生物特性识别技术范文

导语：如何才能写好一篇生物特性识别技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词] 监狱； 生物识别； 安防； 信息化

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 01. 042

[中图分类号] D916.7； TP391.4 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2013）01- 0070- 03

近年来，监狱安防信息化建设已经步入快速发展的阶段，生物识别技术的应用也愈来愈广泛，从指纹识别到掌纹识别，从脸型识别到虹膜识别，还有更多。尤其值得注意的是，司法部《关于加强监狱安全管理工作的若干规定》（司发通[2009]179号）（以下简称司法部“35条” ）更为监狱应用生物识别技术，加强安防信息化建设带来了重要契机。实践证明，生物识别技术在监狱安防信息化建设中的普遍应用已成为监狱安全发展的重要途径，引起了监狱方面的高度关注。

1 生物识别技术简述

生物识别技术（Biometric Identification Technology）是通过计算机与光学、声学、生物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（如指纹、脸型、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份鉴定的一种技术。人们之间的生物特征差异是人的特殊性表现，即身份代码（密钥）。这种能够测量或自动识别和验证的生理特性或行为特征可以用作进行身份识别。大体上看，生物识别技术可以分为基于生理特性的生物识别技术和基于行为特征的生物识别技术两类。鉴于采用生物特征识别技术，无须记住身份证号码或密码，也不需要随身携带像智能卡之类的东西，因此，它是目前最为方便与安全的识别方法。

生物识别技术的一般的应用流程和方法是：生物识别技术系统先对生物特性进行取样，提取其唯一的特征转化成数字代码，并进一步将这些代码组成特征模板，当人们同识别系统交互进行身份认证时，识别系统通过获取其特征与数据库中的特征模板进行比对，以确定二者是否匹配，从而得以识别。

常见的生物识别技术：有基于生理特性的生物识别技术：如指纹、虹膜、面部和掌静脉识别技术等，有基于行为特征的生物识别技术如声音和签字识别技术等。

2 生物识别技术在监狱安防信息化建设中的应用

监狱是刑罚执行机关，维护场所的安全稳定是监狱首要任务。而运用生物识别技术是强化监狱安全防范，确保监狱安全发展的重要技术手段。

司法部 “35条” 明确指出，监狱大门应当设置AB门，分设行车通道和行人通道。行人通道应当安装带有数字密码和人体特征识别功能的电子门禁系统。司法部“35条” 为监狱应用生物识别技术加强安防信息化建设带来了重要契机。

2.1 狱政管理上的应用

生物识别技术在狱政管理上的应用主要体现在门禁系统和巡更系统。

2.1.1 生物识别门禁系统

在监控指挥中心等重点区域建设生物识别门禁系统，能够提高安全性和精确率。比如在监控中心、应急指挥中心运用指纹等识别技术的门禁系统后，就能确保只有中心工作人员输入指纹或其他生物特征后才能开启；通往监内的通道运用指纹、掌纹、脸型、虹膜等生物识别门禁系统，对出入人员（民警职工、罪犯、外来人员）进行生物特征信息比对确认，保证通行的合法性；在监舍、习艺区、会见室、提审室等重点区域建设生物识别门禁系统，对于合法、安全、有序通行、罪犯人数清点、民警管理考核发挥其重要作用。

单独使用生物识别门禁系统，效率较高。然而，通过多种生物识别技术综合运用、多重识别技术综合运用、多次识别技术综合运用，能做到对身份的完全确认，从根源上杜绝了罪犯伪装、尾随民警或人员脱逃事件的发生。浙江省DS监狱在通往监区的人行通道AB门之间，采用脸型识别系统，结合第三方认证的方式开启AB门通行；在机房和监控指挥中心分别采用指纹、虹膜3种生物识别系统门禁，只有专人才能被系统确认进入，安全度大大提高。

2.1.2 生物识别巡更系统

巡更系统是一种智能化的考勤系统，由巡更人员在规定的时间和路线去读取规定的每一个巡更信息点，以实现巡检和被考勤的目的。监狱建设巡更系统，通常用于民警监内巡查以及对巡查民警的履职情况的检查考核，有助于提高民警的履职责任心和主动性。

在离线巡更和在线巡更两种方式中，目前使用较多的是离线巡更，而它最大的弊端是无法确定巡更人的身份，任何一个人只需手持巡更棒便可完成巡更过程。为此，可以尝试开发和建设基于生物识别巡更系统，一是在巡更棒中融入生物识别技术进行巡更棒开启，把巡更时间与人员绑定输入系统，即在规定的时间只有规定的人员才能开启巡更棒，防止越殂代疱的造假现象；二是建设基于生物识别方式的网络在线巡更系统，如配置相应的指纹或其他生物特征读头和巡更软件，配合计算机进行智能化管理，更准确地掌握巡更人员、巡更时间，统计出迟到、早到、漏巡等重要信息，不但数据清晰，且行动方便。

2.2 狱内侦查中的应用

2.2.1 “三假犯”的身份认证

在押犯中假姓名、假家庭地址、假身份（一说假社会关系）的罪犯常称为“三假犯”。目前，“三假犯”比例呈逐年上升之势，有效进行“三假犯”的身份甄别成为逐步减少和消除“三假犯”，预防打击犯罪、惩罚改造罪犯的重要举措。

在我国国民的指纹、DNA等生物特征数据库尚未建立健全的情况下，当前，监狱单独或与公安等部门合作，尝试初步建立生物特征数据库，对于新收罪犯和刑释人员做好生物特征登记、交接工作，同时与其他部门互通有无，将数据统一比对，有利于“三假犯”的身份认证，也防止出现新的“三假犯”。

2.2.2 狱内犯罪案件的侦查

在完善罪犯个人生物特征数据库的基础上，把狱内发生犯罪案件所采集到的生物特征信息与之比对，从相同性或相似性匹配来排摸嫌犯和锁定真凶。

2.2.3 社会刑事案件的协查

过去发案未破的社会刑事案件也可能是在押罪犯所为，虽然也提取了犯罪嫌疑人的生物特征信息，但是囿于怀疑对象的有限范围而造成漏网，而犯罪真凶又发另案入监改造，尽管余罪在身，仍可苟且偷安。监狱建立健全罪犯个人生物特征数据库，运用生物识别技术，协助社会刑事案件的侦查，便可“瓮中捉鳖”了。还有，就是监狱主动把刑释归正人员的生物特征数据库提供给司法部门用于社会刑事案件的协查，就可将刑释归正人员的再犯罪案件顺利告破。

2.3 刑罚执行方面的应用

2.3.1 监外服刑罪犯的管控

监外服刑的罪犯包括缓刑、假释、保外就医的罪犯。其中缓刑、假释的罪犯由地方管理，保外就医的罪犯监狱要定期考察。这些罪犯的脱管漏管问题一直是老大难问题，监管不了、监管不住、监管不力，都有可能导致他们重新走上犯罪道路。

结合监外服刑罪犯“月签到制度”，可以尝试改为生物识别系统签到制度，监狱配合地方提供罪犯个人生物特征数据库，由地方进行罪犯签到监督；对于保外就医罪犯的定期考察，考察民警携带生物识别系统的信息采集仪器供保外罪犯输入信息，有效防止“关系考察”“虚假考察”等情况，确保考察到位，同时，可以限制罪犯的出行范围，提升监外执行的实际效果。

2.3.2 预防刑释人员再犯罪

建立针对刑释归正人员的特殊生物特征数据库，如果刑释人员隐姓埋名再犯罪，生物特征和相关的资料可以在入监登记时通过生物识别系统自动匹配，甄别该犯是否有余罪、漏罪，是否属于“三假犯”、累犯、惯犯。彻底打击罪犯的侥幸心理，加强对刑释人员犯罪思想和行为的震慑力，减少再犯罪的发生几率。

2.4 生活卫生安全管理方面的应用

在监内给罪犯开通个人账户，该账户以罪犯的生物特征为触发条件，这样在就医、大账消费时，通过生物识别技术，既可以更好地控制罪犯就医次数以及消费额度，也能打击罪犯装病逃避劳动改造等行为。罪犯离监就医时，必须通过出监生物识别与审批程序联动，确认后方可放行，同时留下出入记录备查。

出于确保罪犯伙食卫生安全的需要，应当考虑在伙房设有生物识别系统，结合监控监听设施，防止发生蓄意破坏的情况发生，确保生活卫生安全。

2.5 监狱管理和民警安全管理上的应用

（1） 信息的计算机安全保护。采用生物识别技术的方式开启计算机，只有专人采用生物识别（如指纹或虹膜识别等）的途径方能使用，杜绝信息的计算机被他人擅用，造成失密。

（2） 信息系统主机登录保护。所有信息系统的核心都是计算机主机，如果保护不当，将造成失密的严重后果。为了有效保护，可以采用虹膜等生物识别技术，系统人员登录时通过虹膜等生物信息验证才能登录，而且基于“活体检测”生物信息不会丢失；不会被人伪造；身份不会被冒充，完全可以对工作流程进行严格的管理与控制，保证系统运行的安全性。

