生物识别技术有哪几种，各有什么特点

生物识别技术有哪几种，各有什么特点

一、虹膜识别技术
虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状各色环状物，每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构，据称，没有任何两个虹膜是一样的。 虹膜技术的优点： 1、便于用户使用；
2、可能会是最可*的生物识别技术； 3、无需物理的接触； 虹膜技术的缺点： 1、虹膜技术的缺点：
2、一个最为重要的缺点是它没有进行过任何的测试，当前的虹膜识别系统只是用统计学原理进行小规模的试验，而没有进行过现实世界的唯一性认证的试验； 3、很难将图像获取设备的尺寸小型化；
4、需要昂贵的摄像头聚焦，一个这样的摄像头的最低价为7000美元； 5、镜头可能产生图像畸变而使可*性降低； 6、黑眼睛极难读取； 7、需要较好光源。 二、视网膜识别技术
视网膜也是一种用于生物识别的特征，有人甚至认为视网膜是比虹膜更唯一的生物特征，视网膜识别技术要求激光照射眼球的背面以获得视网膜特征的唯一性。
视网膜技术的优点：
1、视网膜是一种极其固定的生物特征，不磨损、不老化、不受疾病影响； 2、使用者无需和设备直接接触；
3、是一个最难欺骗的系统，因为视网膜不可见，所以不会被伪造。 视网膜识别的缺点： 1、未经测试；
2、激光照射眼球的背面可能会影响使用者健康，这需要进一步的研究； 3、对消费者而言，视网膜技术没有吸引力； 4、很难进一步降低成本。
2、可能会是最可*的生物识别技术； 3、无需物理的接触； 虹膜技术的缺点：
2、一个最为重要的缺点是它没有进行过任何的测试，当前的虹膜识别系统只是用统计学原理进行小规模的试验，而没有进行过现实世界的唯一性认证的试验； 3、很难将图像获取设备的尺寸小型化；
4、需要昂贵的摄像头聚焦，一个这样的摄像头的最低价为7000美元； 5、镜头可能产生图像畸变而使可*性降低； 6、黑眼睛极难读取； 7、需要较好光源。 三、面部识别
面部识别技术通过对面部特征和它们之间的关系来进行识别，识别技术基于这些唯一的特征时非常复杂，需要人工智能和机器知识学习系统。用于扑捉面部图像的两项技术为标准视频和热成像技术。标准视频技术通过一个标准的摄像头摄取面部的图像或者一系列图像，捕捉后，记录一些核心点（例如眼睛、鼻子和嘴等）以及它们之间的相对位置，然后形成模板；热成像技术通过分析由面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像，与视频摄像头不同，热成像技术并不需要在较好的光源条件下，因此即使在黑暗情况下也可以使用。一个算法和一个神经网络系统加上一个转化机制就可将一幅指纹图像变成数字信号，最终产生匹配或不匹配信号。
面部识别的优点：
1、面部识别是非接触的，用户不需要和设备直接的接触； 面部识别的缺点：
1、尽管可以使用桌面的视频摄像，但只有比较高级的摄像头才可以有效高速的扑捉面部图像；
2、使用者面部的位置与周围的光环境都可能影响系统的精确性； 3、大部分研究生物识别的人公认面部识别最不准确，也最容易被欺骗；
4、面部识别技术的改进有赖于提取特征与比对技术的提高，采集图像的设备比技术昂贵得多；
5、对于因人体面部的如头发，饰物，变老以及其他的变化需要通过人工智能补偿，机器学习功能必须不断地将以前得到的图像和现在的得到的进行比对；以改进核心数据和弥补微小的差别；
6、很难进一步降低成本，必需以昂贵的费用去卖高质量的设备。 四、签名识别
签名作为身份认证的手段已经用了几百年了，而且我们都很熟悉在银行的格式表单中签名作为我们身份的标志。将签名数字化是这样一个过程：测量图像本身以及整个签名的动作——在每个字母以及字母之间的不同的速度、顺序和压力。签名识别和声音识别一样，是一种行为测定学。
签名识别的优点：
1、容易被大众接受，是一种公认的身份识别的技术；
的变化与生活方式的改变，签名也会随着而改变； 2、在Internet上使用不便；

