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常見的生物識別技術范文1
【關鍵詞】生物識別技術 社保領域 應用研究
隨著時代的不斷進步，人力資源社會保障事業在社會中地位逐漸提升，為現代人的生活、工作提供了一定的保障，廣大群眾對人力資源社會保障服務的要求也在不斷提高。生物識別技術在社保領域中的應用能夠有效進行申報人的真實身份識別，打破了傳統身份認證手段技術落后的困境，為人力資源社會保障業務的開展提供了更加安全、可靠的技術支持。
1 生物識別技術的相關概述
1.1 生物識別技術的介紹
生物識別技術是一種先進的身份識別技術，能夠通過人臉、靜脈、指紋、聲音等生物信息來確定個人的真實身份。不同自然人的生物特征作為重要的信息儲存在生物識別系統中進行統一管理，能夠高效的為各個險種及網上業務辦理提供身份認證服務。社?？ㄏ到y的穩定運行就是建立在生物識別技術基礎之上的，合理的使用生物識別技術建立社保系統平臺，在發放社?？ǖ倪^程中對參保人的生物特征信息進行收集，并且將其生物特征信息保存在生物識別系統中相對應的位置，建立生物特征信息庫，為自然人的養老、醫療、工傷、生育各個險種以及網上業務辦理提供真實可靠的數據參考。
1.2 生物識別技術的建設
1.2.1 構建生物識別身份認證平臺
參保人在辦理社保的同時，工作人員會對能夠證實其身份的生物特征信息進行采集、抽取和審核，確保參保人身份信息準確無誤之后，將其生物特征信息進行集中儲存，為日后利用生物識別技術進行參保人身份識別提供數據支持。社保部門構建生物識別身份認證平臺，并且定期將各基層社保機構采集到的參保人生物特征上傳到生物識別身份認證平臺中進行集中儲存，確保對參保人生物特征信息的有效管理，通過社?？▽崿F生物識別身份認證平臺中信息數據的共享，最大限度的發揮出生物識別技術在社保領域中的作用。
1.2.2 設計養老保險身份認證子系統
養老保險身份認證子系統是社保系統中的重要組成部分，主要利用生物識別技術為養老保險身份認證子系統提供人臉識別和指紋識別雙重身份認證服務，利用儲存的參保人的生物特征信息，為參保人身份信息的安全性提供基本保障，這樣社保機構就能夠隨時隨地進行參保人身份信息的查閱，為社保機構的日常工作提供了很大的便利，方便職能部門對參保相關數據進行統計分析。
1.2.3 硬件設施的合理配置
生物識別技術在社保領域的使用需要多種配套硬件設備的支持，社保部門利用購置先進的人臉識別儀和指紋識別儀，通過對參保人生物特征的準確采集與識別來進行其真實身份的認證。
1.3 生物識別技術的實現
生物識別技術的實現要對參保人的生物特征信息進行采集，主要分為人臉模板數據信息采集、指紋模板數據信息采集和其他生物特征模板數據信息采集。社保部門會將采集到的人臉數據信息與公安數據進行對比，將信息一致的數據直接傳送到生物識別特征數據庫中，將信息不一致的數據下發到相對應的社保機構，再一次進行參保人身份信息的核對。指紋數據信息的采集主要是在辦理社保業務或者進行身份認證的時候，通過多種方式進行參保人指紋信息的采集。目前比較常見的其他生物特征數據信息的采集是指利用二代身份證照片作為社保卡照片，通過高質量的二代身份證照片進行參保人身份信息的核對。
2.1 社保領取資格認證
人力資源社會保障中包含的業務種類非常豐富，并且不同類型的險種每年所需要辦理的業務也不盡相同。像是養老保險、新農保等業務要求每年進行資格認證的領取，傳統的認證模式比較繁瑣，需要參保人到社保經辦機構現場進行認證，或者提交參保人的生存證明來確定其身份信息。這種認證方式不僅會浪費參保人的時間，還在一定程度上降低了人力資源社會保障部門的工作效率。生物識別技術的應用能夠有效改善這種傳統認證方式存在的弊端，通過對參保人生物特征的識別來確定其身份信息，參保人可以在社保經辦機構、家里、網吧等多種場所隨時隨地進行身份認證，為社保部門和參保人都提供了很大的方便。
2.2 網上自助業務申報
隨著科學技術的飛速發展，互聯網在現代人日常生活、工作中的應用越來越廣泛，逐漸成為現代社會發展過程中不可或缺的重要組成部分，社保領域網上自助業務申報的實現也成為信息時代的必然發展趨勢。參保人員可以使用電腦或手機等移動客戶端進行相關社保業務的申報和辦理，在填寫完申報人相關信息之后，會采用生物識別技術對申報人的相關信息進行審核與認證，進一步對申報人的真實信息進行識別，_保相關信息的準確無誤之后，才能夠完成申報材料的報批。
2.3 社保自助業務終端身份認證
參保者在使用自助業務終端查詢信息的時候，自助業務終端會利用生物識別技術對參保者的身份進行認證，確保參保者身份信息準確無誤之后，才會為參保者提供信息查詢、業務申報等服務，為人力資源社會保障事業中的信息安全和社?；鸢踩峁┗颈Ｕ稀?/p>
2.4 醫保智能就醫監控
醫保管理部門構建醫保智能就醫監控系統，當參保人使用社保卡在醫保定點醫療就夠就醫購藥時，利用生物識別技術對參保人的真實身份進行認證，確認參保人身份信息無誤后，方可允許參保人享受醫保待遇，可以有效地防范虛假冒名住院、騙取醫?；鸬刃袨?。
3 結論
綜上分析可知，人力資源社會保障事業是現代社會發展中的重要組成部分，尤其是在信息時代的背景下，加強社保領域與生物識別技術的結合是非常必要的。社保部門可以利用生物識別技術進行參保人身份的認證與識別，為參保人提供更加優質、便利的服務。同時利用生物識別技術構建生物特征信息數據庫，對參保人的生物特征信息進行統一管理，有利于實現信息共享和設備通用，進一步推動了人力資源社會保障事業的可持續發展。