（3） 存放资料的房间、橱柜等场所保护。加入生物识别技术的门禁，在“验明真身”后才可开启，还可与监控报警系统联动，对于非法人员试图开启，及时报警监控，防犯效果更好。

（4） 方便民警人事管理。在民警值备勤等岗位，通过生物识别技术的门禁系统、巡更系统、考勤系统等，随时了解、掌握、考勤民警，有效保障民警安全，方便应急指挥。

3 辩证看待，扬长避短，积极推进生物识别技术应用

（1） 客观对待，扬长避短。无论什么技术设备都有利弊两面，生物识别技术设备是基于人体生物特征的自然属性而开发的，个体差异性和稳定性各有异同，采用该技术设备，既不是放之四海皆准，一劳永逸的办法，也不应因噎废食，全盘否定。

（2） 量力而行，循序渐进。由于技术和设备的先进性、成熟度和稳定性以及产品的性价比等因素，因此，监狱应当兼顾现实与可能，需要与必要，有序有效地建设。

（3） 克服人的技术依赖性，发挥人、技术和管理的综合效益。由于技术设备的本身缺陷，因而人必须克服依赖性，运用技术的手段、人的主观能动性、管理的措施进行优势互补。

（4） 完善制度，用制度确保生物识别技术设备的正常应用和效能发挥。认清生物识别技术的优势，运用制度弥补生物识别技术设备的缺憾，只有这样，监狱安全防范工作才能落到实处。

在司法部“35条”出台之后，生物识别技术在监狱逐步应用和推广，基于生物识别技术开发的新产品也不断涌现。为此，要大胆地试验，积极地选择适合的技术或产品。适合的技术或产品在试点单位应用后，逐步提取出同类产品的技术规范和标准，把符合技术规范和标准的产品再进行推广应用。

4 生物识别技术在监狱安防信息化建设中的意义

毫无疑问，生物识别技术在监狱安防信息化建设中的应用愈来愈广泛，对于监狱现代化、法制化、社会化、正规化、数字化建设必然产生深远的影响。

（1） 有效提高了科技能力，促进监狱的科学发展。科技是第一生产力，生物识别技术的发展和在监狱转化应用，是科技兴监的重要举措，不可避免地带来监狱工作方式的革命性变化。它在很大程度保护了警力，解放了警力，提升了警力，也顺应了以人为本的管理理念和预防为主、关口前移的管理原则，有利于监狱的科学发展。

（2） 有效提高了学习执行力，促进民警素质发展。生物识别技术在监狱的应用，既是对监狱民警工作理念的考验，也是对民警学科技、用科技，锻炼工作能力的挑战，毕竟再好的技术，最终还是要靠人去实施。从这个意义上说，生物识别技术在监狱的应用，藉此转化为民警的一种履职能力，能够有效提高民警学习执行力，促进管理方式由传统向科技的转变，是科技强警、素质强警的必要举措。

（3） 有效提高了安全维稳力，促进监狱安全发展。生物识别技术广泛应用于监狱的信息和安全、人事安全、执法安全、生活卫生安全等领域，体现了向科技要安全、用技防保安全的科学理念，对完成维护监管场所安全稳定这一首要政治任务发挥着独特的作用，有利于打造本质安全型监狱，推动监狱的安全发展。

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生物特征识别核心引擎

通过当前领先的数字信息技术与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段的密切结合，利用人体所固有的诸如指纹、而相、虹膜、脉络等生理特性，和诸如笔迹、声音、步态等行为特征来进行个人身份的鉴定的技术手段，就成为生物识别技术。该技术比传统的身份鉴定方法具有安全性、保密性和方便性，同时还具有不易遗忘、防伪性能好、不易伪造或被盗、随身“携带”和随时随地可用等优点。

由于早期生物特征识别技术产品均借助于计算机技术实现，虽然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，但其应用范围受到限制。为使生物识别技术广泛用于从公共安全、金融业务、社会福利保障、电子商务，直至家居保安和个人私隐等消费类市场，嵌入式需求至关重要，因此DSP无疑是生物特征识别处理的核心引擎。

如图1所示生物特征识别系统是一个典型的高速影像处理系统，首先其核心处理包括影像获取、影像增强和模版提取，然后进行匹配和加密，所有这些复杂的工作都需要在瞬间实现，如果没有DSP的高速则难以胜任。其次其周边包含传感、存储、外设、供电和主控单元，整体耗电量要求尽可能低，因此TI的DSP的低功耗和MSP430的超低功耗特性得天独厚，另外还可得益于IT的高性能电源等其它器件器件。当系统的高速和省电需求得到充分满足之后，生物特征识别产品市场化的进程便得到迅猛的发展。

指纹识别技术发展进程

人们对指纹特征的认识由来已久，但在快速自动识别方面还是数字化的产物。一个手指的指纹特征点约在一百到一百二十之间，每个特征点以八个比特来描述将近一千个比特，在数据层面难以复制。另外其本身内在的生物特征也难以被盗取，这就难以被直接复制成指模。加之现有活体识别技术，即便复制出指模也是无济于事。其实早在PC时代人们就对指纹识别技术进行了系统的开发，但真正的实用化还是从DSP开始，特别是TI的C5402这样的经典平台。C5402具有100MIPS运算性能，且性能与功耗都具优势，在指纹识别应用的历史跨越了一个年代，只是后来逐步升级到C55X平台。图2所示为基于11的C55X平台指纹识别参考框图。

C55X是C54X的升级平台，时钟提高的同时内部运算处理核心也加倍，因此往往200MHz或300MHz时钟可以获得400MIPS或600MIPS的高运算能力。由于芯片半导体工艺的改进，加之特殊的内部供电管理机制，其工作功耗呈数量级下降，并成为可实现业界最低待机功耗的新型DSP平台。其中C5509和C5507以片上集成USB接口而别具特色，C5503/02/01则以不同的内存配置而针对不同应用。特别值得一提的是，新近推出的C5506超低功耗器中，时钟为108MHz下仅为58mW功耗，而性能可达216MIPS；在1.2V情况下待机功耗仅为0.120mW，为业界最低。另外还具有动态频率与电压缩放、多种待机模式可分别关刚独立外设与内部功能、128KB的SRAM可满足高效代码需求以尽可能减少片外存储器存取。C55X平台还可以通过电源优化工具辅助实现低功耗设计。

凭借DSP的驱动，指纹识别技术的实用化和市场化进程不断加快，其中最重要的一个应用就是指纹锁。从一般锁到指纹锁的变迁说明了安全的主题是恒久不变的，指纹门锁目前也成为高档住宅或安全重地的必然选择。与此同时，指纹在保险箱等产品的应用，除了确保物理安全之外，还能保证信息存储更加安全可靠。指纹识别在银行系统中的应用是一个极具潜力的新兴市场。在金融交易过程中，指纹特征信息由于每次采集的数据并不完全相同，若被拦截并进行假冒验证，系统可以判定出存在完全相同的两次数据，则有机会拒绝服务，从而一定程度提高了交易安全。传统的类似银行卡的结算方式，需要输入帐号和密码、加载数字证书，操作环节多且繁琐，而采用指纹则确认交易的过程可以一次完成。随着DSP产品及应用的“平民化”，面向消费类的指纹识别市场将会呈现空前繁荣的局面。

面相识别技术发展进程

与指纹特征识别技术相比，面相识别算法非常复杂而代码长度也非常火，这就需要很大的处理性能和系统资源。如果在电脑上实现需要“奔腾4”级别以上，然而相识别类产品需要相当高的可靠性，基于PC的通用操作系统很难保证这种持久的可靠性。另一个方面，面相识别在例如门禁、移动便携式设备、智能监控相机等应用场合必须是嵌入式产品类型，而这对系统功耗也就提出了更高的要求，显然通用的CPU难以胜任，只有高性能的DSP才有机会不断推进面相识别的市场化进程。图3为基于DSP的典型应用示范。

在面相识别应用中，DM642是一个理想的平台，首先这是业界第一颗高性能、软件可编程的通用媒体处理器，其核心是主频为600MHz名为C64X的DSP，由丁有八个并行运算单元，所以等效性能为4800MIPS。DM642集成有多个离精度数字视频接口，可以作为视频输入电可以作为视频输出，同时还有以太网接口用于传输压缩的数据流和音频输入输出接口。DM642通过扩展总线连接同步动态存储器和闪速存储器，在视频前端可以采用TI的视频解码器、视频放大器及电源等高性能模拟器件。

DM642的C语言编译效率很高，所以很容易将基于PC的软件算法进行移植，还可以借助于TI特有实时操作系统DSP/BIOS构建嵌入式面相识别系统，这样就可以之作为一个独立的设备，完成视频采集、人脸定位、特征提取，同时还可将该资料以及压缩的视频数据通过网络实时地传到远程的服务器，然后在人脸影像数据库中进行检索和匹配，并及时地通报结果。若是需要录入新的人脸影像，则可以通过简单的拍摄完成，便添加到影像数据库中去。

