手段；其次采用身份证电子读写技术进行现场的验证，做到人证合一。

1.3指纹特征比对过程的优化

本文主要进行了以下两个方面的改进：

1.3.1方法改进一：标志索引法

将指纹数据划分成9大类，在指纹图像特征文件上附加标识码，采用数据库索引的方法对存储的指纹档案进行归类，比对的时候先从标识码开始检索，可以大大加快比对速度。

1.3.2方法改进二：单列循环法

每个人都会存储多个指纹档案，一般的方法是将采用档案与列表中的人员的所有指纹一一比对，都不相符才会进行下一人的比对，但实际的测试过程中发现，第一枚指纹档案的比对成功率可以达到80%以上，因此将比对策略改为：与所有人的第一个指纹档案全部进行比对，如果成功，继续比对该人的其他档案，如果不成功，再全部检查所有人的第二个档案，以此类推，也可以加快比对速度。实验表明采用这个方法额可以将2000枚样本比对的速度提高六倍。

2软件系统的设计与实现

如图1所示。

3结束语

本文主要设计了基于嵌入式软硬件系统平台，综合采用多种生物识别手段的在线身份识别系统。深入研究了龙芯1B软硬件平台和Linux操作系统内核，移植了引导程序Uboot，完成了对Linux操作系统内核的重新配置和编译，达到了减小系统体积的目的；该系统能够通过单机采集多种考生信息，提供包括指纹读取验证，身份证验证，实时拍照和照片彩屏显示等功能，利用实时采集的考生信息，通过终端设备联网验证考生身份信息，巡考复查考生身份，有效杜绝考生的替代替考情况，实现真正意义上的在线身份验证平台。

参考文献

[1]张敏贵，潘泉等.多生物特征识别[J].信息与控制，2002（32）.

[2]于瑞华，洪卫军.生物特征识别技术及其应用[J].智能建筑与城市信息，2004（08）.

[3]夏鸿斌，须文波，刘渊.生物特征识别技术研究[J].计算机工程与应用，2003（21）.

[4]杨俊，景疆.浅谈生物认证技术―指纹识别[J].计算机时代，2004（03）.

[5]谭铁牛，王蕴红.现代身份鉴别---生物特征识别技术[J].中国基础科学，2000（09）.

指纹生物识别技术范文

关键词：指纹识别指纹采集识别技术

随着社会的快速发展，科学技术的进步，人们也面临着各种挑战，其中身份识别与认证是各种社会活动的基础，如何快速准确的进行身份识别关系到我们生活秩序的稳定。由于人体所具有的生物特征如指纹、DNA、声音等具有独特性与单一性及无法替代的防伪性，随着现代科技的发展，使得使用这些特殊的生物特征进行身份识别成为社会发展的潮流。

指纹这种表皮纹线形态是人类所特有的，并且由于遗传特性的差异，每一个人的指纹特征都是不尽相同的。每个人的指纹甚至每个指纹的每一条纹线都是独立的且唯一的，指纹的这些特征使得其成为个人身份认定和识别的最直接最便捷的途径，因此我们把一个人的指纹与他的指纹对应起来，通过比较他的指纹特征和预先保留的指纹样品即可验证其身份[1]。尤其在各国警察机构中指纹识别为其工作带来了极大的便利。为维护社会秩序的稳定作出了重要贡献。

一、指纹技术的历史发展

我国是世界上公认最早使用指纹来确认个人身份的国家。据相关资料显示，我国古代最早的指纹应用时在秦朝，经过近千年的发展到了唐朝指纹已经广泛应用于田宅、人身买卖契约、订立抵押借贷等民事活动。到宋代随着犯罪案件的增加，指纹已经作为正式的判案工具应用于刑事诉讼领域。其中《宋史》中详细记载，元绛利用指纹明判欺诈案件的故事。