參考文獻
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常見的生物識別技術范文2
關鍵詞：身份鑒別；人體生物特征；發展趨勢
1． 引言
信息化高速發展的一大特征是個人身份的數字化和隱性化，如何準確鑒定一個人的身份，保護信息安全是當今信息化時代必須解決得一個關鍵性社會問題。生物特征身份鑒別技術是身份鑒別領域的一個研究熱點。生物特征識別技術是指利用人體固有的生理特征或行為特征來進行個人身份鑒別認證的技術。生物特征識別技術包括采用人體固有的生理特征（如人臉、指紋、虹膜、靜脈、視網膜）進行的身份認證技術和利用后天形成的行為特征（如簽名、筆跡、聲音、步態）進行的身份認證技術。與傳統的身份鑒定手段相比，基于生物特征識別的身份鑒定技術具有如下優點：（1）不會遺忘或丟失；（2）防偽性能好，不易偽造或被盜；（3）“隨身攜帶”，隨時隨地可用。正是由于生物特征身份識別認證具有上述優點，基于生物特征的身份識別認證技術受到了各國的極大重視。
2. 生物特征識別技術的現狀及發展趨勢
目前，常用的生物特征識別技術所用的生物特征有基于生理特征的如視網膜、人臉、指紋、虹膜，也有基于行為特征的如筆跡、聲音等。下面就這些常見的生物特征識別技術的特點及其發展趨勢進行討論研究。
2.1．視網膜識別
人體的血管紋路也是具有獨特性的，人的視網膜表面血管得圖樣可以利用光學方法透過人眼晶體來測定。用于生物識別的血管分布在神經視網膜周圍，即視網膜四層細胞得最遠處。如果視網膜不被損傷，從三歲起就會終身不變，如同虹膜識別技術一樣，視網膜掃描可能具有最可靠，最值得信賴得生物識別技術，但它運用起來的難度較大。視網膜識別技術要求激光照射眼球的背面以獲得視網膜特征得唯一性。
視網膜技術的優點：視網膜是一種及其固定得生物特征，因為它是隱藏的，故而不易磨損，老化；非接觸性得；視網膜是不可見得，不會被偽造。缺點是：視網膜技術未經過任何測試，可能會給使用者帶來健康的損壞。
2.2.人臉識別
人臉識別作為一種基于生理特征的身份認證技術，與目前廣泛應用的以密碼、IC卡為媒
介的傳統身份認證技術相比，具有不易偽造、不易竊取、不會遺忘的特點；而人臉識別與指紋、虹膜、掌紋識別等生理特征識別技術相比，具有非侵犯性、采集方便等特點。因而人臉識別是一種非常自然、友好的生物特征識別認證技術。
人臉識別技術包括圖像或視頻中進行人臉檢測、從檢測出的人臉中定位眼睛位置、然后提取人臉特征、最后進行人臉比對等一系列相關的技術。
為了評測基于面部圖像的人臉識別算法的性能。美國ARPA和ARL于1993年至1996年建立了FERET數據庫，用于評測當時的人臉識別算法的性能。共舉行了三次測試FERET94、FERET95、FERET96。FERET測試的結果指出，光照、姿態和年齡變化會嚴重影響人臉識別的性能。
FERET的測試結果也表明了基于面部圖像的方法的缺點。人臉是一個三維非剛體，具有姿態、表情等變化，人臉圖像采集過程中易受到光照、背景、采集設備的影響。這些影響會
降低人臉識別的性能。
為了克服姿態變化對人臉識別性能的影響，也為了進一步提高人臉識別性能，20世紀90年代后期，一些研究者開始采用基于3D的人臉識別算法。這些算法有的本身就采用三維描述人臉，有的則用二維圖像建立三維模型，并利用三維模型生成各種光照、姿態下的合成圖像，利用這些合成圖像進行人臉識別。2000年后，人臉識別算法逐漸成熟，出現了商用的人臉識別系統。為了評測這些商用系統的性能，也作為FERET測試的延續，美國有關機構組織了FRVT2000、FRVT2002、FRVT2006測試。測試結果表明，人臉識別錯誤率在FRVT2006上下降了至少一個數量級，這種性能的提升在基于圖像的人臉識別算法和基于三維的人臉識別算法上都得到體現。此外，在可控環境下，虹膜、靜態人臉和三維人臉識別技術的性能是相當的。此外，FRVT2006還展現了不同光照條件下人臉識別性能的顯著提高，最后，FRVT2006表明人臉自動識別的性能優于人。值得一提的是，清華大學電子工程系作為國內唯一參加FRVT2006的評測的學術機構，其人臉自動識別性能優于人類。FRVT2006為人臉識別后續的研究指明了方向，人臉識別中光照、年齡變化依然對人臉識別性能有很大影響，二維人臉識別的性能不比三維人臉識別差。
人臉識別得優點：非接觸性的。缺點是：要是比較高級得攝像頭才也有效地撲捉面部圖像；使用者面部的位置與周圍得光環境都可能影響系統的精確性，而且面部識別容易受欺騙；
對于采集圖像的設備會比其他技術昂貴得多。
2.2. 指紋識別
指紋識別技術是指通過比較不同人指紋中的特征點不同來區分不同人的身份。指紋識別技術通常由三個部分組成：對指紋圖像進行預處理；提取特征值，并形成特征值模板；指紋特征值比對。指紋圖像預處理的目的是為了減少噪聲干擾的影響，以便有效提取指紋特征值。常用的預處理方法有圖像增強、圖像平滑、二值化、圖像細化等。
特征提取的目的就是從預處理后的指紋圖像中，提取出能夠表達該指紋圖像與眾不同的特征點的過程。最初特征提取是基于圖像的，從圖像整體中提取出特征進行比較，但該方法的精度和性能較低?，F在一般采用基于特征點的方法，從圖像中提取反應指紋特性的全局特征（如紋形、模式區、核心區、三角點、紋數等）和局部特征（如終結點、分叉點、分歧點、孤立點、環點等）。得到特征點后就可以對特征點進行編碼形成特征值模板。指紋特征值比對就是把當前獲得的指紋特征值與存儲的指紋特征值模板進行匹配，并給出相似度的過程。