新型的单片媒体处理器将使面相识别系统功能更加强大。

TI所推出的达芬奇(Davlnci)平台不仅包含更高性能的C64X+核心，还集成了ARM9通用处理器，既可以高速地处理人脸影像，还可以运 行高级的嵌入式操作系统，如Linux，甚至WinCE。视频输入与视频输出包含在一个视频处理子系统中，前端有CCD的控制器、预览、缩放，还具有自动聚焦、自动爆光、自动白平衡的“3A”功能，后端集成字幕叠加“OSD”、四个视频DAC和24位数字RGB输出。Davinci集成有丰富的接几，除了与DM642同样的以太网口和音频接口外，还有USB20、硬盘ATA接口、MMC和SD等存储卡接口。于是许多有用的识别资料有了灵活的存储方式。

日前已有不少专业公司成功推出基于DM642的面相识别系统，并推山实用性的产品。由于DM642目前已成为数字视频监控的主流平台，那么基于DM642的面相识别算法中就很容易集成到数字视频监控应用系统中，从而增强了其附加值，这也成为数字视频监控的一个趋势。

随着基于Davinci的数字视频监控产品的推出，相应的面相识别系统也将更新的面貌出现。

面相识别技术已开始应用于银行安全防范管理系统、会议代表身份认证系统、面像识别门禁、面像识别考勤、社会保障管理、公共场所巡察等应用系统，并在不同程度地发挥着作用。

其它识别技术发展进程

生物识别技术可划分为生物生理特征和生物行为两类，前两部分介绍的指纹识别和面相识别属于前者，同属生物生理特征的还有虹膜识别、视网膜识别和掌纹识别。生物行为特征则包含手动签名以及声音识别。那么在这些识别技术中哪一个还具有潜力呢?根据权威性实验报告，在技术特性方面虹膜识别特别适合于信息安全和通道控制领域的身份认证。

虹膜就是人眼瞳孔和眼白之间的环状组织，是人眼的可视部分，也是最可靠的人体生物终身身份标识。虹膜识别有条件成为人体生物特征识别技术中的最佳选择，其原因在于其所具有最高的唯一性、终身不变性、最强的生物活性，其识别准确性最高，而且识别速度最快，防伪性最强也。曾经有国际权威部门对人体生物特征识别技术分析结果显示，虹膜识别的匹配速度超出所有其它生物统计技术至少20倍。

当然虹膜识别的可靠性需要有极高的识别准确度来保证，特别是采用核心技术在深色虹膜的“无纹理”区域分析提取纹理特征并加以精确的数字表述的实现，因此需要采用更高性能的DSP，如主频高达千兆的C6416系列。随着识别技术更加成热和优化，还有高性能DSP的价位的降低，虹膜识别同样可以广泛应用于政府、军事部门、厂矿企业、社会公共安全防范以及信息安全领域。

在视网膜识别与虹膜识别，指纹识别与掌纹识别在某种程度上有共同性，只是在各自的传感器上有所不同，在处理方式方法上也大相径庭，但是DSP都有发挥的余地。

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关键词：银联 银行卡 生物识别技术

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0112-02

目前，银联跨行交易清算系统对我国银行卡产业发展发挥着基础性作用，处于我国银行卡产业的核心和枢纽地位，使得我国银行卡产业迅速发展及普及。但在用户对银行卡的使用过程中出现了银行卡丢失、密码忘记或者记混、信息泄露等诸多问题。生物识别技术在银联业务中的应用，很好的解决了这些问题。维护了广大用户的切身利益。

1 银行卡使用安全现状

随着银行卡产业的发展，网上银行，转帐支付，ATM存取款等已成为我国居民个人使用最为频繁的非现金交易工具。银行卡的发展大大降低了社会交易成本，提高了国民经济运行效率，但与此同时，银行卡在使用中也出现了许多安全问题。

1.1 银行卡丢失

各个商业银行都有自己的银行卡业务，为满足人们不同需求，相继推出了存储卡、信用卡、借记卡等诸多银行卡产品，致使人们外出或者办理业务需要携带大量银行卡，使用时容易记混或者丢失。

1.2 密码忘记

为了安全，人们往往为每个银行卡设置不同的密码，以防一个密码泄露还能维护其他银行卡的安全。由于密码太多人们容易记混或者忘记密码。

1.3 安全隐患

由于银行卡现有交易方式存在漏洞，不法分子通过各种手段或渠道窃取银行卡信息，而非法获得他人钱财。银行卡磁条被复制，卡内资金被盗；利用黑客软件、病毒窃取用户银行卡号和密码；在用户用卡交易时，偷窥密码；在ATM机上设置障碍，制造假吞卡现象，持卡人离开后窃取银行卡等犯罪案件不断增加，如何保证银行卡交易安全是摆在我们面前最严峻的问题。

2 生物识别技术

生物识别技术，是通过计算机技术、光学、声学、生物传感器等多门学科密切结合，利用人体固有的特性来进行个人身份的鉴定。由于人体特征具有不可复制的唯一性特征，不易遗忘、不易伪造、不易窃取、随身携带，使生物识别技术比传统的证件、用户名和密码等身份鉴定方法更具有安全性、保密性和方便性。

目前，常见的生物识别技术有：

（1）指纹识别：通过和指纹库预存指纹做比对，确定查询人身份。

（2）手掌几何学识别：通过测量使用者的手掌和手指的物理特征来进行识别。

（3）声音识别：通过分析使用者的声音的物理特性来进行识别的技术，将说话人发出的声波转换成能够表达说话内容的序列号来进行识别。

（4）视网膜识别：使用光学设备发出的低强度光源扫描视网膜上独特的图案。

（5）人脸识别：利用分析比较人脸视觉特征信息进行身份鉴别的计算机技术。

另外，还有虹膜识别、签名识别、步态识别、静脉识别、基因识别等识别技术。各种生物识别技术各有优劣，如指纹识别技术，扫描速度快，指纹采集器体积小，价格低；但有些人的指纹特征很少，很难成像，磨损或者意外都可能造成识别不准确；每次使用指纹都会留下印痕，易被不发分子复制利用；有些人害怕指纹记录在案，操作不便。虹膜识别具有唯一性高、稳定性高、抗欺骗性强等特点，但很难将图像获取设备小型化、而且摄像头价格昂贵，很难推广使用。视网膜识别精确度高、难以伪造，但使用较困难，被识别对象感觉不好，而且成本高。

人脸识别具有识别速度快、可直观对比、无须学习等特点，但面部的位置和周围的光环境可能影响系统的精确性，面部的相似也可能会影响识别的准确性。手掌识别使用时很容易接受，且准确性较高，读取器也很容易集成到其他系统中。二者的结合能相互弥补不足，提高识别的唯一性和安全性。

3 生物识别技术在银联业务中的应用

将人脸识别技术和手掌识别技术运用到银联业务中，能有效解决银行卡在使用过程中的诸多问题，改善银联业务的业务流程和安全性。

在银联跨行结算系统的基础上，增加人脸识别和手掌识别身份认证，形成“人脸识别+手掌识别+账号密码”三层安全认证，增强交易的安全性和方便性。以ATM机交易为例。用户可以在不带银行卡的情况下通过ATM机存取款和转账，通过人脸识别和手掌识别确定用户身份后，列出该身份下的所有银行卡账号，用户选择用哪个银行卡账号进行交易，输入正确密码后显示该账号的所有信息，然后进行交易；如果插入银行卡，进行人脸识别和手掌识别后直接要求输入该银行卡账号密码，三层认证通过后显示该银行卡账号信息，进行操作。链接拓扑图如图1：

“人脸识别+手掌识别+账号密码”三层安全认证方式与银联交易系统的完美结合，可以应用到任何银联业务中，如超市购物、post刷卡、网上支付、柜台交易等，与各种交易平台都能很好的集成，弥补传统的“账号+密码”认证方式的不足，维护用户的经济利益，促进银联业务的健康发展。

4 人脸识别+手掌识别+账号密码”三层安全认证流程

采用“人脸识别+手掌识别+账号密码”三层安全认证，使人脸识别技术、手掌几何识别技术与现有银行交易系统相结合，大大减少了因遗失银行卡或被盗取密码而造成的损失，减小了利用银行安保系统的漏洞犯罪的可能性。

所有在现金交易柜台进行现金交易的客户的面像都会自动被捕捉在案，银行可将有犯罪在案或者有经济信用问题的人物列为黑名单，在现金交易柜台被捕捉的面像都会首先与黑名单作比较，当找到黑名单里的面像相匹配的面像时，系统可报警通知银行工作人员，否则都作为正常交易备案。