3、用于签名的手写板结构复杂而且价格昂贵，因为和笔记本电脑的触摸板的分辨率差异很大，在技术上将两者结合起来较难； 4、很难将尺寸小型化。 五、声音识别技术

声音识别也是一种行为识别技术，识别设备不断地测量、记录声音的波形和变化。声音识别基于将现场采集到的声音同登记过的声音模板进行精确的匹配。 声音识别的优点：
声音识别也是一种非接触的识别技术，用户可以很自然地接受。 声音识别的缺点：
作为行为识别技术，声音变化的范围太大，很难精确的匹配；
声音会随着音量、速度和音质的变化(例如感冒时)而影响到采集与比对的结果； 很容易用录在磁带上的声音来欺骗声音识别系统； 高保真的麦克风很昂贵。
六、指纹识别系统
指纹识别作为识别技术已经有很长的历史了，有着坚实的市场后盾，按照一般人的看法，指纹识别技术通过分析指纹的全局特征和指纹的局部特征，特征点如嵴、谷和终点、分*点或分歧点，从指纹中抽取的特征值可以非常的详尽，可以可*地确认一个人的身份。
平均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七个特征，我们的十个手指产生最少4900个独立可测量的特征。
两种主要的用来采集指纹图像的技术为光学技术和电容技术。光学技术需要一个光源从棱镜反射按在一个取像头的手指，光线照亮指纹从而采集到指纹。采用电容技术的半导体技术，按压到采集头上的手指的脊和谷在手指表皮和芯片之间产生不同的电容，芯片通过测量空间中的不同的电容场得到完整的指纹。因为电容技术的芯片昂贵，芯片的大小和手指相当就已价格昂贵，所以几家公司试图推出比指纹更小的芯片只采集部分的指纹，使用这种采集方式，用户放置手指的位置必须非常精确而且只使用部分指纹必然没有采集全部指纹可*。
电容采集头容易受到干扰：60HZ的电缆线的干扰、用户接触时的干扰、指纹采集器内部的电干扰等。电容采集头的最后一个问题是可*性，无论是静电干扰，汗液中的盐分或者其他的脏物以及手指磨损都会使采集头很难读取指纹。实际上，光学采集提供更加可*的解决方案。通过光学取像技术的不断改进，光学指纹采集仪以无可挑剔的性能与相对非常低的价格使电容方案相形见绌。 指纹识别的优点：

1、指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征； 2、如果要增加可*性，只需登记更多的指纹、鉴别更多的手指，最多可以多达十个，而每一个指纹都是独一无二的；
3、扫描指纹的速度很快，使用非常方便；
4、读取指纹时，用户必需将手指与指纹采集头相互接触，与指纹采集头直接 5、接触是读取人体生物特征最可*的方法；
6、指纹采集头可以更加小型化，并且价格会更加的低廉； 指纹识别的缺点：
1、某些人或某些群体的指纹指纹特征少，难成像；
2、过去因为在犯罪记录中使用指纹，使得某些人害怕“将指纹记录在案”。
3、实际上现在的指纹鉴别技术都可以不存储任何含有指纹图像的数据，而只是存储从指纹中得到的加密的指纹特征数据；
4、每一次使用指纹时都会在指纹采集头上留下用户的指纹印痕，而这些指纹痕迹存在被用来复制指纹的可能性。
综合以上比较，指纹识别技术是目前最方便、可*、非侵害和价格便宜的生物识别技术解决方案，对于广大市场的应用有着很大的潜力。

指纹识别
指纹识别是基于手指表面指纹形态差异的一种识别技术。指纹实际是人体手指表面汗腺的分布形成的纹理，目前常用的是光学指纹识别技术和半导体指纹识别技术，二者都是基于汗腺中的汗液特性来取得指纹图像。光学技术是基于汗液对光线的吸收作用，而半导体指纹识别技术是基于汗液作为电解质的电效应来得到指纹图像。
指纹识别技术的优点在于其技术发展早，技术相对比较成熟，认假率和拒真率都比较低，产品价格低，尤其是半导体指纹识别模块体积小，价格低廉，易于普及推广。
指纹识别的主要缺点如下：
▶防伪问题：生物识别技术的防伪性能主要由两个方面决定，一是该生物特征被非法获取的难易程度，二是获取特征后仿真伪造的难易程度。
指纹由于外露于手指表面，因而非常容易被非法获取，而伪造指纹的材料只要有吸光效应或具有导电效应即可，在现在的技术条件下这是十分容易做到的，例如只要使用含碳的硅胶材料做成仿生指纹膜，就可轻易破解光学和半导体指纹识别产品。
▶人群适应性问题：大量样本的统计表明大约有2.5%的人群难于或无法使用指纹识别产品，尤其是老年人和蓝领工人。由于其手指表面太过干燥或角质化严重，因而难于使用指纹产品，同时有些人群其手指过于干燥或多汗，也会大大影响识别效果。
▶环境适应性问题：在过于潮湿或过于干燥的环境下，指纹识别的效果也会受到极大的影响，例如冬季的北方或南方的海边城市。当然在室外淋雨环境下指纹是完全无法使用的，同时气温极低时指纹识别技术也会无法正常工作，一般而言-25℃是其最低极限。
▶使用寿命问题：光学指纹技术的寿命非常好，但体积大，价格偏高，而半导体由于硅片非常脆弱，因而易在外力作用下损坏，同时人体静电也很容易导致半导体指纹识别产品永久损坏。