指紋識別的優點:技術相對成熟；成本較低。缺點是：具有侵犯性；指紋易磨損，手指太干或太濕不易提取圖像。
2.3. 虹膜識別
虹膜相對而言是一個較新的生物特征。1983年，Flom與Safir申請了虹膜識別專利保護，使得虹膜識別方面的研究很少。1993年，Daugman發表了關于虹膜自動識別算法的開創性工作，奠定了世界上首個商業虹膜自動識別系統的基礎。隨著Flom和Safir專利在2005年的失效和CASIA及ICE2005中虹膜數據集的提供，虹膜識別算法的研究越來越蓬勃。I CE2006首次對虹膜識別算法性能進行了測試。虹膜識別中需要解決如下兩個難點問題：一是虹膜圖像的獲取，二是實現高性能的虹膜識別算法。
3. 結論
本文討論了一些常用的生物特征識別技術的技術特點及發展趨勢。隨著各國對生物特征識別技術的越來越重視，生物特征識別技術必將獲得更快的發展。
參考文獻：
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常見的生物識別技術范文3
近年來，越來越多的個人、消費者、公司和政府機關都認為現有的基于智能卡、身份證號碼和密碼的身份識別系統很繁瑣而且并不十分可靠。生物識別技術為此提供了一個安全可靠的解決方案。生物識別技術根據人體自身的生理特征來識別個人的身份，這種技術是目前最為方便與安全的識別系統，它不需要你記住象身份證號碼和密碼，也不需隨身攜帶像智能卡之類的東西。
生物識別技術[1]包括虹膜識別技術、視網膜識別技術、面部識別技術、聲音識別技術、指紋識別技術[2]。其中指紋識別技術是目前最為成熟的、應用也最為廣泛的生物識別技術。每個人的包括指紋在內的皮膚紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同，也就是說，這些指紋特征是唯一的，并且終生不變。依靠這種唯一性和穩定性，我們就可以把一個人同他的指紋對應起來，通過比較他的指紋和預先保存的指紋進行比較，就可以驗證他的真實身份。
指紋識別系統[3]是通過指紋采集、分析和對比指紋特征來實現快速準確的身份認證。指紋識別系統框圖如圖1所示。
指紋采集器采集到指紋圖像后，才能被計算機進行識別、處理。指紋圖像的質量會直接影響到識別的精度以及指紋識別系統的處理速度，因此指紋采集技術是指紋識別系統的關鍵技術之一。本文著重分析比較不同的指紋采集技術及其性能。
1 指紋采集技術
指紋的表面積相對較小，日常生活中手指常常會受到磨損，所以獲得優質的指紋細節圖像是一項十分復雜的工作。當今所使用的主要指紋采集技術有光學指紋采集技術，半導體指紋采集技術和超聲波指紋采集技術。
1．1 光學指紋圖像采集技術
光學指紋采集技術是最古老也是目前應用最廣泛的指紋采集技術，光學指紋采集設備始于1971年，其原理是光的全反射(FTIR)。光線照到壓有指紋的玻璃表面，反射光線由CCD去獲得，反射光的量依賴于壓在玻璃表面指紋的脊和谷的深度以及皮膚與玻璃間的油脂和水分。光線經玻璃照射到谷的地方后在玻璃與空氣的界面發生全反射，光線被反射到CCD，而射向脊的光線不發生全反射，而是被脊與玻璃的接觸面吸收或者漫反射到別的地方，這樣就在CCD上形成了指紋的圖像。如圖2所示。
光學采集設備有著許多優勢：它經歷了長時間實際應用的考驗，能承受一定程度溫度變化，穩定性很好，成本相對較低，并能提供分辨率為500dpi的圖像。
光學采集設備也有不足之處，主要表現在圖像尺寸和潛在指印兩個方面。臺板必須足夠大才能獲得質量較好的圖像。潛在指印是手指在臺板上按完后留下的，這種潛在指印降低了指紋圖像的質量。嚴重的潛在指印會導致兩個指印的重疊。另外臺板上的涂層(膜)和CCD陣列隨著時間的推移會有損耗，精確度會降低。
隨著光學設備技術的革新，光學指紋采集設備的體積也不斷減小?，F在傳感器可以裝在6x3x6英寸的盒子里，在不久的將來更小的設備是3x1X1英寸。這些進展得益于多種光學技術的發展。例如：可以利用纖維光束來獲取指紋圖像。纖維光束垂直照射到指紋的表面，他照亮指紋并探測反射光。另一個方案是把含有一微型三棱鏡矩陣的表面安裝在彈性的平面上，當手指壓在此表面上時，由于指紋脊和谷的壓力不同而改變了微型三棱鏡的表面，這些變化通過三棱鏡光的反射而反映出來。
美國DigitaIPersona[4]公司推出的U．are．U系列光學指紋采集器是目前應用比較廣泛的光學指紋采集器，主要用于用戶登錄計算機windows系統時確認身份，它集成了精密光學系統、LED光源和CMOS攝像頭協同工作，具有三維活體特點，能夠接受各個方向輸入的指紋，即使旋轉180度亦可接受，是目前市場上最安全的光學指紋識別系統之一。U．are．U光學指紋采集器按照人體工學設計，帶有USB接口，是用戶桌面上緊鄰鍵盤的新型智能化外設。
1．2 半導體指紋采集技術
半導體傳感器是1998年在市場上才出現的，這些含有微型晶體的平面通過多種技術來繪制指紋圖像。
(1)硅電容指紋圖像傳感器
這是最常見的半導體指紋傳感器，它通過電子度量來捕捉指紋。在半導體金屬陣列上能結合大約100，000個電容傳感器，其外面是絕緣的表面。傳感器陣列的每一點是一個金屬電極，充當電容器的一極，按在傳感面上的手指頭的對應點則作為另一極，傳感面形成兩極之間的介電層。由于指紋的脊和谷相對于另一極之間的距離不同(紋路深淺的存在)，導致硅表面電容陣列的各個電容值不同，測量并記錄各點的電容值，就可以獲得具有灰度級的指紋圖像。