所有银行用户可申请采用“人脸识别+手掌识别+账号密码”三层安全认证，只需到现金交易柜台办理手续，采集本人面像和手掌几何图形当模板。当用户到现金柜台用取款时，则需按照系统指示面对着现金交易柜台上的摄像头，系统捕捉该用户面像资料与相对应的银行卡账号所采集的面像相比对，比对成功后，提示用户进行手掌识别，通过后方可取款，系统同时捕捉该用户照片存档备案，方便查询。

当用户采用ATM自动取款系统时，系统自动捕捉该用户面像资料，与黑名单里的身份资料进行比对，比对该用户是否属于黑名单里的人，如是系统可作报警通知银行工作人员，通过人脸识别后提示用户将手掌放入手掌几何识别器里进行手掌识别，通过人脸识别和手掌识别后，方能显示用户身份下所有银行账号，用户选择交易账号输入正确密码后方可取款，系统同时捕捉该用户照片信息存档备案，方便查询。交易流程图如图2所示：

5 人脸识别+手掌识别+账号密码”三层安全认证在银联业务中应用的意义

5.1 使交易更具安全性

人脸和手掌特征都是人体所固有的生物特征，具有唯一性、不可复制性和自身的防伪性，使得生物识别是当今认证识别技术中最高级别的安全密钥系统。传统的认证方式和生物识别的融合，使身份识别更加准确和安全，应用于银联业务和银行门禁系统，可以有效防止和避免盗取密码、挟持抢劫、复制磁条等违法行为。

5.2 使交易更具方便性

生物识别在银联业务应用中除了保障交易安全之外，还可以使交易变得便捷。在现实的交易环境中，每一次交易进行都要信任审核。在很多情况下，用户并不愿意向对方留下诸如身份证号码一类个人隐私信息。这会给建立交易互信造成障碍。生物特征的使用，使得双方确立信任的时间成本和承担的风险大大降低。交易便捷还体现在交易的操作过程中。传统的类似银行卡的结算方式，需要输入帐号，密码，加载数字证书等诸多环节，若采用生物识别的方式，确认交易的过程只需完成身份的认证即可。生物识别特征与生俱来、不需记忆、随身携带，免去了带卡交易、遗忘密码、丢失印章等烦恼。

5.3 引发了领域技术革命

人脸采集器和手掌几何识别器成本低、体积小，能很好的集成到各类系统，中科院计算所与成都银晨网讯与2000年5月联合创立了国内首家专门从事面像识别核心技术研究与开发的实验室。主要研究领域涉及计算机视觉、模式识别、机器学习等，尤其关注于人脸识别以及多模式人机交互技术。有传统的相等验证法认证技术转变为以相似匹配法为核心的认证技术。

随着计算机技术、数字图像处理、生物科学等学科的发展，为利用计算机实现生物识别技术在各领域运用开拓了美好前景。此种认证方式须有社会各界的支持、银联和各商业银行的相互配合、密切合作才能得以实施和推广。我们相信，人脸识别技术和手掌几何识别技术以其特有的稳定性、唯一性和方便性等特征，会被越来越广泛地被应用在需要身份识别的领域。

参考文献

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[3]吴竹君.谈DNA生物识别技术及其应用[J].中国安防，2010（08）.

[4]庞尚珍，冯雪.生物识别技术研究[J].科技传播，2010（16）.

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关键词：生物识别技术；步态特征；目标轮廓；预处理；周期特性

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0171-03

1 引言

人员身份识别是安全排查的重要方面，传统的身份识别手段包括身份证、社保卡、电子密码等。这些方法存在易窃取、易伪造、易破解等问题，而生物识别技术有效避免了此类问题的出现。

步态特征识别是生物识别领域比较新的研究内容，其所具有的非接触性、远距离识别、隐蔽性、不需要特别高的分辨率、不易被模仿等特点，使其在智能识别方面具有很大的发展前景和应用潜力[1]。步态识别技术是一种基于行为特征的识别手段，在智能视频监控的大环境下，利用步态识别对监控范围内的人员进行跟踪和分析排查可疑人员，对发现重点人员、提高预警时间以及及时防范起到重要作用。研究步态识别技术对于提高智能监控水平、维护社会和谐稳定具有重要而深远的意义。

在步态行为分析中步态特征是实验分析的主要内容。针对步态特征，目前研究者提出了很多方法。文献[2]提出针对SarKar等[3]基于基线算法的步态周期检测的改进算法，通过对图像帧中运动目标的摆动距离的计算，根据摆动距离的周期性估算步态周期值。Yan-qiu Liu[4]等提出步态能量图结合步态周期的融合算法，利用傅里叶变换后的低频成分作为特征进行识别。本文提出步态周期检测的改进方法，使计算量更小且减少摆臂的干扰。

2 步态行为分析

步态行为分析是对步态数据库中的运动目标进行图像处理，获得运动物体的静态和动态信息，并对运动物体进行区分和识别，主要流程如图1所示。其中，预处理主要是获取背景图像。运动目标检测主要是提取运动目标和形态学处理。

2.1 图像预处理

通过预处理提取运动图像中背景图像。由于背景构成相对复杂，以及阴影、光照变化等影响，使得运动目标分割比较困难[5]。目前常用的是光流法和高斯法。每一种算法都有其特定的适用场景，根据客观条件的不同选择相应的算法来提取背景。由于数据库所使用的是固定镜头下拍摄的视频图像，背景、光线、距离等因素基本没有变化，所以本文采用背景减除法进行目标检测。

采用背景减除法，首先是建立背景模型。模型算法的效果直接影响背景提取的质量。原理是将一段特定视频中所有图像帧的像素平均值作为背景。平均值的计算以及更新规则都相对简单，因此该方法的实时性较好。由于光照变化会对图像亮度即像素灰度值产生较大影响，因此该方法对环境光照变化的适应性较差。平均背景模型的具体实现步骤如下。

2.2运动目标检测

运动目标检测是指从获取的视频图像中提取运动的目标，获得清晰的运动目标轮廓[6]。运动目标包含静态特征和动态特征，静态特征有人体高度和宽度、面积等，动态特征有关节角度、肢体摆幅、运动速度等，这些都可以表征运动目标特性。同时背景图像也分为固定场景和运动场景两种，由于场景是否静止，使得目标检测算法的选择不同。

运动目标检测是步态行为分析的基础内容，运动目标提取直接影响到到特征提取和分析。运动目标检测包括运动目标提取和形态学处理等操作。

首先，提取运动目标，对获取的背景图像和前景通过背景减除的方法进行处理，同时设置阈值理论值。调整阈值的大小，得到理想的二值D像。如图3所示。

2.3 特征提取

在医学上步态周期的定义是：运动过程中，从一侧足迈步开始到同一侧足再次着地结束。也就是迈出左（右）脚最大距离到下次左脚最大距离时所需要的时间为一个步态周期。完整周期内，一侧下肢经历了两个阶段；即地面支撑阶段（站立期）和摆动期。站立期约占整个步态周期的60%，在这个过程中足跟完成着地到脚趾离地整个动作。摆动期为脚趾离地后到足跟再次着地的过程，约占整个步态周期的40%。一侧腿在摆动期的同时另一侧腿处在站立期。

2.3.1质心点定位

通过预处理操作获得运动目标轮廓，并提取运动目标质心。

3仿真实验与分析

步态行为分析以MATLAB软件进行实验分析，步态图像库采用CASIA数据库A中数据。CASIA数据库A中有20个样本，分三个角度，每个角度4个步态序列，共240个序列。目前实验只用到其中零度的80个序列。

按照以下步骤提取步态周期：

（a）读取数据库A中的样本序列。

（b）对图像进行质心提取操作，如图5所示。

（c）计算图像序列摆动距离变化趋势，如图6所示。

从表1中可以看出样本之间周期差值最小为0.07帧，且周期帧数在18～28之间。通过分析数据，发现zl周期帧数明显偏小。通过zl序列发现，提取到的运动目标轮廓有较大残缺，对运动目标质心获取和周期特性的获得产生较大误差影响，如图8。

当前实验数据是从80个图像序列中获得的，分析存在误差的主要原因有以下三种。第一，由于采用CASIA数据库A中数据作为基础，实验样本较少，造成误差较大。第二，由于图形处理过程中存在噪声干扰，使特征提取效果达不到理论值；第三，由于序列中存在异常轮廓导致数据变化发生突变，如图9所示。

4结论

本文通过获取图像帧中运动目标的摆动距离，利用摆动距离和步态周期的相关性得到周期特征。通过对实验数据分析，在图像处理的过程中存在无法消除的噪声，抑制噪声的同时产生新的噪声干扰；由于序列基数比较少造成运动周期值精度不够。在未来的研究中可以进一步补充样本数量，改进算法降低噪声干扰，以提高周期值的准确度。

参考文献：

[1]衣美佳. 步态识别关键技术研究[D].南京邮电大学，2015.

[2]马勤勇. 基于步态的身份识别研究[D].浙江大学，2008.