我国虽然应用指纹技术较早，但指纹识别技术科学化系统化却是近代西方人发明并完善的。在欧洲1788年，梅耶首先提出世界上没有两个人的指纹会完全相同。1889年，亨利的研究成果提出了一套完整的指纹细节特征识别理论，为现代指纹识别技术奠定了基础。同时随着近代人体解剖学、遗传学、物理学、概率统计学等科学理论的发展以及科学实验话研究方法的日趋成熟使得指纹识别技术在近百余年内越来越被人重视并应用于生活中。

指纹识别技术从被发现起就被广泛的应用于商业买卖等民事领域。由于指纹具备稳定性和唯一性，刑事侦查领域也开始广泛采用。在司法领域中，指纹一直被视为物证之首。但在早期刑事侦查中，指纹由专门部门采集特定人群的十指指纹信息并按一定管理办法进行人工分类和储存，当有送检的犯罪现场指纹或嫌疑人的指纹时吗，由专业技术人员根据指纹特征用肉眼逐一识别对比，但人工识别方法效率低、速度慢不能满足现代社会的需要，到上世界60年代末，在美国开始出现自动指纹识别系统（AFIS），此系统因其储存量大、对比话、便于查询等诸多优越性而受到重视并沿用至今。

二、指纹提取技术

指纹图像的采集是指纹识别的前提，指纹由图像采集设备转化为数字图像后才能用计算机处理。要获取良好的指纹图像非常复杂也非常重要，目前的指纹图像采集技术主要有光学技术、半导体硅技术、超声波技术。

光学技术：将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，用棱镜将其投射在电荷耦合器上，这样形成的图像中脊线呈黑色，谷线呈白色，这些多灰度指纹图像可用指纹设备算法处理[1]。该技术的优点是较为廉价且分辨率较高。

硅技术：使硅传感器成为电容的一个极板，手指成为另一个极板，利用手指的指纹脊和谷相对于平滑的传感器之间的电容差，形成8位灰度图像。该技术的优点是所获得图像质量更高，更易集成到小设备中。

超声波技术：利用超声波到达材质表面时被吸收、穿透与反射的程度不同，因此可利用超声波具有穿透材料的能力且随材料的不同产生大小不同的图波的特点，可发现皮肤与空气对于声波阻抗的差异，以此区分指纹脊与纹谷的位置[2]。此技术的优势在于能达到最高精确度对手指和平面的清洁程度要求较低。

指纹图像的预处理：在指纹数字图像系统过程中，由于受手指破损、按压方式或环境的影响，使输入的指纹图像是一幅含有较多噪声的灰度图像。指纹图像的预处理操作即利用信号处理技术去除图像中的噪声干扰，尽量恢复指纹的脊线结构将其变为一幅清晰地指纹图像。指纹图像的预处理过程包括图像归一化、图像分割、图像增强、二值化和细化等过程[3]。

特征提取：常用的指纹特征描述方法是基于纹路结构特征，指纹特征可以分为全局特征、局部特征以及细微特征。全局特征包括基本纹路、模式区、核心区、三角点和纹数；局部特征包括端点、分叉点、分歧点、孤立点、短纹、环点、桥、曲率等。

三、指纹识别方法的原理及种类

指纹是人手指表皮上突起的纹线由于遗传特性使得每个人的指纹不尽相同，指纹识别技术主要是对指纹的特征进行研究即特征提取中全局特征与局部特征。总体特征是可通过人眼即可直接观察道德特征，早期的指纹识别即通过此方法进行处理。局部特征是指指纹的特征点，不同的指纹他们的特征点信息完全不同，特征点决定了指纹的唯一性，用指纹进行个人身份鉴定和识别主要是对鉴定的指纹与指纹数据库中的指纹模版或任意的两个指纹进行研究比较，对比有无相同的细节特征，从而达到个人身份的识别和鉴定目的[4]。

在早期的指纹识别方法中指纹对比一般由专业技术人员根据事先制定的指纹分类方法和指纹细节辨识方法对从现场采集回来的指纹与指纹库中指纹卡上的指纹进行人工肉眼识别，当时的人工对比主要是用于刑事侦破和法院判案，所以需保证人工对比的准确性[5]。