(2)半導體壓感式傳感器
其表面的頂層是具有彈性的壓感介質材料，它們依照指紋的外表地形(凹凸)轉化為相應的電子信號，并進一步產生具有灰度級的指紋圖像。
(3)半導體溫度感應傳感器
它通過感應壓在設備上的脊和遠離設備的谷溫度的不同就可以獲得指紋圖像。
半導體指紋傳感器采用了自動控制技術(AGC技術)，能夠自動調節指紋圖像像素行以及指紋局部范圍的敏感程度，在不同的環境下結合反饋的信息便可產生高質量的圖像。例如，一個不清晰(對比度差)的圖像，如干燥的指紋，都能夠被感覺到，從而可以增強其靈敏度，在捕捉的瞬間產生清晰的圖像(對比度好)；由于提供了局部調整的能力，圖像不清晰(對比度差)的區域也能夠被檢測到(如：手指壓得較輕的地方)，并在捕捉的瞬間為這些像素提高靈敏度。
半導體指紋采集設備可以獲得相當精確的指紋圖像，分辨率可高達600dpi，并且指紋采集時不需要象光學采集設備那樣，要求有較大面積的采集頭。由于半導體芯片的體積小巧，功耗很低，可以集成到許多現有設備中，這是光學采集設備所無法比擬的，現在許多指紋識別系統研發工作都采用半導體采集設備來進行。早期半導體傳感器最主要的弱點在于：容易受到靜電的影響，使得傳感器有時會取不到圖像，甚至會被損壞，手指的汗液中的鹽分或者其他的污物，以及手指磨損都會使半導體傳感器的取像很困難。另外，它們并不象玻璃一樣耐磨損，從而影響使用壽命。隨著各種工藝技術的不斷發展，芯片的防靜電性能和耐用度得到了很大的改善。
從Lucent公司中分離出來的Veridicom[5]公司，從1997年開始就一直致力于半導體指紋采集技術的研發，迄今已研制出FPSll0、FPS200等系列CMOS指紋傳感器產品，并被一些商品化的指紋識別系統所采用。其核心技術是基于高可靠性硅傳感器芯片設計。
FPS200是Veridicom公司在吸收了已廣泛應用的FPSll0系列傳感器優點的基礎上，推出的新一代指紋傳感器。FPS200[6]表面運用Vefidicom公司專利技術而制成，堅固耐用，可防止各種物質對芯片的劃傷、腐蝕、磨損等，FPS200能承受超過8KV的靜電放電(ESD)，因此FPS200可應用在苛刻的環境下。該產品融合了指紋中不同的脊、谷及其他紋理信息，通過高可靠性硅傳感器芯片的圖像搜索功能，無論手指是干燥、潮濕、粗糙都可以從同一手指采集的多幅指紋圖像中選擇一幅最佳圖像保存在內存中，指紋分辨率可達500dpi，大大降低了傳感器芯片識別過程中誤接受與誤拒絕情況的發生。
FPS200是第一個內置三種通信接口的指紋設備：USB口、微處理器單元接口(MCU)、串行外設接口(Sn)，這使得FPS200可以與各種類型的設備連接，甚至不需要外部接口設備的支持。外形封裝尺寸(24mmx24mmxl．4mm)，只有普通郵票大小。由于它的高性能、低功耗、低價格、小尺寸，可以很方便地集成到各種Intemet設備，如：便攜式電腦、個人數字助理(PDA)、移動電話等。
1．3 超聲波指紋圖像采集技術
Ultra-scan公司首開超聲波指紋圖像采集設備產品先河。超聲波指紋圖像采集技術被認為是指紋采集技術中最好的一種，但在指紋識別系統中還不多見，成本很高，而且還處于實驗室階段。超聲波指紋取像的原理是：當超聲波掃描指紋的表面，緊接著接收設備獲取的其反射信號，由于指紋的脊和谷的聲阻抗的不同，導致反射回接受器的超聲波的能量不同，測量超聲波能量大小，進而獲得指紋灰度圖像。積累在皮膚上的臟物和油脂對超聲波取像影響不大。所以這樣獲取的圖像是實際指紋紋路凹凸的真實反映。
總之，這幾種指紋采集技術都具有它們各自的優勢，也有各自的缺點。超聲波指紋圖像采集技術由于其成本過高，還沒有應用到指紋識別系統中。通常半導體傳感器的指紋采集區域小于1平方英寸，光學掃描的指紋采集區域等于或大于1平方英寸，可以根據實際需要來選擇采用哪種技術的指紋采集設備。
表1給出三種主要技術的比較。
表1
光學掃描技術半導體傳感技術超聲波掃描技術成像能力干手指差，汗多的和稍脹的手指成像模糊。易受皮膚上的臟物和油脂的影響。干手指好，潮溫、粗糙手指亦可成像。易受皮膚上的臟物和油脂的影響。非常好成像區域大小中分辨率低于500dpi可高達600dpi可高達1000dpi設備體積大小中耐用性非常耐用較耐用一般功耗較大小較大成本較高低很高2 應用與發展前景
常見的生物識別技術范文4
【關鍵詞】太赫茲輻射；太赫茲時域光譜；太赫茲成像技術；；檢測
太赫茲“Terahertz”一詞是1974年由弗萊明（Fleming）首次提出來的，用來描述邁克爾遜干涉儀的光譜頻率范圍。太赫茲（THz，1 THz=10Hz）輻射在電磁波譜上位于微波和紅外之間，屬于遠紅外波段。通常所研究的THz輻射指的是頻率在0.1～10THz，波長在30μm～3mm，波數在3.3～330cm-1之間的電磁波。在電磁頻譜上，THz波在電磁波譜中的位置特殊，處于電子學向光子學的過渡區域，長期以來，由于缺乏有效的THz輻射產生方法和檢測途徑，對于該波段的了解有限，使得THz成為電磁波譜中最后一個還未被全面研究的頻率窗口――電磁波譜中的“太赫茲空隙（THz Gap）”。近幾十年來，超快光電子技術迅速發展，為THz脈沖的產生提供了可靠、穩定的激發光源，促進了對THz輻射機理研究、檢測技術和應用技術的蓬勃發展。例如在醫學成像、無標記檢測、軍事安全、材料的無損探測等方面，特別是對炸藥、等相關材料的檢測研究成為熱點。本文前半部分介紹了THz輻射的產生、探測方法、性質以及THz時域光譜技術和THz成像技術，后半部分主要介紹了THz技術在檢驗方面的研究進展。