[3]S.Sarkar，P.J.Phillips，Z.Liu，et.al.The human ID gait challenge problem：data sets，performance，and analysis.IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，2005，27（2）：162-177.

[4]Yan-qiu Liu，Xu Wang.Human gait recognition for Multiple views.Procedia Engineering15（2011）1832-1836

[5]韦素媛. 实用步态数据库的建立和步态特征提取与表征方法[D].西安电子科技大学，2013.

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关键词：信息验证；生物特征识别；指静脉识别

Abstract：In the context of the information age， everyone is very focused on their own information security. And the traditional way of information verification is not safe and convenient. Thus， biometric identification technology has emerged， which is the object of this paper， which can effectively solve the shortcomings and disadvantages of the current information verification. According to the principle of finger vein recognition and the key points of the system， the key points of the system are described in detail， and the rapid development of the vein recognition technology and the huge market demand are prospected.

Key word：Information verification Biometric identification Finger vein recognition

S着信息爆炸时代的来临，人类社会产生了巨大的变革，人们对信息的需求和依赖越来越大，人们在时刻进行社会活动的时候离不开身份信息的验证。在这种时代背景下信息的安全问题也就显得十分重要，然而传统的身份识别方法是需要借助外物来证明身份的，但如果证明身份的标识物品出现丢失、被盗窃或者被伪造等情况就会导致混乱甚至犯罪事件的发生。针对这一弊端，现已有很多生物特征识别技术用于身份认证，比如指纹、虹膜、视网膜、手型识别、脸部识别等等。实际上生物特征识别技术早已有人研究，随着科技的进步以及各种生物特征识别的算法和系统的问世使得生物特征识别变得火热起来。而本文涉及的是生物特征识别技术中的指静脉识别技术。

指静脉识别这一技术最初是由日立公司着手研究并开发成相关产品的，由于每个人的指静脉分布都不一样，由此特性它通过识别个人手指里的指静脉分布图像特征来进行个人的身份鉴定。指静脉的采集是根据静脉里面的血红蛋白反射采集到的图像来对比识别的，这种识别方式决定了指静脉是活体识别技术。

目前指纹识别虽然是用户广泛的一种识别技术，但弊端也随之体现出来：安全性低，虽然如今破解指纹识别机不大可能了，但现在网上都有各种制作指纹膜来达到伪造身份的目的；稳定性差，如果手指受了割伤或者手指外表皮因为温度或者摩擦等原因而脱落或者手指表面沾上某种污渍，在指纹验证时就会很困难。相较之下指静脉识别很难伪造，抗干扰性好、不易受手指表面伤痕或污渍的影响，因此指静脉的准确率比较高，FRR（拒真率）小于0.01%，FAR（认假率）小于0.0001%，FTE（登录失败）为0%。因此就目前技术方面和市场方面来说指静脉识别技术运用到的识别原理作为一种新型的身份认证方式在生物特征识别中是具有较大的优越性的。

1 指静脉识别原理及技术

1.1指静脉成像原理

根据医学研究结果，每个人都有着自己独特的手指血管纹路，左手和右手之间的静脉分布也是不同的，即使是双胞胎之间的血管纹路也不一样的。由于静脉相比于动脉更接近皮肤表层，易于采集特征；况且静脉分布的曲线和分支比较繁多复杂，采集到的图案样本多，所以个人之间图像差别明显。根据这一生物特性，我们可采用近红外线照射指静脉（近红外线范围在700～1000nm之间，本系统采用了波长为850nm的近红外线，在这个范围静脉透射的部分比较少，成像较为明显），静脉的图像就会突出显示，手指肌肉和骨骼等其它部位被弱化，由此将静脉里流动血液中的血红蛋白呈现出来的图像进行特征提取。

1.2图像的采集和预处理

采用了使用比较广泛的CMOS感光器件，相较于CCD感光器件，COMS有以下几个 优点：

（1）集成度更高，所以功耗也比较低；

（2）在价格上CMOS由于结构简单所以制造成本低；

（3）在成像方面新的CMOS器件的出现提高了信噪比和影像效率，已经接近了CCD的成像质量；

（4）CMOS的光谱敏感范围在近红外线比可见光的灵敏度高达5～6倍。

根据上述分析决定使用CMOS感光器件在近红外下采集图像。

但由于使用环境中我们的图像采集成像装置会受到环境可见光的影响，会导致指静脉成像的不稳定，因此需要增加滤光片来消除可见光的干扰。一般滤光镜按照光谱的标准来区分的话有紫外滤光、可见滤光片和红外滤光片，因为我们采集指静脉图像的近红外线是采用850nm的波长，所以滤光镜选择红外滤光片。

而因为手指摆放的姿势、位置以及受到温度等其它因素的影响导致手指内部静脉收缩或者扩张，所以图像采集到还需要进一步的处理。处理过程一般都有图像感兴趣区域的裁剪、尺寸或灰度归一化、图像增强、静脉分割、位置校准、细化等操作，经过处理的图像更有利于特征的提取和图像的识别认证。可以根据实际情况的需要有选择地选取上述处理方式，好的算法会使得图像的处理更加优化，从而达到提高识别率的目的。

1.3指静脉特征点提取

在本系统的指静脉特征点提取中主要采用的是基于细节点特征提取的算法，因为利用细节点来进行识别主要有以下几个优点：

（1）细节点的特征描述相对比较简单的。

（2）细节点占用的存储空间比较小。

（3）单单凭借着细节点是无法恢复出原有的指静脉的，有利于保护个人隐私。

而细节点的特征提取一般有以下几种：

1.3.1端点：当指静脉在手指内部一定深度或者近红外线对手指透射的不够深的时候就会出现这种端点。

1.3.2分叉点：由一个单一的静脉段分裂为两个静脉段。

1.3.3p分叉点：当两个分叉点靠得比较近的时候就会出现这种双分叉点。

根据以上三种细节点进行特征提取的方法分别如下：

1.3.3.1提取端点：以端点为中心提取一个N*N范围块（N的取值视具体情况而定），然后删除该N*N区域中其它没有与该中心端点相连接的点。最后计算静脉特征和块边界的连接数，如果连接数目为一个细节点就认为该细节点是端点并保存端点段誉水平线之间的角度，否则不是。

1.3.3.2提取分叉点：以一个分叉点为中心提取一个N*N的范围块（N的取值视具体情况而定），然后删除在该N*N区域内其他的不与中心分叉点相连接的点。最后计算静脉特征和划分的N*N范围块边界的连接数，当连接数目为四，就认为该分叉点是双分叉点，同时保存分支之间的两个角度。反之则认为该分叉点为错误的细节点。

于是针对上述的三种细节点我们可以分别列出表达方式如下⑵：

端点：[X，Y，Φ1]

分叉点：[X，Y，θ2，θ3，θ4]

双分叉点：[X，Y，Φ5，Φ6，Φ7，Φ8]

其中X，Y是细节点的坐标，β是端点和水平线两者之间的角度，θ是分叉点与分支两者之间的角度，α是双分叉点与分支两者之间的角度。

具体的直观图像如下图所示：

图2.3 细节点表达图像

实际上提取特征点之后为更加简化的图像：

将上述提取特征点获得的图像与已保存的图像库做对比识别即可辨识身份。

2 总结

针对指纹识别等传统生物识别的缺点或弊端提出了指静脉识别系统的优势所在以及在指静脉系统中从选用合适的器件开始逐步到阐明在本系统中静脉采集和特征提取的原理和方式等关键问题。

从目前来看鉴于技术和成本之间的冲突，指静脉识别市场正处于市场爆发的临界状态，一旦指静脉识别技术得到进一步的完善和达到一定的量产，将会普遍推广到各类民用领域。而且国家相关机构也在制订并计划实施相关的产品技术标准。相信通过国内有实力的核心技术及上下游厂商通力合作，中国指静脉技术识别技术产品发展的前景广阔。

我们也期盼着各种高科技产品早日普及到我们平常生活中，让每个人都可以体验忘记密码、丢掉钥匙的安全又便捷的生活，就像十几年前人们纷纷丢下腰间的BP机换成手机一样，指静脉识别系统会在不久的将来大放异彩。

参考文献：

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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]Rao AR.A taxonomy for texture description and identifieation[M].New York：Springer Verlag，1990.

[4]Anil Jain，Lin Hong，Ruud Bolle.On line fingerprint verification [J].IEEE transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，1997，19（4）：302-314.

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关键词:门禁系统 生物识别 计算机技术

中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0002-01

Analysis and research of Intelligent Access Control System

Wang boqi

(Suzhou Institute of Trade & Commerce SuZhou 215009)

Abstract:Intelligent Access Control System is a new kind of modern security management system,automatic identification technology and modern set of safety measures as a whole,involving electronics,mechanical engineering,computer technology,communication technology,biotechnology and other new technologies.Management by computer or control room monitor in the center,enabling the import and export control.