上世纪60年代随着信息技术的逐步兴起，自动指纹识别系统已经被提上研究日程。我国于上世纪90年代研究出单机版的指纹识别系统但限于当时的计算机设备条件的限制，其应用范围较窄。近年来随着信息化技术的日趋成熟自动指纹识别系统已经由大型计算机处理、微型计算机处理发展到嵌入式处理阶段。尽管嵌入式指纹识别系统尚处于发展初期但已经体现了当前的一个重要的发展趋势。

四、展望

近年来伴随着信息化浪潮以及家庭网络的发展进步，人们的生活也面临着一次重要的变革，个体身份认证和个人信息交换需求量日趋强烈，指纹特征识别技术的进步和日趋成熟使得自动指纹识别技术在安保方面越来越具有潜力。指纹识别广泛应用于我们的日常生活将是社会发展的必然趋势。

参考文献

[1]林华.指纹识别系统预处理技术的研究和实现[J].电子科技大学硕士生学位论文，2006.

[2]解梅，马争.基于脊像指纹滤波算法[J].电子学报，2004，32（l）：5-7.

[3]RaoAR.Ataxonomyfortexturedescriptionandidentifieation[M].NewYork：SpringerVerlag，1990.

[4]AnilJain，LinHong，RuudBolle.Onlinefingerprintverification[J].IEEEtransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence，1997，19（4）：302-314.

指纹生物识别技术范文篇3

特别是一些知名品牌，经常会引来一些山寨或高仿产品在市面上流通。这些仿冒品一方面侵犯了消费者的利益，另一方面也让商家的品牌形象大打折扣。

NEC新技术化解物品鉴别难题

国内奢侈品专柜大多不提供验货服务，这使得“奢侈品鉴定师”一度成为中国市场最热门的职业之一。但是，奢侈品鉴定缺乏行业标准，奢侈品鉴定师的队伍也是鱼龙混杂，让消费者一时间也难辨真伪。

对于奢侈品鉴定师来说，大量需要鉴定的产品也增大了他们的工作量。国内某知名鉴定中心负责人表示，他们的鉴定师平均每人每天至少要鉴定100件单品，有些单品需要花费数周的时间，经过多个人反复鉴定才能确认是不是正品。鉴定师除了每天必须了解各大品牌最新的款式，保持与时俱进，同时还要与假货生产商斗智斗勇。

我们经常看到一些资深鉴定师为消费者支招，从细节上帮助消费者鉴定奢侈品皮包的真伪。例如，查看皮包的纹理，五金件、配皮的针脚、序列号等。但是，这些招数只适合一些经验丰富的鉴定师和骨灰级玩家，而对普通消费者，还是缺少可以判断的量化标准。

从技术手段上来看，目前，商家对于其产品的管理多采取粘贴条形码、IC芯片、全息摄影封条（hologramseal）等识别标签方式或对产品进行特殊加工。这些方式不仅耗费可观的成本和时间，识别时也必须依赖专用装置或专门人员等，而且产品识别也无法获得多元化的应用。

幸运的是，不久前，NEC公司的一项新技术解决了物品快速鉴定的难题，让每个人都可以成为鉴定师。2014年11月，NEC推出了一项全球创新的“物体指纹识别技术”。该技术可以通过普通智能手机或平板电脑拍照，与品牌商事先在云端上传注册的该产品纹理图像数据进行比对，在极短时间内完成高精确度识别。

NEC的研发团队发现，工业产品在制作过程中，所采用的物料（例如金属、皮革或塑料等）都有其特殊的、肉眼无法看清的纹理，称为“物体指纹”。即便使用同一种模具生产出来的产品，每一件产品的物体指纹也都是独一无二的，类似于人类的指纹。这些细微的差别是自然形成且肉眼难以判断的，不容易被篡改，因此，可以作为判断真伪的依据。