虹膜识别技术
虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征。虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将保持不变。这些特征决定了虹膜特征的唯一性，同时也决定了身份识别的唯一性。因此，可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。通过使用摄像机采集虹膜图像，即可实现虹膜识别。


虹膜识别技术的优点在于其人群适应性非常好，除盲人外，几乎人人好用，同时其认假率和拒真率几乎是所有生物识别技术中最好的。

同时，其环境适应性非常好，除阳光直射和室外雨天不能使用外，高低温环境下基本都能很好的使用。


从防伪角度来讲，虹膜虽然比较容易被非法获取，但因为虹膜的细节丰富，图像非常精细，因而伪造虹膜的难度比较大，但随着显示技术的发展，通过高精度显示屏再现虹膜细节已变得越来越容易，成本也越来越低，因而未来虹膜的防伪性能也面临巨大挑战。
虹膜识别的主要缺点在于其算法运算量大，因而耗电很大，在使用电池供电的产品中不很适用，同时其识别速度慢，因而做1：N识别时比较困难。
人脸识别技术
最近火爆的iPhone X可谓使人脸大出风头，也小小地丢了一点脸。
人脸识别是基于人的脸部的物理特征通过对脸部图像采集分析后实现的。


人脸识别技术的最大优点在于其可以实现非配合远距离采集识别，因而在公共安全领域具有巨大的应用前景。同时其采集为非接触式且识别速度很快，因而十分适合于对安全要求不高的公共场合的出入安全管理。

同时人脸识别的人群适应性较好，除盲人和黑人有色人种使用上存在一定的困难外，其他人一般使用上均无问题。

人脸识别的主要缺点是其认假率较高，对光线环境适应性较差，同时脸部有遮挡物如眼镜，压低到额头的帽子以及化浓妆或彩妆的情况其识别困难。

在防伪性能上，由于脸部特征的非法获取非常容易，而伪造成本也很低，因而导致人脸识别的安全性很低。
为了防止采用照片欺骗，可以采用采集多幅图像后比对眼球位置的方法，但此方法很容易用视频图像破解，此外3D成像技术可以有效防止视频和照片攻击，但其成本高体积大，功耗也高，应用受到较大限制，而且该技术也无法防止用3D打印仿真人脸的攻击。为了防止上述攻击，可以采用多光谱识别技术，通过皮肤对不同光谱的反射和吸收特性来区别仿生体和真实人体皮肤。然而，该技术成本很高，不便于推广普及，且虽然其防伪性能加强较多，但识别率会有所下降，应用上受到很多限制。
总之，目前人脸识别技术还处于高速发展期，技术有待成熟。
声纹识别技术
声纹识别技术是一门很古老的技术，它是基于每个人声音中特定频率特征来实现的，但该技术一直没有很好的发展应用起来，随着亚马逊Alexa的出现，声纹识别开始被热炒起来。
声纹识别的优点在于其可以远距离识别，但其识别率受环境噪声影响较大，同时当人感冒，咽喉发炎等情况声带特性会发生变化而导致识别障碍。
此外，声音特征非常容易被盗取和仿冒，因而不适用于对安全有较高要求的场合。
静脉识别技术
静脉识别技术是近十年来新兴起的生物识别技术，其主要是利用了人体血液中的脱氧红血球细胞对850纳米左右的近红外光有特殊的吸收作用，而人体的骨骼，肌肉及其它体液对该波长的红外线吸收较少的原理，实现探测人体内部的静脉血管分布图像，一般主要采集指静脉或掌静脉图像实现生物特征识别。
静脉识别技术的主要缺点就是采集图像的设备体积较大，除此之外其几乎没有明显的短板，是未来生物识别的一个主流方向。

其主要优点：

▶防伪性能极佳，是目前所有主流生物识别技术中最好的，由于静脉位于人体内部，因而其被非法盗取的可能性极低，同时静脉具有非常特殊的物理特性，仿生伪造技术也很难实现，目前尚未见到有该类技术的报道。

▶几乎所有人，不管男女老幼，白人黑人，只要有手就可以使用。

▶其认假率和拒真率极低，大大优于指纹和人脸技术，与虹膜技术相当。

▶其环境适应性好，干燥，潮湿，高温，极低温(例如-40℃)均无任何问题。同时静脉采集也属于非接触采集，因而对冲击和静电防护性能极佳，是半导体指纹识别技术完全无法相比的。
据知，目前市面上已经有了运用静脉识别技术开门的智能门锁。这一技术运用到智能门锁上，将革新指纹锁的弊端，让我们的家更加安全。而市场上技术最精湛、口碑最好的当属这款东屋世安静脉识别门锁。
它采用850NM红外线进行扫描，取得静脉血管图像，具备超强防伪、不可复制、安全无忧的特点，并且不受手指表面状况影响，人人好用。

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