Key words:Access control systems;biometric identification;computer technology

在日常生活中,人们无处不在的必须使用各种各样的门禁锁具,从门禁锁具的控制方式来说,主要有钥匙、密码、磁卡和IC卡。随着人们生活水平的提高,门禁锁具这个不可缺少的必需用具也给生活带来了很多烦恼。每个人都有过丢钥匙或者忘记钥匙的经历,每天都要为提醒自己放好钥匙而用脑,一大串钥匙对想轻便的人来说无疑是一件痛苦的事情。而从目前已有的门禁锁具的控制方式来看,存在着一定的安全隐患,钥匙、密码和磁卡容易复制、窃取;IC卡的安全性较高,但也容易丢失。因此,现在人们心目中的门禁锁具必须具有方便、安全、美观等特点。早期的技术是基于个人密码,而密码被破解或偷窥的概率越来越高。后来出现了智能IC卡,但这种方式同样存在被复制或者偷盗的安全隐患。生物识别将成为今后几年IT产业的重要变革。生物特征是通过计算机利用人体固有的生理特征或行为特征鉴别个人身份。生物识别技术具有不易遗忘和丢失,不易伪造和被盗,可以“随身携带”,随时随地使用等优点,已经被全世界所关注,并应用于身份、出入口管理,安防监控,电子商务、电子政务等各个领域。

1指纹识别系统

DSP指纹识别系统首先利用自身存储的指纹库对指纹图像进行识别,如果识别成功则发出开锁命令,否则提交指纹特征到PC服务器,然后由PC服务器完成指纹匹配的任务,最后将匹配结果回馈给DSP指纹识别系统,DSP指纹识别系统根据比对结果来判定是否发出开锁命令。系统采用CAN网络结构,各个DSP指纹识别系统单元分布于楼宇的各个角落,通过CAN网络相互联接,与PC服务器进行通讯。

为最大限度提升指纹采集速度,减少系统的响应时间,系统采用FPS200的微处理器接口模式。FPS200是一种直接触摸式的CMOS电容传感器件,基于电容充放电原理,其外面是绝缘的表面,传感器阵列的每一个点是一个金属电极,充当电容器的一极,而接触的手指作为电容的另外一个极,两者之间的传感面形成电容两极之间的介电层。由于指纹的脊和谷相对于另一极之间的距离不同,导致硅表面电容阵列的各个电容值不同,电容阵列值描述了一幅指纹图像。FPS200每一列有两组采样保持(S/H)电路。每次传感器只能捕获一行指纹信息,这包括两个阶段:第一个阶段,选定行后,对此行所有的电容充电至,充电结束时,第一组采样保持电路保存其电压值;第二阶段,该行电容被电流源放电,放电率与放电电流是成比例的,经过一定的放电时间,另一组采样保持电路保存剩余电压值。显然,两组S/H电路电压值之差正比于电容值,通过内置的8位数模转换器,就可以获得具有灰度等级的指纹图像。

指纹门禁所采用的是生物辨识之高科技系统,辨识率高达99.99％以上,全天候维护您在家和办公室等场所高度安全。利用指数唯一的生物辨识特性,自己的手指就是门的钥匙。使用的便利性与辨识率,远远超越声纹、瞳孔、掌型等其它生物辨识科技。完全避免磁卡、钥匙的遗失,且杜绝人为疏忽的可能性。

2人脸识别

人脸识别包括面像检测和识别算法。人脸检测先粗检测确定五官和人脸外轮廓。再精确定位出眼睛位置。识别算法对商像生成模板。通过分析同一个人在不同条件下人脸图像的差异(类内差异)以及不同人的人脸图像之间差异(类间差异),生成一个变换矩阵,提取人脸特征时减少类内差异、扩大类间差异,使提取的人脸特征利于分类。根据提取的人脸特征。采用欧氏距离计算两幅人脸图像的相似度。

在人脸识别系统中,光线是影响识别率之重要因素,现多采用门禁系统中为单纯之光源,如红外线、紫外线而摒弃可见光,由于在室内环境单纯光源相对于其他光源来讲,其含量较低,如采用红外或紫外辅助光源,光线之稳定比较容易实现,相对降低人脸识别难度,增加识别之精准率。

本文充分利用这两种生物识别的优缺点。通过复合评判策略使得它们相互配合综合运用于门禁系统。达到高识别率和事后可直观追踪的目标。针对用户对验证身份要求高的需求。本文分析了复合生物识别的出入门禁系统,实现了多区域、分时段的身份验证,大大提高了通道出入验证和监控的能力。保证了高安全性。

参考文献

[1] 杨吴冰,陆徐平,许晋华.基于DSP和人脸识别技术的门禁系统设计[D].上海:上海大学机电工程与自动化学院,2007.

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【关键词】人脸识别 职能门禁 OpenCV

随着经济的发展，人口流动性日益增大，安全入口控制应用的需求快速增长，生物统计识别技术得到了广泛研究开发，智能门禁系统作为安全防护系统中重要的组成部分，受到了研发人员的重视。生物特征具有唯一、稳定和普遍等特性，应用较多的生物特征有人脸、指纹、虹膜和视网膜等。其中，人脸的采集与识别相对于其他生物特征来说，具有采集方便、直接、安全和快捷等特点，适合应用于智能自动控制的场所。

人脸作为人类最重要的表达器官，可以向我们提供重要的信息，如性别、种族、情绪、年龄和性格等等，因此人脸识别技术也就必然成为人机交互的重要手段。人脸识别技术是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。利用人脸生物特征对人体进行识别的技术，能够很好地应用在智能门禁系统中。文中基于人脸识别的智能门禁控制系统设计，主要包括门禁系统设计和人脸采集检测识别部分。

1 职能门禁系统总体设计

基于人脸识别的智能门禁控制系统由前端采集控制系统和后台人脸采集检测识别系统组成。前端采集控制系统实现前端的信息采集及人脸身份识别后的控制与语音报警处理；后台人脸采集检测识别系统实现人脸图像的采集、定位与识别，并通过串口发送控制信息给前端系统。系统框图如图所示。

热释电红外传感器检测大门口是否有人靠近；当有人靠近大门口时，光敏电阻检测是否需要开灯为人脸采集进行补光；通过串口发送信号给后台人脸采集检测识别系统，后台接收到信号后，驱动影像采集设备采集图像，经过预处理、检测、识别，判断人员的身份是否合法。对于无权限入内的人员，前端采集控制系统通过串口发送控制信号控制语音模块进行语音提示，对于合法的人员，前端采集控制系统发送信息控制继电器打开大门。

2 人脸采集检测识别系统算法

2.1 图像预处理

图像采集设备采集到的人脸图像，因图像的采集设备、光照条件、人脸姿态位置等因素存在差异，所以采集到的图像可能会有各式各样的噪声，获取的图像若不经过处理，将干扰人脸识别的效果。因此，为了准确稳定地获取人脸特征，必须对图像进行规范化处理，消除噪声，修正失真。

人脸图像预处理主要包括：几何规范化及灰度规范化。几何规范化是指通过把两眼瞳孔之间的距离作为系数比对整个图像进行平移、旋转、缩放，形成符合训练集的人脸图像标准。灰度规范化是改善图像质量，并将其灰度统一到给定的标准，一般包括灰度变换、直方图均衡化两个步骤。

2.2 人脸检测

AdaBoost是典型的集成机器学习方法。是针对同一个训练集训练不同的弱分类器，弱分类器识别率好于随机猜测的学习算法，所有迭代得到的弱分类器，并按照―定的权值叠加起来，得到一个强分类器。将多个强分类器连接起来，得到Adaboost级联分类器。通过一组样本的学习后，能够达到理想的识别率的学习算法。其算法本身是通过改变数据分布来实现的，它根据每次训练集之中每个样本的分类是否正确，以及上次的总体分类的准确率，来确定每个样本的权值。将修改过权值的新数据集送给下层分类器进行训练，最后将每次训练得到的分类器最后融合起来，作为最后的决策分类器。

2.3 人脸识别

主成分分析法（Principal Component Analysis PCA）是一种常用的基于变量协方差矩阵对信息进行处理、压缩和抽提的有效算法。PCA算法在降维和特征提取方面优势突出，在人脸识别领域得到了广泛的应用。

PCA算法的原理是利用K-L变换抽取人脸的主要成分，构成特征脸空间，识别时将测试图像投影到此空间，得到一组投影系数，通过与各个人脸图像比较进行识别。利用特征脸法进行人脸识别的过程由训练阶段和识别阶段两个阶段组成。

2.4 OpenCV的应用

OpenCV的设计目的是执行速度尽量快，主要关注实时应用。它构建了一个简单易用的计算机视觉框架，帮助开发人员更便捷地设计更复杂的计算机视觉相关应用程序。它采用了优化的C代码编写，能够充分利用多核处理器的优势。OpenCV提供了 MLL（Machine Learning Library）机器学习库。MLL机器学习库侧重于统计方面的模式识别。MLL除了用在视觉识别相关的任务中，还可以方便地应用于其他的机器学习场合。