1.應用THz技術進行檢測的研究進展
1.1 概述
不僅危害人們的身心健康，而且會引發一系列的社會問題，例如犯罪率上升，性病和艾滋病蔓延等等，嚴重威脅著許多國家和地區的社會穩定和經濟發展?？鐕?、跨區域乃致國際化的犯罪愈發頻繁，國際社會所面臨的問題日益嚴峻。由于缺乏準確無損的探測技術，使得藏匿在郵件等包裹中的仍然能夠在國內乃至國際間傳遞。
在檢測和分析方面，國內外學者都嘗試研究了很多方法，其中應用比較廣泛的有色譜、質譜、紫外光譜、毛細管電泳、紅外光譜、X射線、拉曼光譜、生化及生物檢測法、離子遷移譜技術及其他物理方法等。但是這些方法自身都有一定的局限性，例如化學分析、紫外光譜、紅外光譜及X射線對樣品都有一定程度的破壞，屬于有損檢測；X射線及紫外光譜對人體會有輻射危害，紅外光譜和拉曼光譜都存在著較強的吸收和散射問題。在成像方面，X射線穿透力太強，只能分辨出包裝材料下樣品的形狀，但是不能確定它們的具體類別；警犬識別和痕跡識別要求包裝材料外面有的痕跡殘留；紅外波段對包裝材料具有高吸收和高散射，使得測量結果不精確甚至是不可靠的。
THz技術的興起，為緝毒檢查工作提供了一種全新的探測和檢驗手段。國內外大量學者的研究結果都表明分子在THz波段存在特征吸收，因此應用THz技術對進行檢測成為熱點。我們首先針對已知標準樣品進行THz輻射掃描，建立一個在THz波段的特征吸收光譜庫――“指紋譜庫”，然后對被探測樣品進行THz輻射掃描，通過對特征吸收光譜的識別比對，就可以快速準確的確定隱藏物的形狀及種類。相對于X射線來說，THz波的能量低，可以真正實現無損探測。目前，THz技術在檢測方面的研究已經取得了許多樂觀的成果，國內外學者對其在檢測領域的應用前景表示出極高的關注。目前，THz光譜技術和THz成像技術就構成了THz波應用的兩個主要關鍵技術。
1.2 THz-TDS技術應用于檢測
從微觀上看，大多數都屬于結構有所不同的生物有機大分子，而THz輻射對于結構的微小差異是非常敏感的，許多生物大分子的振動和轉動能級建的間距，分子之間的弱相互作用及大分子的骨架振動、偶極子的轉動和振動躍遷以及晶體中晶格的低頻振動所對應的吸收頻率均位于THz波段。這就成為利用THz輻射進行檢測的前提。不同種類的在THz波段存在指紋光譜即特征光譜，通過識別各自的特征光譜我們就可以快速有效的對進行檢測定性。文獻報道中的實驗和理論計算結果都表明：應用THz光譜進行的探測是可行的。
圖1 三種樣品的特征光譜
1：MDMA；2：MA；3：MDA
2003年10月，Kodo Kawase等人[1，2]利用THz參量振蕩器對甲基苯丙胺（MA）和3，4-亞甲二氧基安非他命（MDA）進行了成像研究，他們在1.0-2.0THz頻率范圍內利用可調頻率THz源選用了7個頻率，以阿司匹林（Aspirin，1.4，2.24THz）作為參照進行成像研究；2005年，B Fischer等人[3]研究了嗎啡、可卡因、乳糖、阿司匹林、蔗糖5種樣品的THz吸收光譜，并應用特征峰成像的方法對乳糖、蔗糖、阿司匹林、酒石酸進行識別。Sun等[4]測得MA、MDA、MDMA在0.2-2.5THz范圍內的反射式THz-TDS的特征光譜，如圖1所示。這些指紋譜圖的建立為利用THz-TDS對進行無損檢測打下了基礎。2005年，Li等[5]利用THz-TDS對MA進行了詳細的研究，測得了MA在0.2-2.6THz的THz特征吸收譜（1.23，1.67，1.84，2.43THz）并運用DFT計算了該物質的振動頻率，其結果與實驗值基本相符，進一步證實了THz-TDS實驗結果的可靠性。
在國內方面，首都師范大學與公安部第一研究所合作，對38種純度在90%以上的進行了THz-TDS探測，得到了各自的指紋譜圖，建立并豐富了THz光譜數據庫，并以此為基礎將THz檢測和識別研究在實際工作中進行嘗試應用，取得了一系列有意義的成果。
首先，賈燕等[6]利用THz-TDS技術對苯丙胺類MA、MDA和3，4-亞甲二氧基甲基安非他命（MDMA）在0.2-2.6THz頻率范圍內的特征光譜進行研究，得到了3種在THz波段的吸收譜。如圖2所示。從圖2可以看出，3種樣品都存在特征吸收峰，而且不同樣品的吸收峰出現的位置不同，因此樣品的THz頻域譜也就是樣品的指紋譜，通過樣品的吸收峰位置，可以識別樣品的種類。同時，樣品的折射率曲線也可以作為鑒別中的附加參考信息，3種樣品吸收峰的位置在折射率曲線上對應于反常色散。同時，他們采用Gaussion03軟件包，應用密度泛函理論，對MA的遠紅外振動模式進行了探討[7]，進一步證實了THz波段是大分子集體振動模式對應的波段。他們檢測了粉末狀MA和MDMA的THz吸收光譜，想要驗證樣品的不同形態對指紋譜的影響，發現粉末狀和片狀的吸收光譜基本一致，幾個主要吸收峰位置沒有發生變化，只有個別峰出現偏移，峰的強度有所減弱。因此在實際探測中，不論目標探測物是粉末狀的還是片狀的，都可以根據指紋譜庫中已有的數據進行判斷和鑒別。
圖2 MA，MDA和MDMA的吸收系數曲線