在会现场，NEC使用一款名牌奢侈品皮包进行演示，通过摄像头分别对拉链、五金和局部皮革进行了特写拍摄，自动识别照片，然后与云端数据进行比对，并很快将奢侈品皮包的真伪和相关信息发送到智能手机上。

NEC信息媒体加工研究所所长山片茂树表示，目前全球因仿冒品带来的损失大约为80万亿日元（约合4万亿元人民币），平均每个受害品牌的损失大约为1.9万亿日元（约合1000亿元人民币），并且这一数字还在逐年递增。正是在这样的背景下，NEC开始着手研发面向物体的识别认证技术。

据记者了解，NEC在生物识别领域处于世界领先地位，有40多年指纹认证和20多年人脸识别的研究历史，还长期致力于指掌纹、人脸、DNA、声纹等多生物识别认证技术的研究。

此次NEC的“物体指纹识别”正是结合了NEC识别精度全球领先的指纹识别和人脸识别等各种技术后的应用。山片茂树表示：“NEC为此技术的诞生投入了2年的研发，这是对生物识别系统的延续。”

作为全球首发的NEC“物体指纹识别技术”优势明显，首先它对设备的要求不高，只用智能手机或者平板电脑上的普通摄像头即可拍摄，对于金属、皮革、塑料这些有光泽的材料，可实现100%的识别准确率，用时也仅约需1秒钟。

不过，为了实现更好的识别效果，NEC也专门为该系统定制了摄像头。NEC计划在2015年正式推出解决方案，目前也在为这项计划寻找商业合作伙伴。

“物体指纹识别技术”全程监管产品流通

随着工业全球化、标准化的进展，商家越来越追求批量生产的成本控制。在追求利润的同时，也面临着重大安全生产隐患的考验。例如，2014年2月份发生的“阿斯顿马丁召回事件”。引发这一召回事件的导火索居然是一个零件――汽车油门踏板连杆。阿斯顿马丁认为相关供应商没有按照要求用杜邦塑料生产油门踏板连杆，而正是这种“假冒”的踏板连杆让阿斯顿马丁陷入了召回事件的麻烦之中。

很多类似的事件往往都是因为个别不合格的零件导致整个产品的重大缺陷，进而引发一系列的重大事件或安全事故，这是所有企业都不愿看到的。因此，很多企业对生产过程的监管需求也日渐高涨。同时，我们也发现，阿斯顿马丁的一些零部件由供应商的外包商提供，这就要求阿斯顿马丁必须有能力监管到每一个零部件。但是事实证明，阿斯顿马丁还不具备这种监管能力。

“物体指纹识别技术”则可以帮助阿斯顿马丁把每个零件的监管做到滴水不漏。因为，“物体指纹识别技术”可以根据每个零件的“物体指纹”进行个体识别，即使是如螺丝或螺栓等这类难以粘贴专用识别标签或编号的细小零件。

而且，在安装完成之后，维护人员即使不拆卸零件也能掌握零部件的形状和长度。这些信息可大大提升维护检查作业的效率，避免误用零件引发事故，提升零件的IT化管理。

为了提升个体识别的精确度，NEC在“物体指纹识别技术”中还引入了一种最新开发的“特征抽出技术”。它可以从众多样品中识别出由同一个模具制造生产出来的零件，从而实现批量识别。NEC认为“物体指纹识别技术”的准确度取决于识别对象的材质。平均错误率在对象识别技术中是非常重要的指标，技术精确度越高则平均错误率就会越低。比如在测试工业螺栓时，平均错误率还不到百万分之一。

另外，“物体指纹识别技术”在物流追踪方面也具有独特的优势。现代人的生活离不开快递和物流，但是不管是生产商、渠道商还是消费者都经常会因为“不靠谱”物流或快递而恼火，经常会遇到送错货或迟迟收不到货的情况。最令人恼火的是货物被中间人调包――把苹果手机换成了苹果。

如何规避这些情况的发生？“物体指纹识别技术”通过预先识别例如钮扣或拉链等物品上的独特“物体指纹”，可全程监控物品的流通过程，锁定销售店家和生产途径等。