OpenCV主体分为四个模块，OpenCV的CV模块包含基本的图像处理函数和高级的计算机视觉算法。ML是机器学习库，包含一些基于统计的分类和聚类工具。HighGUI包含图像和视频输入、输出函数，CXCore包含OpenCV的一些基本数据结构和相关函数。

3 人脸检测识别门禁系统的实现

人脸检测识别门禁系统包括主界面程序模块、New User模块、User模块、Records模块、Help模块、Exit模块组成，其中New User模块、Authenticate模块均用到了OpenCV库中的一些变量和函数接口。

进入 New User 程序子模块，即调用recognizeFromCam（）函数，首先通过运行loadTrainingData（）函数判断facedata.xml 数据库中有无人脸图像数据，如果facedata.xml数据库中已有人脸图像数据则从数据库中读取之前保存在数据库中的训练集的人的名字、人的个数、训练脸的个数、特征脸的个数、特征向量、特征脸、平均脸等数据；如果facedata.xml数据库中没有人脸图像数据，则说明系统是第一次开启，还未进行人脸检测和识别。ecords 模块后调用recordview函数，输出训练图像的个数、识别可信度、检测用时、摄像头分辨率等信息。

论文对基于OpenCV的人脸识别算法进行了分析，并基于ARM芯片完成了 ARM 的移植，成功应用于智能门禁系统中。系统前端以单片机为中心实现了信息采集及人脸身份识别后的控制与语音报警处理；通过摄像头采集人脸信息，借助几何规范和灰度规范实现人脸的规范化处理。通过Adaboost级联分类器实现人脸检测，采用改进的PCA算法进行人脸识别，用人脸作为身份识别控制门的开关；对不合法的来访者发出声音报警。经过测试证明，该具有人脸识别检测功能的门禁系统可以有效的减少非法闯入事件的发生，确保了智能家居的安全性。论文设计的基于 OpenCV 的智能门禁系统具有硬件配置简单，系统占用资源较少等优势，此系统在智能家居上的应用中具有良好的发展前景。

参考文献

[1]王红锐.智能门禁系统中人脸识别技术的研究[D].武汉：武汉理工大学，2013.

[2]张鹏.高档别墅区智能门禁管理系统设计[D].济南：山东大学，2012.

篇9

因为标准是某一类型产品技术指标的浓缩。制修订标准，一方面能改善某一类型的产品的相关指标；另一方面，如果受到产品本身技术原理的制约，无法提升相关技术指标，就无法修订标准，即不能满足行业应用的需求（比如：传统型主动红外入侵探测器的技术就无法将触发响应时间提升至符合应用需求的20ms）；最重要的是，随着应用需求的发展与变化，新产品、新技术的引进将成为随机性、常态化的过程，如果缺乏更高、更广层面框架的指引，行业应用将会成为方向无法预见的、被动的、持续的具体标准修订过程。如果能够“搭建一个开放式的、严谨的、完备的描述行业应用需求的框架式平台”——应用规范，则一方面行业用户要求入侵探测工程或其产品的使用效果满足应用规范中的约束条件，而不必拘泥于选择某种原理的产品；另一方面厂家也可以根据行业应用规范描述的内容，从多角度考虑研发方向，并依据哪些约束条件选择新产品应依托的技术，确保产品的主要功能和关键性技术指标可以满足应用需求，确保研发投入的有效性；而在应用规范约束条件下产生的标准，本身也符合应用需求。

2顶层设计的作用

应用规范可以为用户提炼一个系统的、完整的、关于应用效果的准确表达，成为工程设计方全面而严谨的设计和验收的依据，并对施工工艺提供相应的指导。由于应用规范的定义，所有的描述内容仅涉及应用效果，而不规定具体技术和产品，其开放式的结构不仅为更多新技术的进入提供了广阔空间，同时对新技术予以严谨的约束和指导，避免应用中采用“似是而非”的技术；避免生产厂商以“先进技术”误导用户和工程设计及施工方。

3以“顶层设计”的方法规划智能建筑的入侵探测技术配置的一般性过程

3.1全方位准确描述智能建筑的应用环境

3.1.1智能建筑内部空间的基本功能在智能建筑的内部空间中，符合准入权限的人员及其喂养的各类宠物，均可以在其中无拘束地自由活动。

3.1.2智能建筑（以住宅类为例）由各种不同的功能区域构成智能建筑可以由屏障式建筑体（院墙/大门）、过渡空间（院落）、主体建筑、附属建筑等多种建筑形态构成，也可以是单独的多/高层楼宇式建筑物。1）室外建筑构成体在外形特征的相关变化院落形态变化对比如表1所示。2）室内空间功能多样化及其内部环境条件多元化为了满足多个不同个体的人员、多层面应用需求，智能建筑内部可能设置有厅/餐/厨/卫/主/客/佣/影视/文娱/体/阅读等不同功能空间。这些空间在不同时段会满足于个体应用需求的温湿度差异；且在不同时段分布不同色温、不同照度、不同波长的光照明、不同频谱、不同规律、不同响度的声音等。3）智能建筑中配置满足不同层面需要的各类设施为了满足住户多层面的应用需求，智能建筑中分布有大量的水/电/气管路；配置了空气温湿度、理化洁净度探测控制装置，各类照明、感应、影音播放及相关控制装置，各类实现建筑物内部及内/外联系的通信装置；不同功能空间中还配置有特定的电器装置，甚至某些空间中还配置了可以自动“行走”的从事清洁等服务的机器（人）。上述各种设施是建筑物内各种频率/振幅的机械振动或波振动源；在不同时段也可能在较宽频谱范围内形成不同调制方式、不同能量的空间电磁波辐射（包括光波）和/或线路上的电磁扰动。综合以上分析得出结论：合法入住的人员及宠物的正常活动，智能建筑内部配置的各类电气装置的正常工作状况，均会成为传统型入侵探测技术的干扰源。

3.2以另一种角度解析入侵探测技术

入侵探测的本质：采用物理测量技术，识别出“不允许进入特定区域的人”。探测技术发展经历了以下几个阶段，并各具相应特性。

3.2.1入侵探测技术的智能化进程初级型阶段的入侵探测技术是针对参照物“有没有”实施最简单判断，使用的典型技术是铁磁性“接近开关”对门、窗的“开/闭”状态判断，以门/窗有没有开启作为触发报警条件。传统型阶段的入侵探测技术达到了“什么样”的判断水平——针对移动特性与体积、重量、温度、外形等参量之一的探测，以上述物理参量是否存在或以某个特定值作为预设的触发报警条件。智能型入侵探测的智能水平达到了判别“是谁”的能力——采用各类生物识别技术，实现对特定人员身份的探测（识别）。本文针对智能建筑的入侵探测应用讨论，所以探讨内容涵盖传统型入侵探测技术和生物识别技术（智能型入侵探测技术）。

3.2.2传统型入侵探测技术——对人的外部物理特征（共性）参量实施探测传统型入侵探测技术针对入侵行为的主要特性——移动，同时为了提升探测的准确性，再针对人员常见的几种外部物理参量之一进行探测，如表3所示。各类传统型入侵探测技术仅针对人员单一的外部物理参量实施探测，探测效果相当于“盲人摸象”，可能得出不准确的结论；更重要的是，传统型入侵探测装置不可能区分出触发者是用户还是非法入侵者，所以不适于在智能建筑的室内安装应用。

3.2.3智能型入侵探测技术——对人的外部社会特性（个性）实施探测用户与入侵者区分依据是人的外部社会特性，是每个人与其他人之间不同的、可测或可度量的、外在的（生物或者人为附加）特征。表4列出了目前不同的生物特征测量技术，对人实现区分所需要的时间和空间条件，而根据这些条件，可以针对智能建筑中不同区域的应用需求，选择合适的探测技术，如表4所示。5.3智能建筑不同功能区域对入侵探测应用需求及配置智能建筑内部区域对入侵探测的应用需求及配置建议如表5所示。

4应用规范的通用性规定

4.1入侵探测装置合法性必须获得强制性认证证书的有效覆盖；没有现行强制性认证标准的产品，需要获得自愿认证证书的有效覆盖。产品参照标准中的具体相关技术指标，均应满足应用规范规定。

4.2配置合理性针对智能建筑的不同部位或区域，配置与应用需求对应类别的入侵探测装置，比如：建筑物内部属于人员及宠物活动区域，入侵探测的应用需求是“确定进入该空间的人员是否具有相应的权限”，依据此需求，建筑物内部原则上不应配置传统型入侵探测装置（当然，针对厨房等某些具有危险物品的空间，为防止婴幼儿或宠物爬入，可能采用传统型入侵探测装置。当然在具体的配置过程中，还需要满足应用需求的其他方面）；而传统型入侵探测装置应配置在智能建筑外部，特别是周界，当然还应该满足构成“封闭式防范”和对外观适应性等其他要求。根据表2所列的内容，可以得出明确结论——传统型入侵探测由于不具备识别人员身份的能力，通常只能设置于智能建筑的外部，担任判断是否有“人员入侵”的工作。若安装于围墙/围栏/窗/阳台等不允许人员“合法”出入的周界区域，只要发现有“目标”越过这些区域（无论是“出”或者是“入”），都必须输出报警信号。而具体应该采用何种入侵探测技术，应根据每种入侵探测技术的特点及具体应用需求来确定。