沈京玲等[7]探討了用THz波是否可以檢測出隱藏在郵件中的。他們將兩種MA和MDMA樣品分別置于兩個厚度不同（分別為0.28mm和0.22mm）的常用信封中，用THz波進行掃描檢測，發現信封對THz波的確有一定的吸收，但是兩種的特征吸收峰并沒有被淹沒，通過與指紋譜庫中已有的標準品數據進行對比，它們各自的特征吸收峰基本不變，結果表明，THz波可以檢測和識別隱藏在信封中的。
蔡禾等[8]在初步研究了“自然”的光譜特征和對隱藏利用特征峰識別、成像識別等方法的基礎上，研究利用人工神經網絡、支持向量機（SVM），二次求導等方法實現計算機自動識別研究。他們通過自組織特征映射（Self Organization Feature Mapping，SOM）神經網絡對6中常見的60個光譜進行成功聚類，實現了對不同的分類。而且，他們以訓練好的SOM對12個待識別的60個光譜進行分類，結果表明訓練好的SOM網絡可以對不同的THz光譜進行分類，即可以用神經網絡來鑒定的種類。支持向量機（SVM）是V.Vapnik提出的一種機器學習方法相比于神經網絡在參數設定和識別過程要節省很多時間。該研究小組用歸一化預處理后的9種常見和面粉的THz吸收光譜訓練libsvm模型，將通過THz-TDS技術得到的9種常見純品和3種混合物的特征吸收光譜作為檢測光譜，用SVM對純品和混合物進行了識別分類，識別率達100%。識別結果表明，用SVM可以實現對不同種類的識別和鑒定，也就是說THz光譜技術的計算機自動識別同樣是十分有效的方法。
在通常的緝毒工作中，繳獲的大都是摻有其他物質或多種混合的混合物，而且含量的確定也是法律量刑的一個重要依據，所以的純度或含量進行檢驗鑒定也是很重要的。逯美紅等人[9]通過實驗測定了VB1、VC和二者混合物的THz吸收光譜，采用線性回歸技術進行分析，得到樣品中各個混合成分的相對含量。結果表明，實際查獲的混合物，其成分和含量都可以基于純樣品的吸收譜比對得到。這種方法的建立將進一步開拓THz技術的應用領域，對于實際工作中混合物的鑒定定性和定量量刑意義更為重大，具有良好的應用前景。
1.3 THz成像技術應用于識別
電磁波最重要的應用之一是成像。太赫茲輻射對于大多數非透明的電介質材料都具有很好的穿透效果，因此太赫茲成像技術引起了國內外學者的廣泛關注。太赫茲光源的光子能量極低，不具有電離性質，不會對材料（尤其是活性材料）造成破壞，可以對生物體或物品進行無損成像，極大地彌補了X射線檢測及其他檢測技術的缺陷。因此，各種THz成像技術也就成為THz波應用技術中最重要也最為活躍的研究方向[10]。
2003年，日本的Kodo Kawase等[2]將成像技術與指紋光譜相結合，對信封內包在聚乙烯袋里的三種樣品進行研究，不僅準確檢測出包裝袋的形狀和樣品的位置，而且還得到了樣品濃度等相關信息。研究表明：利用THz成像技術，在能夠得到特征光譜數據的同時，還可以從多種物質的混合物中分離并獲得各組分的空間分辨。因此，利用THz技術進行郵件檢測，將會在極大程度上遏制了將藏匿在信封中以合法的途徑進行運輸。
圖3 MDMA，海洛因，嗎啡和乙?？纱虻奈兆V圖
國內對于THz成像技術在識別方面的應用研究還處于初步階段。逯美紅等人在空氣中進行了成像識別的研究。該小組選用安定和維他命樣品作為參考，對六種常見的樣品（氯胺酮、嗎啡、海洛因、乙?？纱?、MDA、MDMA）進行測量。如圖3與圖4所示，第一組為四種不同樣品之間的鑒定及識別，第二組是與其他化學藥品之間的鑒定及識別。由于水蒸氣的影響，兩組樣品在空氣中的測量得到的吸收譜中有些特征峰被湮沒或是不可信的。也就是說，THz成像技術在實際應用中還存在著一定的缺陷，它的特征指紋譜鑒定識別方法必須依賴于樣品的特征峰及干燥的測量環境。同時，在對混合物進行成分分析時，發現結果只能定性的確定混合物中含有某一種成分以及所占比例的大小與已知一致，但對具體的百分含量的確定，結果很不理想，仍需進一步的深入研究。
圖4 氯胺酮，MDA，維他命和安定的吸收譜圖
2.結論和展望
展望未來，THz技術的產生和發展為我們開創了一個豐富的光譜研究新層面，也給光譜學研究者提供了新的挑戰和機遇。隨著研究工作的進一步開展，在不久的將來，THz技術在化學基礎研究、材料科學、生物學、醫學疾病診斷以及軍事等許多領域都會展現出其巨大的應用潛力，并且該技術與多種學科之間的交叉將會更深入更廣泛。
近幾年來，THz技術在實驗室檢驗階段取得了一定進展，但離實際操作應用尚存在一定的距離。總體來講，目前利用THz技術對無損檢測的研究仍舊處于探索階段，仍然存在許多問題亟待解決。但是在過去的大量實驗及理論研究中，THz波科學技術已經向世人展現了誘人的應用前景。相信隨著研究水平的進一步深入和提高，THz光譜技術將會憑借它快速、有效的極大優勢應用于的檢查和探測，給安全檢測領域帶來新的突破，THz技術必將在更廣泛的實際領域發揮重大作用。
參考文獻
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常見的生物識別技術范文5
關鍵詞：單片機；指紋識別；考勤；設計與實現
1概述
傳統的考勤如手工簽到、打卡鐘、IC卡或磁卡考勤等，這些都是低效率、難管理、易假冒、高人情的不科學的考勤管理方式。隨著生物技術的發展，特別是隨著指紋識別技術發展的日益成熟，該項技術也被應用到人們的身份識別，比如指紋考勤管理系統、門禁管理系統等領域。目前，市面上指紋考勤系統常見的有兩種，一種是上位機一下位機型產品，考勤系統工作時須有上位計算機的支持，多個系統共享指紋識別設備，并且指紋的比對需要由上位計算機的支持。這樣的話上位計算機的負擔就比較重。而且無論是考勤機、線路或上位計算機出現任何故障，都會導致整個考勤系統的無法正常工作，這樣就降低了系統處理能力。另一種是單機型產品，由單機完成考勤的全部過程，這種系統完全克服了前一種考勤系統的缺點。
本文要介紹的無線指紋考勤系統就屬于單機型產品。它采用了指紋識別技術、無線通信技術等多種先進技術，利用C8051F系列單片機為主控制器，使用指y識別模塊VFDA02和無線通信模塊Si4432，實現了無線指紋考勤系統。該系統能夠實現對考勤現場數據的實時錄入、多點采集和無線數據傳輸等功能，并且具有數據傳輸距離遠、信號傳輸方便、不用布線等優點。單臺設備就可完成考勤管理的全部過程，可以不需要其他上位機的支持，使得系統的總體成本降低了。如果使用上位機的話，該系統可以將考勤記錄通過無線通信模塊Si4432上傳至上位機處理，從而有效地解決了架線不便、線纜故障造成的麻煩，同時信號傳送質量也得到了很大的提高，系統管理也更加方便、高效。
2指紋識別原理
2.1指紋識別系統的工作原理
如圖1所示是一般指紋識別的流程圖，由圖1可以看出，在實際應用中，人體指紋識別流程大致由這幾個過程組成：首先進行指紋圖像數據的采集，然后對采集的指紋數據進行預處理得到有用的圖像信息，再對這些經過預處理后的圖像數據進行特征提取，然后將這些指紋特征數據與存儲在計算機內的指紋進行比對，最后得出比對結果并進行結果或結論輸出。
1）指紋圖像采集
一般來說，光學成像設備依據的是光的反射原理。對于指紋識別系統來說，系統會通過發光裝置來提供符合系統要求的光線，這樣的光線照射到手指的谷線，就會在玻璃與空氣的界面發生全反射，一般射向手指脊線的光線不發生全反射，反射光會反射到CCD上，這樣就在CCD上形成了指紋圖像。這個過程通常就是我們所說的指紋圖像數據采集。
2）指紋圖像預處理
指紋圖像采集器CCD采集到的指紋圖像信號一般來說是低質量的，往往存在較多的噪聲信號，通常需要去掉這些噪聲信號才能獲得真正的有用信號。將采集到的指紋圖像經過濾波等方法轉化為單像素的脊線線條二值圖像，這個過程就是指紋圖像信號的預處理。
3）指紋特征提取
一般在自動指紋識別技術中使用兩個特征點：端點與分叉點。這兩個特征點有如表1所示的特點。
指紋特征提取的所要完成的工作就是通過算法檢測指紋征點的數量以及每個特征點的類型、位置及所在區域的紋線方向。
4）指紋比對
指紋比對是指通過比較兩枚指紋的特征點及相互位置關系來確定兩枚指紋是否是同一個手指。
2.2指紋識別系統的工作模式
指紋識別系統的工作模式分為驗證和辨識。本文中的指紋考勤系統屬于驗證模式，驗證就是通過把一個現場采集到的指紋和一個已經登記在檔的指紋進行一對一的比對從而來確認身份的過程。驗證前，員工的指紋在指紋庫中已經注冊，指紋以一定的壓縮格式存儲在計算機（或單片機）中，并與其姓名或其他標識相關聯。指紋驗證過程如圖2所示。
3無線指紋識別系統總體設計
3.1無線指紋考勤系統硬件設計
圖3是基于單片機的無線指紋考勤機硬件結構組成原理框圖。
由圖3可知，指紋考勤機的硬件是以單片機為中心進行設計的。指紋考勤系統除了C8051F930單片機外，還有指紋識別模塊、液晶顯示器模塊、4x4鍵盤矩陣模塊、大容量存儲器模塊、實時時鐘模塊、無線通訊接口模塊等幾個部分。
（1）指紋識別模塊
本系統采用的是VFDA02指紋識別模塊，該模塊包括指紋采集器和指紋處理單元兩大結構，使用簡單的PLD可編程邏輯連接電路控制光學采集器。VFDA02部分性能參數如表2所示。
（2）人機接口
鍵盤矩陣、顯示器和蜂鳴器是一般人機交互接口設備，如圖3所示，鍵盤采用4x4行列式的接口設計，顯示器采用LCD液晶顯示模塊。
（3）無線通信接口模塊
無線通訊接口是指紋考勤機與管理PC機通訊的無線通道，本系統的通信接口采用無線通信模塊Si4432。
（4）大容量數據存儲器
因為考勤數據必須在一段時間內保存備查，大容量數據存儲器主要是用來保存平時的考勤記錄數據，且斷電不丟失數據，因此選用EPROM芯片作為系統的大容量數據存儲器，本系統中的存儲器可以存儲6000余條考勤記錄。
3.2軟件系統功能模塊設計
如圖4所示是基于無線指紋識別考勤系統的軟件系統功能模塊結構框圖，由圖4可以看出，軟件系統功能模塊主要包含有指紋數據庫、指紋圖像采集處理模塊、指紋比對算法模塊、考勤管理模塊及考勤統計模塊等幾個部分組成。
軟件系統功能模塊中各子模塊及其功能見表3所示。
系統管理員通過指紋登陸成功后，則進入考勤管理系統，系統管理員可以進行系統設置、考勤管理或考情統計等操作。如圖4是軟件系統中的考勤管理功能模塊主頁截圖。實現圖4中的“設置”這一功能模塊的部分代碼如下：
4結束語
常見的生物識別技術范文6
【 關鍵詞 】 指紋識別；嵌入式系統；圖像處理
1 引言
自動指紋識別系統（AFIS）是利用人體固有的生物特征——指紋來進行身份的辨識。指紋由于其具有唯一性和穩定性的特點，在對個人信息安全要求比較高的領域可發揮其優勢。研究自動指紋識別系統，將嵌入式技術與指紋識別技術結合起來，充分發揮各自的優勢，提高信息安全認證的自動化程度，具有較高的應用價值。
2 基于Linux的嵌入式開發平臺
嵌入式系統的開發平臺由硬件和軟件構成。硬件部分包括嵌入式處理器、接口、存儲器、外設、顯示屏等。軟件部分包括嵌入式操作系統、設備驅動程序以及應用軟件等。
本文所開發系統選用Linux嵌入式操作系統，它具有強大的管理功能、可裁剪性以及極好的網絡傳輸功能。近年來，由于Linux操作系統的開源特征、穩定性、可開發性，以及各大廠家相繼推出的基于ARM的微處理器的支持，使得基于Linux的嵌入式系統研發發展迅速。從軟件的角度來看，嵌入式Linux系統通?？梢苑譃樗膫€部分：（1） 加載引導程序Bootloader；（2） 定制內核，根據系統實際工作需求裁剪、移值后的定制內核及控制參數；（3） 文件系統，主要包含根文件系統和構建于Flash閃存設備上的其它文件系統；（4） 驅動程序和用戶應用程序。
3 嵌入式指紋識別系統的架構
硬件框架圖如圖1所示，系統主要硬件中的核心處理器采用一款基于ARM920T內核的16/32位RISC嵌入式處理器S3C2410；SDRAM使用的是兩片三星公司生產的K4S561632C-TC75芯片構建32位的SDRAM存儲系統；Flash采用容量為64M的三星公司生產的K9F1208UDM-YC80芯片；LCD顯示屏選擇夏普公司生產的3.5英寸TFT液晶屏LQ035Q7DB02，該顯示屏具有320×240個像素，白色LED背光；選用RTL8019AS作為以太網控制芯片；指紋傳感器采用FPS200電容式指紋傳感器。由于指紋識別對系統實時性的要求比較高，故本文是通過硬中斷來實現實時響應。
軟件結構上分為三層：底層是系統硬件；中間層為嵌入式操作系統；上層是應用軟件，用來實現用戶與系統信息的交互，如進行指紋的采集、識別以及身份驗證后的執行控制等操作。
4 自動指紋識別系統的設計
因為嵌入式系統自身的特點，一般不可能配置很大的存儲設備和色彩豐富的GUI界面，故其開發環境一般都需要安裝在PC上，而通過工具鏈（Toolchain）交叉編譯構建生成的最終目標文件可以運行在相應的嵌入式目標平臺上。
（1）指紋識別的基本思想
指紋是手指表面脊和谷的映像組合，是典型的紋理圖像，其大部分區域是由互相近似平行的紋線組成。每個人的指紋圖像都具有自身獨特的特征，這一特征取決于其局域脊線特征及其相互關系。美國FBI提出的細節模型將指紋最顯著特征分為脊線終點和分叉點，這兩種特征占指紋全部特征的90%以上，每一枚清晰的指紋一般含有40～100個這樣的細節點。本系統就是依賴這些局部脊線特征及其關系進行指紋細節點的提取和匹配。
（2）指紋圖像的采集
指紋圖像的采集獲取是自動指紋識別系統（AFIS）的關鍵部分，其通過指紋傳感器來完成。指紋傳感器的工作原理就是將指紋所具有的生物特征經過檢測提取后轉化為系統可以識別的圖像信息。本系統采用FPS200 CMOS指紋傳感器，其表面運用Veridicom公司專利技術而制成，可防止各種物質對芯片的劃傷、腐蝕等，它能承受超過8KV的靜電放電（ESD），因此可應用在苛刻的環境下。在指紋采集過程中，可以根據芯片反饋信息調節電容放電時間等參數，從而增強其靈敏度。傳感器提供USB接口、SPI接口和8位數據總線接口，本系統采用SPI接口來進行圖像的采集。
（3）指紋圖像的預處理
通過指紋傳感器獲得的圖像仍有很多噪音，這主要由于手指與傳感器的不均勻接觸、設備自身噪聲以及手指的傷疤等問題引起的。因此，要得到清晰的指紋，必須對指紋圖像進行預處理，即圖像增強。
1）圖像的歸一化：調整指紋圖像的灰度均值和方差接近期望的均值和方差，歸一化不改變脊線和谷線的清晰度，但可以減少沿著脊線和谷線方向上灰度的變化。
2）圖像分割：通過自適應的局部閾值圖像分割方法進行圖像分割。
3）圖像的方向場及方向濾波：通過掩模法確定圖像的方向場，采用同時具有頻率選擇和方向選擇的Gabor濾波器來增強指紋圖像并進行方向濾波。
4）二值化：采用方向圖法對圖像進行二值化處理，該方法簡單快速，二值化后的線條平滑。
5）細化及細化后的處理：采用基于形態學的細化算法，利用邏輯規則來進行細化，但細化后的指紋會有有許多毛刺，故引入四個對角方向的消除模板以平滑指紋。
（4）特征提取
細節特征是指指紋脊線的突變位置，一般常見的有端點、分叉點、環點、孤立點、短紋等。根據FBI的建議，指紋識別一般只選用脊線的端點和分叉點作為細節特征。本文采用從指紋細化圖像上提取節點信息的方法，采用3×3模板考察每個像素及其8鄰域的取值，來確定該像素可否為特征點及其類型、位置。對指紋識別過程中的偽特征：毛刺、短線、斷線、叉連、小環等，采用紋線跟蹤技術及方向圖法對偽特征點進行判別和清除。
（5）特征匹配
指紋特征的匹配是將采集到的指紋特征值與指紋數據庫中所存儲指紋的特征值進行比對，實現指紋的驗證/辨識。由于指紋圖像采集時會有平移、旋轉和非線性形變，手指表面干濕、臟污情況，以及指紋采集設備的精度差異，這些都將影響到指紋特征提取和匹配的效果。本系統采用改進的指紋匹配算法，即首先通過Pincare索引數值法檢測出其中心點，然后對于非中心點的指紋紋形采用一個基于點模式的特征匹配算法；對于無中心點的指紋，采用分叉點來尋找參考點的方法進行特征匹配。若兩幅指紋有達到一定閾值（一般為12點以上）匹配成功，則可以認定為同一指紋。
最后，在系統上設計相應的應用程序界面及入口，以及建立后臺指紋比對數據庫，改寫系統腳本文件etc/profile，使程序可自動啟動。
5 結束語
近年來，隨著指紋傳感器等硬件價格的不斷降低以及功能的日益強大，指紋識別技術的應用領域將不斷擴大。本文所設計的嵌入式自動指紋識別系統已經初步實現指紋驗證的整體功能，為今后相關領域的研究開發提供了一定的模式借鑒。
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