4.3风险等级适配性1）应用规范应规定智能建筑的风险等级，以及入侵探测装置的防范严密性等级。2）配置与风险等级对应的入侵探测装置类别，除了与空间条件相适应外，其探测的严密程度也应该与建筑的风险等级相对应。比如：对于低风险等级建筑的门禁可以采用IC卡、密码等探测技术；高风险等级建筑的门禁应用可以采用其他相应的生物识别技术。3）配置与风险等级对应的入侵探测装置。低风险等级的周界配置的入侵探测装置的触发响应时间或探测灵敏度指标可以较低，而高风险等级的周界配置入侵探测装置的相应技术指标要求较高。

4.4探测介质安全性建筑的入侵探测装置在长期使用的条件下，对人员物不产生任何伤害；建筑物外使用的入侵探测装置，在短时间内不应对人员（包含入侵者）产生伤害。

4.5环境适应性1）入侵探测装置的外观造型应与整体建筑造型风格和景观观感相适应。2）入侵探测装置的探测介质、通讯介质电磁参量等应该与智能建筑整体（局部）电磁环境相适应，不会产生相互干扰。

4.6探测技术的互补与协调性1）在同一空间或区域内，可采用两种或以上探测介质不同但探测区域重合的入侵探测（身份识别）技术，减少漏报警的机会。2）对不同空间或区域配置的相同或不同探测装置之间的异常信号实现统一管理与分析，提高报警准确率。

4.7资源配置的节约性1）由于智能建筑内分布大量的环境类探测器、传感器，形成广泛分布的传输通道，在保障“报警优先”并确保可有效避免“通道阻塞”条件下，入侵探测装置的输出/远端控制宜尽可能利用智能建筑内部配置的其他探测装置的信号通道。2）门禁确认进入人员身份的识别信号，可以提供给后续智能控制系统，实现“具体房间室内温湿度、灯光色调/照度、音响内容与响度、沐浴水温”多参量的个性化调节等应用环节。3）配置于室内的摄像机，可以同时用于入侵探测与火警探测两种报警复核。可考虑具有“模糊的行为识别”与“高清的取证识别”两种工作模式，以应对不同风险等级或应对不同级别隐私保护需求。4）环境类痕量化学传感器与入侵探测功能交互。住户个人生活习惯，如从吸烟或使用化妆品品牌的痕量分析作为身份识别，既可以根据习惯性化学痕量判断对于住户个人的个性化实施调节；也可以将与习惯性品牌痕量分析不符合的分析结果，作为入侵（内部人员非法进入）报警参考条件。

4.8使用便利性入侵探测装置的安装、调试、维护、保养应方便。家居型智能建筑应用的入侵探测装置最大程度提升DIY水平；在不能或不宜采用DIY方式安装的场所，或入侵探测装置本身的DIY程度要求不高的条件下，入侵探测装置应分别配置针对现场用户和安全控制中心的故障提示方式。

4.9与风险等级对应价格体系的合理性与可承受性1）性能/价格比是相应用户可以接受的（首先是性能，然后才是价格）。2）价格与产品风险等级对应，“优质优价”。3）价格体系应该给生产、销售、安装、调试、维保等环节留有相应生存空间，最好还留有发展空间，杜绝恶性价格竞争。

4.10入侵探测装置使用年限的规定入侵探测装置应规定使用年限，以室内不超过5年、室外不超过3年为宜。

4.11入侵探测装置不适用条件的规定1）系统集成商在构成系统过程中，在入侵探测装置无法承受气候时，系统对入侵探测装置予以“屏蔽”。2）用户对于不同空间隐私性、不同时间准入条件等具体应用需求，明确规定不适用的入侵探测装置或入侵探测系统相应功能不适用的时间段。

5结束语

篇10

[关键词] 电子商务 指纹识别 网上支付

互联网已经深入到各个领域，传统的商品流通方式也正面临着更多的挑战。如阿里巴巴等知名企业都预言着电子商务浪潮的愈演愈烈。在我国,电子商务的发展还因诸多原因而存在着各种问题，特别是支付的安全,一直都是阻碍电子商务更好发展的屏障。现在网上支付主要通过“用户ID+密码”的方式来实现，有的加载了“USB KEY”等数字签名技术,还有像支付宝等采用第三方中介。但是因为账号信息易盗、易遗忘、易丢失等问题而给消费者带来很多困扰。基于人体具有不可复制等特点,我们逐渐注意到生物特征识别技术的应用。

一、指纹识别技术

生物特征识别是通过计算机与光学、声学传感器和生物统计学原理等高科技手段结合，利用人体所固有的生理特征来进行个人身份验证的技术。其核心在于如何获取这些生物特征，并将之转换为数字信息，存储于计算机中，利用可靠的匹配算法来完成验证与识别个人身份的过程。

1.指纹识别技术特点。人体的生物特征包括指纹、声音、面相、视网膜、掌纹、DNA等。其中指纹由于具有惟一性、稳定性、快捷性而成为个人身份识别的有效手段。指纹具有以下特点：

(1)每个人的指纹是独一无二的，两人之间不存在着相同的手指指纹。

(2)每个人的指纹是相当固定的，很难发生变化。

(3)便于获取指纹样本，易于开发识别系统，实用性强。

(4)一个人的十指指纹皆不相同，可以方便地利用多个指纹构成多重口令，提高系统的安全性。

(5)使用的模板并非最初的指纹图，而是由指纹图中提取的关键特征，这样使系统对模板库的存储量较小。另外，对输入的指纹图提取关键特征后，可以大大减少网络传输的负担，便于实现异地确认，支持计算机的网络功能。

2.指纹识别技术原理。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。

在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，并对原始图象进行初步的处理，使之更清晰。

接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示―特征数据，可以从指纹转换成特征数据，但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、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。因为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。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。

最后，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。

二、指纹识别技术在电子商务中的应用

目前，上海市已经将指纹识别技术应用于传统的消费领域，我们可以在此基础上将应用范围扩大到网络，将指纹识别技术应用于电子商务中。其主要涉及到的步骤包括:注册指纹信息和交易识别。

1.注册指纹信息

（1）用户凭有效身份证到开通指纹识别业务的银行或者网点递交《申请书》，在工作人员的指导和监督下，利用指纹识别终端完成同一个手指的两到三次指纹特征信息采集。为了进一步防止手指受伤等特殊情况，可以再采集一个手指。

（2)使用高强度加密算法和散列算法，将用户号、指纹信息和密码信息通过网络保存到总部的认证服务器中，认证服务器存有所有用户的指纹信息和基本资料。

（3）由网点终端打印出指纹注册凭证号码，用户签字确认后，注册网点保留存根，另一联由用户保存。同时用户也可以自行选择在指定银行或者网点购买统一的指纹信息采集器，并获取操作说明等资料。

（4)用户自行登陆网络信息平台，根据凭证上的注册号码，完成进一步详细信息的激活，这个环节可以结合手机激活码或者E-MAIL激活等方式加强信息注册安全性。

（5)注册成功，可以开始使用。

之所以不采取直接在网上注册的方法，主要是考虑到防伪。初次注册用户可以在工作人员的监督之下完成一系列认证工作。而结合网上注册，主要可以起到避免银行或中介方出现安全漏洞，并可减少申请办理注册的处理和等待的时间。

2.网上支付系统中的交易识别。

（1)用户在网上购物要进行支付时，向银行的认证服务器发送认证请求，在服务器认证成功后，提示用户下载安全控件，服务器将自己的公钥发送给客户端。

（2)在客户端显示支付界面，标明商城名称、订单号、消费转账金额等详细交易信息。

（3)用户在客户端填写好转账信息，包括转出账户、验证码等。由系统提示用户进行指纹验证，信息采集的次数最好设成不少于两次，采集后的指纹模版经过数字签名加密后发送给指纹认证服务器。

（4)指纹认证服务器根据用户的公钥进行解密，取出解密后的指纹模板与账户关联的指纹模板进行比对匹配，如匹配成功，才将交易信息传给相应银行并进行转账业务并提示网上支付成功；否则立刻拒绝转账。

三、评价

在信息化技术高速膨胀的今天，电子商务是商品流、资金流、物流有机结合的桥梁，它的安全性也越来越受到人们的关注。使用指纹识别的交易支付系统通过多次的安全认证，使得网上银行交易支付的安全性得到很好的保障。不需要为了不定期更换密码而烦心，更不用担心账号和密码被盗。所以指纹识别技术应用于电子商务具有快速、安全、便捷等很多优点，具有一定的实用价值。

参考文献: