生物特性識(shí)別技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：生物特性識(shí)別技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：生物特征；RFID；電子護(hù)照；安全性

隨著生物特征識(shí)別技術(shù)和數(shù)字加密技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，生物特征電子護(hù)照應(yīng)運(yùn)而生。簡(jiǎn)單地說(shuō)，生物特征電子護(hù)照是在傳統(tǒng)護(hù)照中嵌入電子芯片，并在芯片中存儲(chǔ)持照人基本資料和生物特征信息的新型旅行證件。

1 生物特征電子護(hù)照應(yīng)用現(xiàn)狀

在ICAO頒布標(biāo)準(zhǔn)之前，早在1998年馬來(lái)西亞護(hù)照就已經(jīng)使用了生物特征電子護(hù)照。截至2013年，亞太地區(qū)已經(jīng)有中國(guó)、日本、印度、澳大利亞、韓國(guó)、新加坡、土耳其、伊朗、泰國(guó)、菲律賓、黎巴嫩、巴基斯坦、伊拉克、馬來(lái)西亞、文萊、塔吉克斯坦、新西蘭、中國(guó)香港、中國(guó)澳門(mén)、臺(tái)灣地區(qū)等十多個(gè)國(guó)家使用了生物特征電子護(hù)照。歐洲地區(qū)，歐盟成員國(guó)為確保個(gè)人身份證明的可靠性達(dá)成一致共識(shí)，要求各國(guó)必須在2010年3月前啟用包含指紋的生物特征電子護(hù)照。目前，歐洲絕大多數(shù)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始使用生物特征電子護(hù)照，其中有代表性的有德國(guó)、俄羅斯、奧地利等。在美洲，美國(guó)、加拿大、巴西、委內(nèi)瑞拉等國(guó)也開(kāi)始使用生物特征電子護(hù)照。在非洲，生物特征電子護(hù)照已在西部非洲和南非等地推廣開(kāi)來(lái)。

2 生物特征電子護(hù)照技術(shù)現(xiàn)狀

生物特征電子護(hù)照之所以在不長(zhǎng)的10年間，得到廣泛的應(yīng)用，與它使用的生物特征識(shí)別技術(shù)和電子加密技術(shù)不無(wú)關(guān)系。

生物特征識(shí)別技術(shù)（Biometric Identification Technology）是利用人體生物特征進(jìn)行身份辨認(rèn)的一種技術(shù)。生物特征是唯一可自動(dòng)識(shí)別和驗(yàn)證人體的生理特性或行為方式，分為生理特征和行為特征，主要的生物特征有指紋、面相、虹膜、掌紋、步態(tài)、耳廓等。另外生物特征電子護(hù)照采用電子芯片作為其生物特征信息存儲(chǔ)和數(shù)字加密的載體。它所使用的芯片比標(biāo)準(zhǔn)的RFID要復(fù)雜，同時(shí)讀寫(xiě)距離也較一般的RFID芯片要短，以Infineon（英飛凌）公司的芯片為例，其讀取距離僅限于10.5厘米之內(nèi)。采用電子芯片的護(hù)照可進(jìn)行數(shù)字加密，要侵入芯片必須知道它是如何加密和進(jìn)行程序化的，這樣便有效增加了外部破解的難度，提高了護(hù)照的安全強(qiáng)度。

隨著應(yīng)用的推廣和科技的進(jìn)步，生物特征電子護(hù)照也歷經(jīng)了技術(shù)的革新。2006年，國(guó)際民航組織推出了電子護(hù)照的第一版技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選定面像作為必選的生物特征，指紋和虹膜作為可選的生物特征。2007年， 國(guó)際民航組織建立了公鑰簿（Public Key Directory，簡(jiǎn)稱(chēng)PKD），公鑰簿為各有關(guān)國(guó)家和地區(qū)電子護(hù)照的驗(yàn)證提供了便利的技術(shù)平臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)頒布后，生物特征電子護(hù)照在世界各國(guó)普及開(kāi)來(lái)，這一階段的護(hù)照芯片中主要存儲(chǔ)有持照人的身份和面像信息，同時(shí)被稱(chēng)為第一代電子（生物特征）護(hù)照。而近些年來(lái)，提高護(hù)照防偽特性的呼聲日益高漲，僅有持照人的面像信息已不能滿足防偽需要，各國(guó)開(kāi)始考慮在電子護(hù)照中添加指紋等唯一性生物特征信息。目前，德國(guó)等部分歐盟國(guó)家開(kāi)始頒發(fā)含有持照人指紋信息的生物特征電子護(hù)照，稱(chēng)之為第二代電子（生物特征）護(hù)照。

3 生物特征電子護(hù)照安全性分析

盡管使用生物特征技術(shù)和數(shù)字加密技術(shù)，生物特征電子護(hù)照相比傳統(tǒng)護(hù)照擁有更高的防偽能力，但因?yàn)樯锾卣骷夹g(shù)和電子芯片本身存在的技術(shù)缺陷和安全隱患，仍然導(dǎo)致生物特征電子護(hù)照在應(yīng)用中仍然存在一些難以回避的問(wèn)題。

3.1 生物特征識(shí)別技術(shù)的識(shí)別率影響生物特征電子護(hù)照的使用

不論是第一代還是第二代生物特征電子護(hù)照，它們都存儲(chǔ)了持照人的面像信息作為生物識(shí)別的信息依據(jù)，但面像識(shí)別技術(shù)受客觀因素的影響較大，當(dāng)拍攝光源不足時(shí)，面部識(shí)別的錯(cuò)誤率可達(dá)50%，即使在一切光源符合條件的情況下，其準(zhǔn)確率也只能達(dá)到90%。同時(shí)為了提高面部識(shí)別率，一些國(guó)家規(guī)定旅客拍攝護(hù)照相時(shí)嚴(yán)禁露齒而笑，必須露出整個(gè)臉龐、表情端莊、嘴唇緊閉，嚴(yán)禁申請(qǐng)人對(duì)著鏡頭做鬼臉，其他一些規(guī)定還包括相片中人的眼睛要睜開(kāi)及清楚可見(jiàn)，頭發(fā)不能遮掩眼睛，佩戴眼鏡者鏡片不能反光，鏡框亦不能遮眼睛等等，這些限制都會(huì)影響到生物特征電子護(hù)照的正常使用。另一方面，指紋識(shí)別技術(shù)相對(duì)成熟，其識(shí)別成功率高達(dá)99.6%。盡管如此，考慮到個(gè)人指紋的隱私特性，只有少數(shù)國(guó)家立法在第二代生物特征電子護(hù)照中使用指紋信息，其普及程度仍然相對(duì)較低，很難解決生物特征電子護(hù)照有可能存在識(shí)別率不高的問(wèn)題。

3.2 現(xiàn)有生物特征技術(shù)在一定條件下可以進(jìn)行偽造識(shí)別，對(duì)護(hù)照的安全構(gòu)成了較大風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)媒體報(bào)道，一位日本數(shù)學(xué)家在曾多次對(duì)市場(chǎng)上使用的生物識(shí)別儀進(jìn)行偽造識(shí)別。他用不干膠條粘貼使用過(guò)的玻璃杯，獲得了玻璃杯上殘留的指紋樣品，接著再根據(jù)指紋樣品制造假的手指；法國(guó)國(guó)防秘書(shū)處信息安全指揮中心專(zhuān)家菲利浦?沃爾夫也指出，通過(guò)合適的儀器收集某人眼部的圖像特征，然后進(jìn)行偽造，就可以通過(guò)虹膜識(shí)別儀的識(shí)別。因此偽造假的生物特征也給生物特征電子護(hù)照的安全性能敲響了警鐘。

3.3 由于護(hù)照芯片廠家不統(tǒng)一導(dǎo)致護(hù)照的誤讀、讀取信息不完整或讀取失敗

一項(xiàng)檢測(cè)表明，一些讀卡器無(wú)法檢測(cè)出電子護(hù)照芯片的存在，許多設(shè)備能檢測(cè)出芯片，但是無(wú)法讀取資料，或者對(duì)預(yù)期能顯示的信息內(nèi)容含糊不清。造成這種測(cè)試結(jié)果的原因是盡管芯片及讀卡器的供應(yīng)商都依據(jù)ISO 14443 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，但將眾多廠家的技術(shù)統(tǒng)一在一起仍然是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，以致技術(shù)人員仍然需要為讀取某些護(hù)照而調(diào)試讀卡器。

3.4 為保證生物特征電子護(hù)照的真實(shí)性完整性而設(shè)置的多種安全機(jī)制也存在漏洞

國(guó)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)通過(guò)對(duì)生物特征電子護(hù)照的各種安全機(jī)制進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)建立在PKI、數(shù)字簽名以及智能卡技術(shù)基礎(chǔ)上的多種安全手段，并不是牢不可破的，可能會(huì)存在有安全漏洞。

4 如何增強(qiáng)電子護(hù)照安全性的幾點(diǎn)建議

4.1 實(shí)施可選安全機(jī)制，特別是擴(kuò)展訪問(wèn)控制

目前ICAO僅規(guī)定了被動(dòng)認(rèn)證是強(qiáng)制使用的安全手段，其他都是可選項(xiàng)，這對(duì)于真實(shí)實(shí)施的生物特征電子護(hù)照方案是相當(dāng)不利的。主動(dòng)認(rèn)證、基本訪問(wèn)控制、擴(kuò)展訪問(wèn)控制的加入，將較大幅度地增加護(hù)照的安全性，特別是為了保護(hù)生物特征數(shù)據(jù)不被隨意讀取和濫用，擴(kuò)展訪問(wèn)控制應(yīng)當(dāng)成為必須增加的保護(hù)手段。

4.2 及時(shí)獲取和更新證書(shū)

在電子護(hù)照的整個(gè)安全體系中，數(shù)字簽名和PKI體系是其安全基石，而相應(yīng)的各類(lèi)證書(shū)的真實(shí)有效性關(guān)系到整個(gè)體系的安全性。目前的體系中，通過(guò)ICAO的公鑰簿以及其他外交途徑傳遞的各類(lèi)證書(shū)，其安全性和實(shí)時(shí)性都有待改進(jìn)和提升，應(yīng)該研究其他更優(yōu)方案。

第2篇：生物特性識(shí)別技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞] 指紋識(shí)別技術(shù) 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 感性工學(xué)

一、概述

生活在信息化的時(shí)代里,無(wú)論是到銀行取錢(qián)或者辦理各種業(yè)務(wù)還是在互聯(lián)網(wǎng)上注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或者購(gòu)物,都需要進(jìn)行相關(guān)的身份認(rèn)證,而傳統(tǒng)的身份認(rèn)證技術(shù)在各種高科技手段盜取密碼、復(fù)制磁卡甚至身份證件偽造等手段的威脅下,逐漸表現(xiàn)得有些力不從心。通過(guò)網(wǎng)上銀行竊取存款、重要商業(yè)文件資料被人拷貝等等的報(bào)道已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮,因此,需要將更加高新的身份識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到我們的生活中,從而才能保障我們的資產(chǎn)、資料或者隱私的絕對(duì)安全。對(duì)于指紋,人們是再熟悉不過(guò)了,每個(gè)人都有著自己的不同指紋,即使是由于外傷破壞了它,新長(zhǎng)出的皮膚紋路依然不會(huì)改變。由于指紋具有獨(dú)一無(wú)二性和不變性,因此在二十世紀(jì)六十年代,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,科研人員開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)對(duì)指紋圖形進(jìn)行分析處理,指紋識(shí)別技術(shù)的系統(tǒng)研究便由此展開(kāi)。

二、指紋識(shí)別技術(shù)分析

1.指紋識(shí)別是成熟的生物身份識(shí)別技術(shù)

生物身份識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)單地說(shuō),它是通過(guò)人體的生物特征來(lái)建立起人機(jī)之間的感性認(rèn)知與交互,實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別的一種技術(shù)。目前,用于身份識(shí)別的生物特征主要有指紋、聲紋、DNA、面像、虹膜、筆跡、掌紋、耳形、手形、氣味、視網(wǎng)膜等。表1表明每一種生物特征在普遍性、獨(dú)特性、穩(wěn)定性、可采集性、準(zhǔn)確性、可接受性、安全性等方面斗占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

其中指紋識(shí)別技術(shù)具有唯一性、終生不變性、安全性、可靠性、非侵害性等特性,成為應(yīng)用最廣泛的生物識(shí)別技術(shù),圖1為國(guó)際生物組織IBG(International Biometric Group)2004年生物市場(chǎng)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),從圖中可以看出,基于指紋的生物識(shí)別技術(shù)占了近50%的市場(chǎng)份額。

圖1 2004年度各種生物識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品利潤(rùn)的市場(chǎng)份額

2.指紋識(shí)別技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

指紋識(shí)別產(chǎn)品已近走入了人們的生活,例如出入關(guān)需要按指紋、開(kāi)門(mén)需要按指紋、上班考勤需要按指紋、使用手機(jī)需要按指紋以及使用電腦需要按指紋等等,指紋識(shí)別已經(jīng)與人們的生活息息相關(guān),指紋識(shí)別技術(shù)在全球范圍內(nèi)已經(jīng)徹底拉開(kāi)了“指紋時(shí)代”的序幕。

(1)指紋識(shí)別技術(shù)在銀行中的應(yīng)用。銀行存款密碼被人竊取、破譯或者遺忘,身份證假造等問(wèn)題的層出不窮,使得指紋識(shí)別技術(shù)在銀行中得到應(yīng)用。例如銀行指紋ATM、智能銀行卡、銀行柜臺(tái)服務(wù)人員使用的電子設(shè)備等都采用指紋身份識(shí)別認(rèn)證技術(shù)。2005至2006年,日本Joyo、Mie等銀行相繼發(fā)行能夠存儲(chǔ)用戶(hù)指紋或掌紋的銀行卡,配合指紋識(shí)別ATM提高客戶(hù)安全體驗(yàn)。2005年,上海浦發(fā)銀行率先在國(guó)內(nèi)推出指紋柜臺(tái)存取款業(yè)務(wù),同年全球首家虛擬銀行SFNB開(kāi)始實(shí)施指紋識(shí)別安全項(xiàng)目,此時(shí)美國(guó)聯(lián)邦存款保險(xiǎn)公司(FDIC)規(guī)定成員機(jī)構(gòu)必須實(shí)施雙因子認(rèn)證方案,雙因子包含動(dòng)態(tài)密碼、指紋或筆跡簽定等,如圖2,用戶(hù)通過(guò)指紋進(jìn)行業(yè)務(wù)交易,代替了繁瑣而且眾多的密碼,不再需要去管理和記憶密碼。

圖2 指紋ATM和智能銀行卡

(2)指紋識(shí)別技術(shù)在IT產(chǎn)品中的應(yīng)用。個(gè)人隱私或者商業(yè)秘密的電子文檔資料等常常會(huì)被別人偷偷拷貝,對(duì)受害者造成了極大的心理壓力和經(jīng)濟(jì)損失。指紋識(shí)別技術(shù)在電腦、存儲(chǔ)卡等IT產(chǎn)品中的應(yīng)用,使得上述問(wèn)題迎刃而解,如圖3。指紋的唯一性和穩(wěn)定性,確保了自己的資料不會(huì)被別人任意讀取、修改、刪除,省去了很多地方都需要使用密碼的步驟,例如windows登錄,電子銀行帳戶(hù)、文件加密等,在進(jìn)行用戶(hù)的身份認(rèn)證和訪問(wèn)控制的實(shí)際操作中,給使用者帶來(lái)更多的安全保障和方便。

圖3 指紋識(shí)別技術(shù)在IT產(chǎn)品中應(yīng)用

三、指紋識(shí)別技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1.指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)越性

(1)可靠性:可靠性是身份識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。識(shí)別技術(shù)依賴(lài)于識(shí)別特征信息的提取。識(shí)別特征中所包含的信息越多,就越能夠真實(shí)地反映該身份識(shí)別特征的實(shí)際情況,也就越可靠。指紋樣本便于獲取,并且特征明顯,而且具有極大的普遍性(人人都有指紋),易于開(kāi)發(fā)識(shí)別系統(tǒng),實(shí)用性強(qiáng)。

(2)穩(wěn)定性:穩(wěn)定性是身份識(shí)別技術(shù)應(yīng)用前景的保證。穩(wěn)定性是指識(shí)別特征是否會(huì)隨著環(huán)境和時(shí)間的變化而發(fā)生變化,是否能保持同一性。指紋不會(huì)隨著人的年齡的增長(zhǎng)或身體健康程度的變化而變化的特性,是指紋識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用的重要前提。

(3)人身安全:人身安全是目前國(guó)際上都非常重視的一個(gè)問(wèn)題,它是識(shí)別技術(shù)取舍的前提。指紋是人身體與生俱來(lái)的一部分,自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù),只需輕輕一按,就可以完成操作,保證了人身安全的同時(shí),體現(xiàn)了操作便捷的優(yōu)勢(shì)。

(4)便利性:便利性是身份識(shí)別技術(shù)中非常重視的條件,指紋識(shí)別過(guò)程的可靠、準(zhǔn)確、方便、快捷,正是目前國(guó)內(nèi)、國(guó)際身份識(shí)別領(lǐng)域所追求的目標(biāo)。

2.指紋識(shí)別技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)策略

指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用大大便利了人們的生活,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品過(guò)程中,應(yīng)該從安全性、易操作性、美觀性、經(jīng)濟(jì)性等幾個(gè)方面進(jìn)行全方位的考慮。

(1)確保安全性:產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采用高新技術(shù),要充分考慮此項(xiàng)技術(shù)安全性的問(wèn)題。操作的安全性首當(dāng)其沖,人身安全是第一位。指紋是人身體的一部分,用戶(hù)在操作時(shí),只需輕輕一按,即可完成操作,不會(huì)對(duì)人體造成傷害。另外產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮產(chǎn)品不被破壞的安全性問(wèn)題。

(2)易操作性:方便快捷的操作體驗(yàn)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要前提。因此,指紋識(shí)別產(chǎn)品設(shè)計(jì)充分利用感性工學(xué)原理,使用戶(hù)在操作產(chǎn)品時(shí)是一種享受的過(guò)程。通過(guò)指紋識(shí)別技術(shù)建立起人機(jī)之間的感性認(rèn)知與交互,輔以人性化的操作界面設(shè)計(jì),建立起人機(jī)互動(dòng)的關(guān)系,讓機(jī)器可以讀懂身體的語(yǔ)言,展示體驗(yàn)式設(shè)計(jì)的一面。

(3)美觀與實(shí)用并重:成功的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要有美觀大方的造型設(shè)計(jì),這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師一直所不斷追求和努力的方向。因此在應(yīng)用指紋識(shí)別技術(shù)時(shí),要考慮指紋識(shí)別芯片與機(jī)體的關(guān)系。傳感器要和機(jī)體造型溶為一體,相互襯托對(duì)比,協(xié)調(diào)共存。材料上,在滿足機(jī)體強(qiáng)度的前提下,要有較好的視覺(jué)效果和操作的舒適。

(4)保證經(jīng)濟(jì)性:任何產(chǎn)品設(shè)計(jì)都要考慮消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)力的問(wèn)題,因此在做產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能的從材料、結(jié)構(gòu)、工藝、技術(shù)等角度降低開(kāi)發(fā)成本。指紋識(shí)別技術(shù)是當(dāng)前非常成熟的生物識(shí)別技術(shù)原因之一就是其低廉的價(jià)格,因此在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),為設(shè)計(jì)師提供了更加廣闊的設(shè)計(jì)空間。

四、指紋識(shí)別技術(shù)為產(chǎn)品創(chuàng)新帶來(lái)的新機(jī)遇

目前,國(guó)外很多地區(qū)出入境都要按指紋進(jìn)行身份識(shí)別認(rèn)證,甚至是幼兒園接送孩子都要通過(guò)指紋認(rèn)證,但是在國(guó)內(nèi),指紋識(shí)別技術(shù)僅僅是在部分專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域被大量應(yīng)用,例如銀行金融行業(yè)等,未來(lái)國(guó)內(nèi)也會(huì)普及指紋ATM提款機(jī)等面向大眾的銀行業(yè)務(wù)?，F(xiàn)在,人們已經(jīng)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到了指紋識(shí)別技術(shù)的優(yōu)越性,市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)指紋識(shí)別門(mén)禁、指紋識(shí)別電腦、指紋識(shí)別智能銀行卡等產(chǎn)品,但是民用指紋識(shí)別產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)才剛剛起步,有很多領(lǐng)域都需要指紋識(shí)別技術(shù)的介入,為它注入新的發(fā)展動(dòng)力,例如現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物已經(jīng)成為年輕一族的購(gòu)物途徑之一,如果把指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用其中,那么就會(huì)大大提高消費(fèi)的安全系數(shù),網(wǎng)購(gòu)業(yè)務(wù)也會(huì)提升到一個(gè)新的高度。指紋識(shí)別技術(shù)的為產(chǎn)品設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展帶來(lái)了更寬更廣的空間,產(chǎn)品設(shè)計(jì)師應(yīng)把握住這一趨勢(shì),創(chuàng)造出更多更好的產(chǎn)品,為人們的生活服務(wù)。

五、結(jié)語(yǔ)

指紋技術(shù)將會(huì)刷新現(xiàn)代化生活方式。將指紋識(shí)別技術(shù)用應(yīng)到產(chǎn)品設(shè)計(jì),可以大大提高人們的生活質(zhì)量,為人們的財(cái)產(chǎn)、隱私乃至人身安全提供強(qiáng)而有力的保障。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師應(yīng)主動(dòng)出擊,將指紋識(shí)別技術(shù)融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去,創(chuàng)造處一種全新的高科技生活方式,將人們的工作、生活、學(xué)習(xí)升級(jí)到更加便捷、更加安全的狀態(tài)。指紋識(shí)別技術(shù)對(duì)中國(guó)生物識(shí)別產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有劃時(shí)代意義。

參考文獻(xiàn):

第3篇：生物特性識(shí)別技術(shù)范文

人手長(zhǎng)度、寬度、厚度以及外形輪廓等方面都存在差異，并且可以在較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)保持不變，也是手部識(shí)別技術(shù)常用的生物特征之一。常見(jiàn)的手形識(shí)別方式為二維與三維手形識(shí)別，二維識(shí)別只包括手指與手掌二維平面幾何特征，而三維識(shí)別則是包含整個(gè)手部三維立體特征。此種識(shí)別技術(shù)對(duì)圖像品質(zhì)要求比較低，可以有效降低識(shí)別設(shè)備成本；算法簡(jiǎn)單，匹配速度更快；注冊(cè)成功率比較高，基本上很少出現(xiàn)無(wú)法錄入數(shù)據(jù)庫(kù)的情況。但是手形特征數(shù)據(jù)并不豐富，在區(qū)分的效果上成功率比較低，尤其是一對(duì)多的情況下效率更低；識(shí)別時(shí)要求手掌與檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行大面積接觸，存在較為嚴(yán)重的衛(wèi)生問(wèn)題；假肢偽造容易。

2掌紋識(shí)別

掌紋即手掌面上深淺褶皺與紋路的總稱(chēng)，不同個(gè)體差異比較明顯。選擇此種生物特征進(jìn)行識(shí)別，特征信息比較豐富，可以提取研究多種特征，并且主線特征明顯，具有較高的辨識(shí)度與抗干擾特點(diǎn)。另外，此項(xiàng)特征對(duì)采集設(shè)備的精度要求比較低，可以有效降低開(kāi)發(fā)成本。但是選擇利用此種生物特征進(jìn)行識(shí)別，因?yàn)檎萍y在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生變化，影響識(shí)別效果，并且掌紋特征更易被復(fù)制與偽造，在實(shí)際應(yīng)用上安全級(jí)別比較低。

3多模態(tài)手部生物特征識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)措施分析

3.1手部生物特征識(shí)別流程

以指紋、指靜脈等識(shí)別流程為例，首先要對(duì)同一手指手指紋圖像、手指靜脈圖像進(jìn)行采集，并分別提取可以代表手指紋圖像與手指靜脈圖像生物特征的特征向量，對(duì)此向量進(jìn)行存儲(chǔ)，完成存儲(chǔ)樣本數(shù)據(jù)的注冊(cè)。然后，對(duì)當(dāng)前生物特征進(jìn)行采集，并將其轉(zhuǎn)化為特征向量與樣本庫(kù)中的特征向量進(jìn)行全面比較，并計(jì)算得出最終識(shí)別結(jié)果。在識(shí)別過(guò)程中要對(duì)同一手指手指紋圖像、手指靜脈圖像進(jìn)項(xiàng)預(yù)處理，并提取同一個(gè)體的相應(yīng)特征向量，兩者進(jìn)行獨(dú)立的特征匹配，并得到各自的多模態(tài)融合，最終采取將做小距離分類(lèi)器完成身份的識(shí)別與判決。

3.2圖像采集設(shè)備

圖像采集設(shè)備是整個(gè)生物特征識(shí)別過(guò)程中的重要組成部分，其工作原理主要就是根據(jù)血管吸收近紅外光特性，搭建出一個(gè)可行性高的采集裝置。其中硬件采集裝置所得圖像質(zhì)量高低會(huì)直接影響到后期生物特征識(shí)別的效果，因此在進(jìn)行多模態(tài)手部生物特征識(shí)別技術(shù)的研究時(shí)，必須要做好此方面的工作。以靜脈成像為例，應(yīng)做好光源的選擇，如紅外LED成本低廉，其光譜分布為半峰帶寬約40nm左右窄帶分布，中心波長(zhǎng)為830nm~950nm之間，利用黑白CCD相機(jī)即可獲得相應(yīng)信息。對(duì)于光源的確定，應(yīng)以滿足實(shí)際識(shí)別設(shè)計(jì)要求為基礎(chǔ)，保證光譜波長(zhǎng)的合理性。

3.3多模態(tài)融合算法

基于多模態(tài)識(shí)別數(shù)據(jù)獲取方式以及處理順序，多模態(tài)算法主要包括并行與連續(xù)兩種結(jié)構(gòu)，其中連續(xù)結(jié)構(gòu)又稱(chēng)為層疊結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，可以按照順尋依次來(lái)進(jìn)行，并且前一個(gè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果會(huì)對(duì)后一個(gè)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果產(chǎn)生影響。而并行結(jié)構(gòu)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，都是采取的單獨(dú)進(jìn)行方式，各項(xiàng)數(shù)據(jù)之間不存在影響，只需要在運(yùn)算最后將各結(jié)果進(jìn)行融合。如果選擇用連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)算，整個(gè)過(guò)程效率更高。在運(yùn)算時(shí)如果上一個(gè)數(shù)據(jù)處理效果可以滿足系統(tǒng)要求，則后面的數(shù)據(jù)就可以不必在繼續(xù)進(jìn)行處理，避免了不必要運(yùn)算造成的時(shí)間浪費(fèi)。并且選擇用此種運(yùn)算方式，可以提高多模態(tài)生物識(shí)別系統(tǒng)的可靠性，并行考慮每一處數(shù)據(jù)處理模塊，可以有效降低誤識(shí)率。

4結(jié)束語(yǔ)

第4篇：生物特性識(shí)別技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】生理特征；行為特征；鑒定

隨著越來(lái)越多的電子設(shè)備不斷進(jìn)入日常生活，傳統(tǒng)使用口令、密碼或身份證號(hào)等來(lái)辨識(shí)身份的方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)安全性和便利性的渴求。生物特征識(shí)別技術(shù)不再需要身份證號(hào)或密碼，也免去隨身攜帶智能卡之類(lèi)物件的煩惱，它是根據(jù)人自身所擁有的東西，是人的個(gè)體特性，目前生物識(shí)別市場(chǎng)正處于快速增長(zhǎng)當(dāng)中。

1生物特征識(shí)別技術(shù)的歷史

最早采用生物特征來(lái)鑒定人的身份可追溯到古埃及人采用測(cè)量人的尺寸來(lái)鑒定身份。指紋識(shí)別起源于古代的中國(guó)，而在美國(guó)和西歐，指紋識(shí)別技術(shù)也使用了有一百多年。1986年從事掌紋識(shí)別的RecognitionSystem,Inc.成立。1987年Drs.Flom&Safir研究虹膜獲得專(zhuān)利。1990年從事簽字識(shí)別的PenOp，Inc.在英國(guó)成立。1994年Drs.Atick,Griffin成立了從事人臉識(shí)別的Vi?sionicsCorp。

2生物特征識(shí)別技術(shù)的發(fā)展

每種生物特征識(shí)別技術(shù)不一定適合所有場(chǎng)合。例如有些人的指紋是很難提取特征的，患白內(nèi)障的人虹膜會(huì)發(fā)生變化等。在對(duì)安全級(jí)別要求較高的領(lǐng)域中，人們往往需要結(jié)合多種生物特征來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的系統(tǒng)識(shí)別，提高鑒別系統(tǒng)的精確度和可靠性是未來(lái)身份鑒別領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。

3生物特征識(shí)別系統(tǒng)的內(nèi)容

生物特征識(shí)別系統(tǒng)一般包括“生物特征采集子系統(tǒng)”“圖像預(yù)處理子系統(tǒng)”“生物特征提取子系統(tǒng)”“生物特征鑒定子系統(tǒng)”和“生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)”，以及系統(tǒng)識(shí)別的對(duì)象——人。在“生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)”中建立了生物特征與相關(guān)身份信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性和可靠性。“生物特征鑒定子系統(tǒng)”通過(guò)模式識(shí)別方法，把待識(shí)別的生物特征與數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)中生物特征進(jìn)行比對(duì)，按照事先確定的篩選條件（閾值）決策來(lái)確定是否匹配成功。

4生物特征識(shí)別技術(shù)的種類(lèi)

生物特征包括生理特征和行為特征，生理特征有指紋、人臉、手形、虹膜、人體氣味和DNA等；行為特征有簽名、聲音、步態(tài)、擊打鍵盤(pán)的力度等。

5基于生理特征的生物識(shí)別技術(shù)

5.1指紋識(shí)別

指紋識(shí)別的優(yōu)勢(shì)是該技術(shù)是較早被開(kāi)發(fā)應(yīng)用的，作為研發(fā)歷史最為長(zhǎng)久的生物識(shí)別技術(shù)是比較成熟的。提取指紋設(shè)備小巧方便，相應(yīng)的價(jià)格成本也比較低。其缺點(diǎn)是指紋的采集是接觸式的，人工操作比較耗時(shí)，可接受性較差，而且指紋也可以通過(guò)手術(shù)或者一些有創(chuàng)手段得以改變或者破壞，因此不是最穩(wěn)定和可靠的身份識(shí)別手段。

5.2人臉識(shí)別

人臉識(shí)別與其它生物特征識(shí)別相比具有以下特點(diǎn)：（1）方便高效，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，人臉識(shí)別可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷以及識(shí)別。（2）非接觸的，用戶(hù)不需要和設(shè)備直接接觸。（3）由于人臉臉部存在相似性，不同個(gè)體的區(qū)別不大，所有人臉的結(jié)構(gòu)都相似。再加上現(xiàn)代妝容技術(shù)的發(fā)展，人臉識(shí)別還是有很大的識(shí)別難度。（4）人臉的易變性，人臉的外形其實(shí)并不穩(wěn)定，可以通過(guò)臉部變化產(chǎn)生很多表情，而在不同的觀察角度，人臉的視覺(jué)圖像差別也較大。此外，人臉識(shí)別還受光照條件等多種因素的影響。

5.3虹膜識(shí)別

虹膜識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)有：虹膜本身具有穩(wěn)定性和唯一性，基本不會(huì)隨著人年齡的增長(zhǎng)而發(fā)生變化；另外同一個(gè)人雙眼的虹膜，包括雙胞胎的虹膜特征都不會(huì)一樣，相似概率為億萬(wàn)分之一，所以虹膜識(shí)別最大的優(yōu)點(diǎn)就是安全性高。在各項(xiàng)生物識(shí)別技術(shù)中，僅次于DNA。當(dāng)然虹膜也有缺點(diǎn)：獲取圖像不是很方便，一般人眼和設(shè)備要保持在20cm-40cm，鏡頭可能產(chǎn)生圖像畸變而使可靠性降低，用戶(hù)交互效果并不很好。另外虹膜識(shí)別技術(shù)依賴(lài)光學(xué)設(shè)備，需要紅外燈配合紅外鏡頭才能取到用于身份識(shí)別的虹膜圖像。不同種族人的虹膜顏色不同，比如亞洲人和非洲人的虹膜是黑色或者棕色。由于很難將圖像獲取設(shè)備的尺寸小型化，設(shè)備造價(jià)高，所以無(wú)法大范圍推廣。

5.4視網(wǎng)膜識(shí)別

有人認(rèn)為視網(wǎng)膜技術(shù)識(shí)別的可靠性和準(zhǔn)確率要高于虹膜識(shí)別，所以基于視網(wǎng)膜的身份識(shí)別技術(shù)也是非?？煽?、值得信賴(lài)的。視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)相似于虹膜技術(shù)，比如無(wú)法偽造，不會(huì)磨損，更不會(huì)老化，也不受疾病影響。缺點(diǎn)是到目前為止還無(wú)法證明在使用視網(wǎng)膜技術(shù)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，是否對(duì)用戶(hù)的健康有影響還需進(jìn)一步確實(shí)。

5.5掌靜脈識(shí)別

用掌靜脈進(jìn)行身份認(rèn)證時(shí)，獲取的是手掌內(nèi)部的靜脈圖像特征，而不是手掌表面的圖像特征。因此，掌靜脈識(shí)別不同于指紋識(shí)別，它不存在因?yàn)槭终票砻娴膿p傷、磨損、干燥或太濕等帶來(lái)的識(shí)別障礙。另外，和人臉識(shí)別技術(shù)相比，掌靜脈識(shí)別時(shí)攝像機(jī)應(yīng)對(duì)不同光照環(huán)境、雙胞胎和化妝等問(wèn)題時(shí)人工智能算法更加容易自我學(xué)習(xí)和調(diào)整。但它也存在一些缺點(diǎn)：（1）手背靜脈的永久性尚未得到證實(shí)。（2）存在無(wú)法成功注冊(cè)登記的可能。（3）采集設(shè)備要求特殊，相關(guān)設(shè)計(jì)比其它生物特征獲取設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格高，難于推廣。（4）由于優(yōu)秀的人工智能算法不多，只有極少數(shù)廠商能應(yīng)對(duì)海量掌靜脈數(shù)據(jù)的瞬時(shí)比對(duì)。

5.6人耳識(shí)別

人耳識(shí)別有基于二維圖像的人耳識(shí)別、基于3D的人耳識(shí)別和耳紋識(shí)別。人耳識(shí)別和常用的幾種生理特征識(shí)別技術(shù)相比有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：（1）人耳識(shí)別相比于虹膜識(shí)別方法其人耳圖像的獲取更加便捷。（2）和人臉識(shí)別方法比較，人耳獲取的圖像要小很多，相應(yīng)顏色也比較一致，因此對(duì)數(shù)據(jù)的處理量更小，更方便。另外，人耳識(shí)別方法不像人臉識(shí)別會(huì)因臉部化妝、表情等變化而受到影響。（3）相比指紋識(shí)別接觸式的獲取方式，人耳圖像非接觸式的采集方法更容易讓人接受。

5.7紅外溫譜圖

由紅外設(shè)備獲取能夠反映人身體各個(gè)部位熱量值的圖像稱(chēng)為溫譜圖。獲取溫譜圖的方法和拍攝普通照片的方法類(lèi)似，它的采集是非接觸式的，非常隱蔽的，更不具侵犯性，所以它的可接受性是比較高的。然而人體的溫譜值不是恒定不變的，它會(huì)受外界環(huán)境的變化而發(fā)生變化。

5.8基因識(shí)別

基因識(shí)別的特點(diǎn)簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是唯一性、強(qiáng)識(shí)別性和防偽。但是它最大的優(yōu)點(diǎn)也是最讓人擔(dān)憂的，因?yàn)樵谥谱鳌盎蛏矸葑C”時(shí)可以測(cè)出這個(gè)人基因有哪些缺陷，有哪些疾病易感基因等，這些都涉及到個(gè)人隱私和倫理上的問(wèn)題。所以基因識(shí)別的可接受性還有待商榷。目前基因識(shí)別是在特定實(shí)驗(yàn)室完成的，耗時(shí)較長(zhǎng)，和其它生物特征識(shí)別技術(shù)比起來(lái)在便利性和及時(shí)性方面是處于劣勢(shì)的。

6基于行為特征的生物特征識(shí)別技術(shù)

6.1簽名識(shí)別

簽名被認(rèn)為是身份識(shí)別的最廣泛的行為特征之一，是人類(lèi)最常見(jiàn)的確認(rèn)他們的身份的社會(huì)和法律認(rèn)可的方式之一。相關(guān)的寫(xiě)作習(xí)慣是在兒童時(shí)期養(yǎng)成的，它們主要受視覺(jué)知覺(jué)、協(xié)調(diào)、靈巧、成長(zhǎng)、寫(xiě)作系統(tǒng)、社會(huì)關(guān)系、寫(xiě)作頻率、教育和民俗等幾個(gè)參數(shù)的影響[1]。因此一個(gè)人的簽名不是一生中都固定不變的，這為簽名識(shí)別的準(zhǔn)確率提高了難度。

6.2步態(tài)識(shí)別

步態(tài)識(shí)別在生物特征識(shí)別技術(shù)研究中算是起步較晚的，目前基于步態(tài)的身份識(shí)別還只是起步階段。和人臉識(shí)別不同的是，步態(tài)識(shí)別不只是采集到人臉圖像就行，它是要采集到步態(tài)圖像的序列，因此它處理的數(shù)據(jù)量比人臉識(shí)別要大很多，應(yīng)用到的算法也復(fù)雜許多。步態(tài)識(shí)別的采集裝置只需要一個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭就行，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。它對(duì)采集的距離要求比人臉識(shí)別低，只要能看清走路的姿態(tài)就行，甚至可以背離攝像機(jī)，這是人臉識(shí)別所不能的；另外它也不需要像人臉識(shí)別那樣具備較好的光照條件，因此使用起來(lái)較為方便。

6.3聲音識(shí)別

聲音識(shí)別與其他生物特征相比優(yōu)勢(shì)在于：（1）聲音提取方便，可在不知不覺(jué)中完成，可接受性強(qiáng)。（2）獲取聲音的設(shè)備簡(jiǎn)單方便，比如麥克風(fēng)，價(jià)格相對(duì)比較低廉。（3）和其它生物特征身份識(shí)別相比可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程身份辨認(rèn)，比如通過(guò)手機(jī)或麥克風(fēng)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登錄。當(dāng)然聲音識(shí)別也有一些缺點(diǎn)：（1）聲音在人不同的年齡或是身體狀況、情緒等情況下獲取會(huì)有所差別。（2）不同的采集設(shè)備或采用不同的信道對(duì)聲音識(shí)別也會(huì)有影響。（3）環(huán)境噪音對(duì)識(shí)別有于擾。（4）混合說(shuō)話情形下，人的聲音特征不易提取。（5）同一個(gè)人的磁帶錄音也能欺騙語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。

7總結(jié)

在上述生物特征識(shí)別技術(shù)中，每種識(shí)別技術(shù)都各自有優(yōu)缺點(diǎn)，在應(yīng)用上難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。所以，在一些安全等級(jí)要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)中，往往會(huì)采用兩種甚至多種生物特征識(shí)別技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證[2]。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，生物識(shí)別將擁有更為廣闊的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

[1]曾曉云.基于探測(cè)網(wǎng)格的離線簽名認(rèn)證方法[J].現(xiàn)代信息科技,2019,3(23):90-92.

第5篇：生物特性識(shí)別技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；人臉識(shí)別技術(shù)；電子銀行；網(wǎng)絡(luò)安全

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 20-0000-02

隨著高科技手段的發(fā)展與應(yīng)用，依靠人的身體特征來(lái)進(jìn)行身份驗(yàn)證的生物識(shí)別技術(shù)很好地解決了這一問(wèn)題。在人臉識(shí)別技術(shù)方面，計(jì)算機(jī)所探索的任務(wù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)識(shí)別相機(jī)攝取的二維圖像，通過(guò)二維圖像來(lái)識(shí)別二維物體信息。這些信息不僅包括二維環(huán)境中物體的幾何信息，還包括物體的形狀、位置、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)等信息，都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)它們進(jìn)行識(shí)別與理解。計(jì)算機(jī)利用各種成像系統(tǒng)代替視覺(jué)器官作為信息的輸入手段，由計(jì)算機(jī)來(lái)代替大腦完成處理和解釋。計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能等學(xué)科的發(fā)展，為利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模擬人類(lèi)的視覺(jué)成為可能。人臉識(shí)別技術(shù)作為生物識(shí)別技術(shù)的一種，以其特有的穩(wěn)定性、唯一性和方便性等特征，被越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用在需要身份識(shí)別的領(lǐng)域。

1 計(jì)算機(jī)在生物識(shí)別技術(shù)和人臉識(shí)別技術(shù)方面的應(yīng)用

1.1 生物識(shí)別技術(shù)

生物識(shí)別技術(shù)是利用人體的生物特征來(lái)進(jìn)行身份驗(yàn)證的一種識(shí)別技術(shù)。由于人的生物特征具有人體所固有的不可復(fù)制的唯一性，因此這一生物特征密鑰是無(wú)法復(fù)制、失竊或遺忘的。采用人體的生物特征作為密鑰，用戶(hù)不但可以不必?cái)y帶大串的鑰匙，也不用費(fèi)心去記或更換密碼，系統(tǒng)管理員更不必因忘記密碼而束手無(wú)策。目前，常用的生物識(shí)別技術(shù)有以下幾種：（1）人臉識(shí)別技術(shù)。人臉識(shí)別技術(shù)是人們最早使用的生物識(shí)別技術(shù)之一。該技術(shù)通過(guò)提取人臉圖像的某些特征并對(duì)這些特征進(jìn)行分析比較，從而達(dá)到識(shí)別身份的目的。（2）虹膜識(shí)別技術(shù)。虹膜識(shí)別技術(shù)利用世界上任何兩個(gè)人的虹膜都是不一樣的特征來(lái)進(jìn)行身份鑒別。識(shí)別系統(tǒng)利用一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)攝影機(jī)對(duì)用戶(hù)的眼睛進(jìn)行掃描，然后將掃描圖像轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料核對(duì)，以驗(yàn)證身份。（3）語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)。語(yǔ)音識(shí)別是對(duì)說(shuō)話者聲音和語(yǔ)言學(xué)的綜合運(yùn)用，是一種行為鑒定。它并不對(duì)詞語(yǔ)本身進(jìn)行辨識(shí)，而是通過(guò)分析語(yǔ)音的特征，例如發(fā)音的頻率等，來(lái)識(shí)別說(shuō)話的人。（4）簽名識(shí)別技術(shù)。簽名識(shí)別是這樣一個(gè)過(guò)程：測(cè)量圖像本身以及整個(gè)簽名的動(dòng)作在每個(gè)字母以及字母之間不同的速度、順序和壓力。（5）指紋識(shí)別技術(shù)。指紋識(shí)別系統(tǒng)就充分利用了指紋的唯一性、穩(wěn)定性和再生性等特點(diǎn)，通過(guò)比較輸入指紋和預(yù)先保存的模板指紋特征，進(jìn)行身份驗(yàn)證。由于上述身份識(shí)別技術(shù)中的缺陷，如虹膜識(shí)別技術(shù)中的虹膜識(shí)別系統(tǒng)的價(jià)格還比較昂貴，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)與簽名識(shí)別技術(shù)會(huì)隨著人的生理特征以及環(huán)境的變化而改變等，計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)得以更廣泛的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

1.2 計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)

計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)分析人臉圖像，進(jìn)而從中提取出有效的識(shí)別信息，用來(lái)“辨認(rèn)”身份的一門(mén)技術(shù)。計(jì)算機(jī)的人臉識(shí)別所利用的是視覺(jué)數(shù)據(jù)。生理學(xué)的研究表明，人眼視網(wǎng)膜上存在著低層次和高層次的細(xì)胞。其中，低層次的細(xì)胞對(duì)空間的響應(yīng)和小波變換的結(jié)果相似；而高層次的細(xì)胞則依據(jù)一群低層次細(xì)胞的響應(yīng)，而作出具體的線、面乃至物體模式的響應(yīng)。以此為依據(jù)，在計(jì)算機(jī)人臉識(shí)別中，可以將那些通過(guò)對(duì)圖象數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單處理后獲得的特征定義為低層次特征，而將線、面、模式等描述特征定義為高層次特征。因此，圖象KL變換后的系數(shù)特征、小波變換特征及一些統(tǒng)計(jì)特征均屬低層次特征的范疇，而人臉部件形狀分析的結(jié)果則為高層次特征。

2 關(guān)于人臉識(shí)別系統(tǒng)的組成

一個(gè)典型的人臉識(shí)別系統(tǒng)可以由如下的功能模塊構(gòu)成：（1）圖像的獲取。該模塊從外界獲取圖像，作為人臉識(shí)別系統(tǒng)的輸入。該模塊可以是一個(gè)攝像頭或者是掃描儀等設(shè)備。（2）人臉的檢測(cè)與定位。處理分析從圖像獲取模塊輸入的圖像，判斷其中是否存在人臉，如果存在人臉則找到人臉在圖像的位置，并且將人臉從背景圖像中分離出來(lái)。該模塊在整個(gè)人臉識(shí)別系統(tǒng)中具有非常重要的作用。（3）圖像預(yù)處理。預(yù)處理的主要作用在于盡可能的去除或減小光照、成像系統(tǒng)、外部環(huán)境等等對(duì)于待處理圖像的干擾，為后續(xù)處理提供高質(zhì)量的圖像。這部分對(duì)檢測(cè)到的人臉圖像進(jìn)行幾何的歸一化、消除噪聲、和灰度歸一化、水平與垂直位置的校正等處理。為后面的特征提取創(chuàng)造條件。（4）特征的提取和選擇。該模塊完成從經(jīng)過(guò)預(yù)處理模塊處理的圖像提取可以用來(lái)識(shí)別的特征，將原始圖像中的數(shù)據(jù)映射到特征空間。（5）訓(xùn)練，也可稱(chēng)為分類(lèi)器設(shè)計(jì)。此過(guò)程結(jié)束后將生成可用于識(shí)別的參數(shù)，也就是可用于分類(lèi)識(shí)別的分類(lèi)器。事實(shí)上，模式識(shí)別問(wèn)題可以看成是一個(gè)分類(lèi)問(wèn)題，即把待識(shí)別的對(duì)象歸到某一類(lèi)中。在人像識(shí)別問(wèn)題中就是把輸入的不同的人像歸入某個(gè)人這一類(lèi)。這部分的基本做法是在樣本訓(xùn)練集基礎(chǔ)上確定某個(gè)判決規(guī)則，使按這種判決規(guī)則對(duì)被識(shí)別對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)所造成的錯(cuò)誤識(shí)別率最小或引起的損失最小。（6）識(shí)別。根據(jù)訓(xùn)練所得的參數(shù)完成人臉的判別工作，給出最后的識(shí)別結(jié)果，并做出相應(yīng)的判斷。

3 人臉識(shí)別技術(shù)在商業(yè)銀行方面的應(yīng)用

從應(yīng)用角度看，人臉確認(rèn)可應(yīng)用于自動(dòng)門(mén)禁系統(tǒng)、身份證件的鑒別、銀行ATM取款機(jī)以及家庭安全等領(lǐng)域。具體來(lái)看主要有：（1）公共安全：公安刑偵追逃、罪犯識(shí)別、邊防安全檢查。（2）信息安全：計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的登錄、文件的加密和解密。（3）政府職能：電子政務(wù)、戶(hù)籍管理、社會(huì)福利和保險(xiǎn)。（4）商業(yè)企業(yè)：電子商務(wù)、電子貨幣和支付、考勤。（5）場(chǎng)所進(jìn)出：軍事機(jī)要部門(mén)、金融機(jī)構(gòu)的門(mén)禁控制和進(jìn)出管理等。

3.1 商業(yè)銀行存在的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用，為了實(shí)施金卡工程，我國(guó)建立了中國(guó)銀聯(lián)信息處理中心系統(tǒng)（China UnionPay System，縮寫(xiě)為CUPS）。中國(guó)銀聯(lián)信息處理中心系統(tǒng)，是我國(guó)為配合金卡工程的實(shí)施而建立的，是一個(gè)跨系統(tǒng)、跨地區(qū)、跨國(guó)界的龐大金融網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?？傮w設(shè)計(jì)目標(biāo)是要建立起一個(gè)現(xiàn)代化的、實(shí)用的、比較完整的電子貨幣系統(tǒng)。CUPS是1993年提出任務(wù)而組織實(shí)施的、以電子貨幣應(yīng)用為重點(diǎn)啟動(dòng)的各類(lèi)卡基應(yīng)用系統(tǒng)工程，當(dāng)時(shí)的技術(shù)規(guī)范是采用的CUPS V1. 0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。入網(wǎng)機(jī)構(gòu)必須遵照CUPS V2. 0規(guī)范對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信接口方面的要求，建設(shè)與銀聯(lián)新系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的接口，保障各入網(wǎng)機(jī)構(gòu)和銀聯(lián)新系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)互通，并提供銀聯(lián)銀行卡信息安全、穩(wěn)定、可靠的存取控制。由于網(wǎng)絡(luò)方面的高風(fēng)險(xiǎn)性，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題日益引起人們的重視。

3.2 利用人臉識(shí)別技術(shù)防范網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)

對(duì)于我國(guó)廣泛使用的磁條銀行卡，雖然技術(shù)成熟，規(guī)范，但制作技術(shù)并不復(fù)雜，銀行磁條卡磁道標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)是公開(kāi)的秘密，僅憑一臺(tái)電腦和一臺(tái)磁條讀寫(xiě)器就可以順利“克隆”銀行卡。另外制卡機(jī)銷(xiāo)售管理不夠嚴(yán)格。不法分子利用銀行卡詐騙案件時(shí)有發(fā)生，主要手段就是通過(guò)各種方式“克隆”或者盜用銀行卡。目前，各家商業(yè)銀行也采取了一些技術(shù)手段防止偽造和克隆卡，如采用CVV （Check Value Verify）技術(shù)，在生成卡磁條信息的同時(shí)產(chǎn)生一組校驗(yàn)值，該校驗(yàn)值與每個(gè)卡片本身的特性相關(guān)聯(lián)，從而達(dá)到復(fù)制無(wú)效的功能。雖然采取了多種措施，但磁條卡本身固有的缺陷己嚴(yán)重威脅到客戶(hù)的利益。針對(duì)上述銀行網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，我們可以利用人臉識(shí)別技術(shù)防范網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)。人臉識(shí)別技術(shù)就是通過(guò)圖像采集設(shè)備捕捉人的臉部區(qū)域，然后把捕捉到的人臉和數(shù)據(jù)庫(kù)中的人臉進(jìn)行匹配，從而完成身份識(shí)別的任務(wù)。利用人臉識(shí)別技術(shù)準(zhǔn)確認(rèn)定持卡人的真實(shí)身份，確保持卡人的資金安全。另外，還可以通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)一步鎖定不法分子，有利于公安機(jī)關(guān)快速破案。

3.3 人臉識(shí)別技術(shù)在治理假鈔方面的應(yīng)用

目前，我國(guó)商業(yè)銀行在自助設(shè)備方面存在的主要問(wèn)題：一是部分自助設(shè)備安裝沒(méi)有達(dá)到要求。商業(yè)銀行的部分自助設(shè)備安裝沒(méi)有按照公安部門(mén)的要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行與地面加固連接；有的電氣環(huán)境沒(méi)有達(dá)到要求：有的沒(méi)有設(shè)置110連動(dòng)報(bào)警或者沒(méi)有可視監(jiān)控報(bào)警，有的監(jiān)控錄象不夠清晰，監(jiān)控錄象保存時(shí)間沒(méi)有達(dá)到規(guī)定要求等，另外設(shè)備人為破壞現(xiàn)象嚴(yán)重等。二是自助設(shè)備端軟件設(shè)計(jì)缺陷。特別是某些國(guó)產(chǎn)設(shè)備軟件設(shè)計(jì)不夠合理，軟件變更隨意性大，存在漏洞，造成錯(cuò)帳可能性比較大。三是銀行的ATM機(jī)中沒(méi)有假鈔鑒別設(shè)備。由于我國(guó)商業(yè)銀行在自助設(shè)備方面存在的問(wèn)題，目前，假鈔層出不窮。由于銀行的ATM機(jī)中沒(méi)有假鈔鑒別設(shè)備，只是清機(jī)人員放入現(xiàn)金前做了鑒別，這樣措施并不夠完善，且容易造成銀行與持卡人之間的糾紛。即使是現(xiàn)金存款機(jī)（CRS）有假鈔鑒別功能，但往往因?yàn)榧兮n識(shí)別特征提取的滯后，而被不法分子所利用。不法分子先存入假鈔，然后馬上在柜臺(tái)或其他自助設(shè)備上提取真鈔，以此手段謀取不法利益。

針對(duì)上述問(wèn)題我們利用人臉識(shí)別技術(shù)鎖定不法分子。人臉識(shí)別具有自然性和不被察覺(jué)性的雙重優(yōu)點(diǎn)。自然性是指該識(shí)別方式同人類(lèi)（甚至其他生物）進(jìn)行個(gè)體識(shí)別時(shí)所利用的生物特征相同。具體而言，人臉識(shí)別是通過(guò)觀察比較人臉來(lái)區(qū)分和確認(rèn)身份的。與語(yǔ)音識(shí)別、虹膜識(shí)別等相比較，指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別則不具有自然性。指紋識(shí)別或者虹膜識(shí)別，需要利用電子壓力傳感器采集指紋，或者利用紅外線采集虹膜圖像，這些特殊的采集方式很容易被人察覺(jué)，從而更有可能被偽裝或欺騙。不被察覺(jué)的特點(diǎn)對(duì)于一種識(shí)別方法也很重要，這會(huì)使該識(shí)別方法不令人反感，并且因?yàn)椴蝗菀滓鹑说淖⒁舛蝗菀妆黄垓_。人臉識(shí)別便具有這方面的特點(diǎn)，它完全利用可見(jiàn)光獲取人臉圖像信息。由此可見(jiàn)，利用人臉識(shí)別技術(shù)能更準(zhǔn)確、更快的鎖定不法分子。隨著人臉識(shí)別技術(shù)的不斷創(chuàng)新，人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)更加廣泛。

參考文獻(xiàn)：

[1]王偉，張佑生，方芳.人臉檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)綜述[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）第二十九卷第二期，2006，6.

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[3]王成波.人臉識(shí)別技術(shù)的研究，2005，6.

第6篇：生物特性識(shí)別技術(shù)范文

現(xiàn)代的數(shù)字密碼容易被窮舉、盜取信用證書(shū)、網(wǎng)絡(luò)釣魚(yú)等技術(shù)手段所竊用。谷歌最近加入一個(gè)身份驗(yàn)證技術(shù)聯(lián)盟（FIDO），該聯(lián)盟旨在開(kāi)發(fā)互聯(lián)網(wǎng)身份證的新技術(shù)取代傳統(tǒng)密碼，可選用的手段包括生物特征識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、臉部識(shí)別、NFC技術(shù)等等。這種理念代表了密碼未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)：將密碼憑證儲(chǔ)存在某種物理介質(zhì)中，令犯罪者難以得逞。

在未來(lái)，一方面指紋識(shí)別、面部識(shí)別、虹膜識(shí)別等應(yīng)用于安保的技術(shù)將普及到日常的消費(fèi)電子設(shè)備上；另一方面，密碼將越來(lái)越融入身體，從可穿戴設(shè)備，到吞入式電子設(shè)備，甚至是身體本身都攜帶密碼。

Iphone 5s將集成指紋識(shí)別

近日，Iphone 5s的home鍵被曝光，其沒(méi)有采用傳統(tǒng)的正方形圖文設(shè)計(jì)。

有分析認(rèn)為，這是為配合在home鍵集成指紋解鎖的功能。去年，蘋(píng)果以3.56億美元的價(jià)格收購(gòu)指紋感應(yīng)器制造商authentec。到此之后，蘋(píng)果將在下一代iphone中集成指紋識(shí)別功能，移動(dòng)支付的安全性將會(huì)很有保障。

憑指紋“備份”鑰匙

如果下一代iphone集成指紋識(shí)別，將大大普及這項(xiàng)技術(shù)。而在美國(guó)，還有一家名為keyme的公司用另一種方式普及指紋識(shí)別帶來(lái)的便利。該公司設(shè)計(jì)了一款機(jī)器，可以幫用戶(hù)備份鑰匙的相關(guān)數(shù)據(jù)。萬(wàn)一鑰匙丟失、損壞，用戶(hù)能用指紋作為身份識(shí)別的依據(jù)，通過(guò)驗(yàn)證后，就能利用備份的數(shù)據(jù)直接復(fù)制一把鑰匙。

吞進(jìn)身體里的密碼

比可穿戴設(shè)備更“隨身”的密碼可以被吞進(jìn)肚子里。在5月份，摩托羅拉演示了一個(gè)電子藥丸人體身份識(shí)別的例子。當(dāng)藥丸被服下后，胃酸就會(huì)作為電解液來(lái)驅(qū)動(dòng)藥丸包含的電路中的芯片向外發(fā)射信號(hào)。整個(gè)人體就成了一個(gè)密鑰。

此時(shí)用戶(hù)就可以拿出智能手機(jī)，不必輸入任何密碼隨意使用各種應(yīng)用。

更進(jìn)一步的可能性是：吃了藥丸之后，你可以發(fā)動(dòng)汽車(chē)，可以打開(kāi)門(mén)鎖并且無(wú)需其他的驗(yàn)證。

用“意念”驗(yàn)證密碼

今年4月美國(guó)一所學(xué)校的研究人員發(fā)明了一種新的密碼驗(yàn)證方法：用生物傳感技術(shù)來(lái)驗(yàn)證密碼。

第7篇：生物特性識(shí)別技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：生物傳感器；微生物傳感器；DNA傳感器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP212 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）030-000-01

前言

從1967年烏普迪克研制出第一個(gè)生物傳感器―葡萄糖傳感器開(kāi)始，生物傳感器的發(fā)展已經(jīng)有近50年的歷史，已經(jīng)有了第二代，第三代的技術(shù)產(chǎn)品，是生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測(cè)方法與監(jiān)控的方法。隨著社會(huì)的發(fā)展，生物傳感器技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的臨床醫(yī)學(xué)、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品和藥物分析等研究中得到了深度的重視、廣泛的應(yīng)用并有美好的未來(lái)。

一、生物傳感器的組成部分和基本原理

生物傳感器主要是由分子識(shí)別部分和轉(zhuǎn)換部分組合構(gòu)成，它的敏感元件是生物活性單元，，轉(zhuǎn)換元件是物理、化學(xué)等轉(zhuǎn)換元件?；驹硎抢蒙镒R(shí)別元件中的生物材料特異性來(lái)識(shí)別待檢測(cè)的物質(zhì)成分，待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入固定化生物敏感膜層（分子識(shí)別部分），經(jīng)分子識(shí)別發(fā)生生物學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的信號(hào)被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器（轉(zhuǎn)換部分）轉(zhuǎn)變成可以定量進(jìn)行處理的電信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)的大小和待檢測(cè)物質(zhì)之間存在相關(guān)性經(jīng)過(guò)z測(cè)放大器進(jìn)行輸出得到待測(cè)物濃度。是一種高效、科學(xué)、準(zhǔn)確度高的新型傳感器。

二、生物傳感器的主要分類(lèi)

生物傳感器的分類(lèi)方法非常多，包括了從被檢測(cè)的生命物質(zhì)，各種生命物質(zhì)相互的作用，傳感器的器件檢測(cè)的原理等等各個(gè)方面，各種分類(lèi)方式有時(shí)候會(huì)相互交叉，本文從三個(gè)方面來(lái)給生物傳感器做一個(gè)分類(lèi)，第一是從被測(cè)的生命物質(zhì)本身的特性來(lái)看，考慮到敏感物質(zhì)有酶、微生物、各種細(xì)胞組織，傳感器可分酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器免疫傳感器等。第二從傳感器的分子識(shí)別部分來(lái)看，可以分為生物親和型傳感器和代謝催化型生物傳感器等。第三從傳感器的轉(zhuǎn)換器的部分可以分為電化學(xué)生物傳感器、半導(dǎo)體生物傳感器、測(cè)熱測(cè)溫型生物傳感器等。

三、生物傳感器在我國(guó)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

因?yàn)樯飩鞲衅骶哂谐杀静桓?，攜帶方便這些特點(diǎn)所以具有很大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，本文從醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、環(huán)境檢測(cè)和食品發(fā)酵工業(yè)來(lái)描述其在我國(guó)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。

1.醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一個(gè)重要組成部分，傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法操作過(guò)程繁瑣，周期長(zhǎng)，不能夠滿足臨床醫(yī)學(xué)的需要，而生物傳感器為建立快速檢驗(yàn)提供了可能，利用生物傳感器的高度選擇性的生物敏感基元，可以高效快速得檢測(cè)體液中的各種化學(xué)成分，比如乳酸、尿酸、谷氨酸以及很多致癌的物質(zhì)，在民用中可以為疾病的預(yù)防和醫(yī)生的診斷提供依據(jù)，比如使用比較頻繁的基因傳感器中的DNA傳感器可以快速對(duì)結(jié)核桿菌、艾滋病毒進(jìn)行快速檢測(cè)，在各大醫(yī)院已經(jīng)普遍推廣和使用。由于可以快速測(cè)量出細(xì)菌和病毒，在軍事醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也可以防御生化武器的侵襲。

2.環(huán)境檢測(cè)

環(huán)保問(wèn)題我是我國(guó)一個(gè)引起關(guān)注比較重要的領(lǐng)域，環(huán)境的保護(hù)涉及的方面很多，比如酸雨檢測(cè)、農(nóng)藥殘留檢測(cè)，水體的安全、大氣污染物檢測(cè)等等，目前有大量的生物傳感器被投入到大氣和水體污染物的檢測(cè)中，快速得到檢測(cè)結(jié)果并且能夠?qū)嵤┓烙透倪M(jìn)的措施。

3.食品發(fā)酵工業(yè)

在食品發(fā)酵工業(yè)中，由于大規(guī)模的生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)酶的干擾是比較頭疼的問(wèn)題，需要有一種成本低廉，操作簡(jiǎn)單的設(shè)備來(lái)測(cè)量和消除發(fā)酵過(guò)程中的的酶的干擾因素，微生物傳感器具有不受發(fā)酵液混濁程度的限制，成本低廉這些特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛的用于發(fā)酵工業(yè)，主要是在工業(yè)過(guò)程中原料、代謝物測(cè)定，微生物細(xì)胞的總量測(cè)定這些主要的工業(yè)環(huán)節(jié)中起到了至關(guān)重要的作用。除此之外還可以檢測(cè)食品的營(yíng)養(yǎng)成分，有害成分，比如檢測(cè)葡萄糖的含量和亞硫酸的含量。給企業(yè)提供了方便也給我們的生活提供了保障。

四、發(fā)展前景預(yù)測(cè)

生物傳感器的發(fā)展和使用是一個(gè)多門(mén)學(xué)科交叉的模式，是社會(huì)發(fā)展過(guò)程中必不可少的越來(lái)越重要的組成部分，滲透到各行各業(yè)中，功能更加地全面，更加地微型化和智能化，未來(lái)的生物傳感器將會(huì)代替生物的各種感覺(jué)器官，將仿生傳感器提高到一個(gè)新的層次，并且能夠和計(jì)算機(jī)完美結(jié)合，更加科學(xué)準(zhǔn)確得提供檢測(cè)結(jié)果，使用芯片化技術(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的集成化是生物傳感器發(fā)展的必然趨勢(shì)，隨著固定化技術(shù)的完善，生物傳感器未來(lái)一定會(huì)有更大的影響力和社會(huì)滲透度并且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中起到更重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張先恩.生物傳感器.化學(xué)工業(yè)出版社出版.

第8篇：生物特性識(shí)別技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè) 損傷識(shí)別 振動(dòng)特性 模型修正

一、基于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法

結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)可分為靜態(tài)識(shí)別方法和基于振動(dòng)的整體識(shí)別方法。靜態(tài)識(shí)別方法是通過(guò)靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行識(shí)別,而基于振動(dòng)的識(shí)別方法則是運(yùn)用結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性對(duì)損傷進(jìn)行識(shí)別。靜態(tài)識(shí)別方法識(shí)別結(jié)果較為可靠和穩(wěn)定,但試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)工作量大,無(wú)法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控;此外當(dāng)受損結(jié)構(gòu)在特定荷載作用下變形幾乎未受影響時(shí),很難獲得理想的識(shí)別結(jié)果。而基于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法應(yīng)用的條件限制少,效率高,但結(jié)構(gòu)響應(yīng)信號(hào)易受噪聲的影響,準(zhǔn)確性有待于提高。

結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別可分為四個(gè)水平:(l)判斷結(jié)構(gòu)是否損傷。(2)確定結(jié)構(gòu)的損傷位置。(3)定量結(jié)構(gòu)損傷的程度。(4)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的剩余壽命。

1.基于損傷指標(biāo)直接比較的損傷識(shí)別方法

結(jié)構(gòu)損傷引起結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性變化,只要能找到某些反映結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性變化的量,即損傷指標(biāo),直接對(duì)比其在損傷前后的變化情況即可達(dá)到識(shí)別損傷的目的。目前,已經(jīng)提出了頻率、振型、曲率模態(tài)、應(yīng)變模態(tài)、模態(tài)應(yīng)變能等各種損傷指標(biāo)。

最常用的指標(biāo)是結(jié)構(gòu)的頻率。頻率屬于系統(tǒng)全局量,局部損傷也可以反映到頻率的改變上,但是使用頻率作為損傷指標(biāo)也有其局限性。第一,結(jié)構(gòu)不同部位的損傷可能造成相近的頻率變化,使其不能反映空間結(jié)構(gòu)變化信息。第二,結(jié)構(gòu)頻率的變化對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷,尤其是早期的低水平損傷很不敏感。相對(duì)頻率而言,模態(tài)振型的變化對(duì)損傷較為敏感,早期的大多數(shù)方法是基于直接比較模態(tài)振型。相對(duì)于位移模態(tài),應(yīng)變模態(tài)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷較為敏感。由位移到應(yīng)變是微分過(guò)程,位移的微小改變將被放大,從而導(dǎo)致應(yīng)變參數(shù)的顯著變化。再者,應(yīng)變?cè)趯?shí)際工程中容易測(cè)得。目前,利用應(yīng)變模態(tài)進(jìn)行損傷識(shí)別還停留在實(shí)驗(yàn)研究階段,很少見(jiàn)應(yīng)用于工程實(shí)際。還有幾個(gè)問(wèn)題急需解決:(1)結(jié)構(gòu)損傷是局部的,在損傷部位出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。只有將應(yīng)變片貼于損傷區(qū)域附近,才能有效捕捉到,這一點(diǎn)很難執(zhí)行。(2)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)受環(huán)境影響較大,同時(shí)易產(chǎn)生蠕變、老化,這將影響應(yīng)變片在構(gòu)件上長(zhǎng)期檢測(cè)的可靠性。

2.基于模型修正的損傷識(shí)別方法

模型修正方法的提出是為了建立更準(zhǔn)確的有限元模型,結(jié)構(gòu)的有限元模型和實(shí)際結(jié)構(gòu)存在誤差,必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的結(jié)果對(duì)有限元模型進(jìn)行修正?；谀Ｐ托拚膿p傷識(shí)別方法的原理是通過(guò)測(cè)量結(jié)果反向識(shí)別結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量、阻尼及荷載變化,從而識(shí)別損傷,其本質(zhì)是一個(gè)約束優(yōu)化問(wèn)題。模型修正方法有最優(yōu)矩陣修正法、靈敏度法和特征結(jié)構(gòu)配置法和混合法等。

結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的最優(yōu)矩陣修正法、靈敏度法和特征結(jié)構(gòu)配置法都在某些方面存在不足,因此,一些學(xué)者嘗試將這些方法結(jié)合起來(lái)或?qū)⑦@些方法與其他方法結(jié)合起來(lái)使用,以提高算法的計(jì)算效率和準(zhǔn)確程度。

二、智能損傷識(shí)別方法

隨著計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)的快速發(fā)展,為研究者提供了更多的解決損傷識(shí)別問(wèn)題的思路和方法,盡管這些理論在損傷識(shí)別領(lǐng)域的研究剛剛展開(kāi),但這些方法具有各自獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),它們的應(yīng)用為解決結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別提供了一些新的解決途徑。

1.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是對(duì)人腦功能的簡(jiǎn)化、抽象和模擬后演變出來(lái)的抽象數(shù)學(xué)模型。它具有集體運(yùn)算的能力、自適應(yīng)的學(xué)習(xí)能力和很強(qiáng)的容錯(cuò)性、魯棒性,能進(jìn)行聯(lián)系、綜合和推廣,并且具有很強(qiáng)的非線性映射能力?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的損傷識(shí)別方法通過(guò)不斷迭代的訓(xùn)練算法來(lái)使數(shù)據(jù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的誤差準(zhǔn)則得以滿足。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在損傷識(shí)別中的基本思路是:首先用無(wú)損傷系統(tǒng)的振動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò),用適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法確定網(wǎng)絡(luò)的參數(shù);然后將系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)送入網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)就有對(duì)應(yīng)的輸出。因此,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)損傷的邏輯思想非常簡(jiǎn)單,只要合適地選擇一種測(cè)試量,系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)輸出的差異對(duì)損傷是靈敏的,它并不涉及原來(lái)的系統(tǒng)是線性的還是非線性的。

2.遺傳算法

遺傳算法的發(fā)展是生命科學(xué)與工程科學(xué)相互交叉的結(jié)果,和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一樣是人工智能發(fā)展的成果,它啟迪于生物的進(jìn)化過(guò)程,其本身是一種高效并行優(yōu)化搜索方法,追求搜索全局最優(yōu)解。遺傳算法應(yīng)用于損傷識(shí)別分析,比傳統(tǒng)的優(yōu)化方法有優(yōu)勢(shì),能得到與實(shí)際損傷位置很接近的識(shí)別結(jié)果。

三、無(wú)模型損傷識(shí)別方法

無(wú)模型損傷識(shí)別方法是通過(guò)分析比較直接從振動(dòng)響應(yīng)的時(shí)程或相應(yīng)的Fourier譜或其他變換得到的特征量,從而識(shí)別損傷的方法。該方法已被成功應(yīng)用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械損傷的存在、位置、類(lèi)型以及程度。對(duì)于橋梁、大跨空間結(jié)構(gòu)、海洋平臺(tái)等大型土木工程結(jié)構(gòu),不依賴(lài)模型的僅基于環(huán)境激勵(lì)下振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)的損傷識(shí)別方法是非常吸引人的,也非常適合用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的自動(dòng)損傷識(shí)別。

1.頻域方法

常用的頻域分析方法有Fourier譜分析、多譜分析、倒譜分析等。

2.時(shí)域方法

常用的時(shí)域方法一般采用直接基于信號(hào)的無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)或建立利用ARMA類(lèi)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別。

3.基于小波分析的損傷識(shí)別方法

傳統(tǒng)的傅里葉變換屬于一種純頻域的分析方法,其反映的是整個(gè)信號(hào)全部時(shí)間下的整體頻域特征,而不能提供任何局部時(shí)間段上的頻率信息,即無(wú)時(shí)域分辨能力。而小波變換在時(shí)域、頻域都具有表征信號(hào)局部特征的能力,基于小波變換的小波分析利用一個(gè)可伸縮和平移的可變視窗,能夠聚焦到信號(hào)的任意細(xì)節(jié)進(jìn)行時(shí)頻域處理,既可看到信號(hào)的全貌又可分析信號(hào)的細(xì)節(jié),并且可以保留數(shù)據(jù)的瞬時(shí)特性?；谛〔ㄗ儞Q的方法,根據(jù)小波變換所起的作用不同,可分為如下幾類(lèi):基于小波奇異性檢測(cè)的方法、基于損傷前后小波變換系數(shù)變化的方法、基于小波變換和彈性波傳播理論的方法和基于小波包變換的方法。

四、總結(jié)

第9篇：生物特性識(shí)別技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：用戶(hù)認(rèn)知 DNA識(shí)別 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 特征設(shè)計(jì)

基金項(xiàng)目：河北省教育廳人文社科指導(dǎo)項(xiàng)目 項(xiàng)目編號(hào)：SZ128009

在世界經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的大環(huán)境下，產(chǎn)品的銷(xiāo)售量就決定了區(qū)域性的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在我國(guó)有些沿海地區(qū)的小企業(yè)受到經(jīng)濟(jì)環(huán)境的沖擊較為明顯，從以往單一接單，完成任務(wù)的工廠模式，一下就變成了無(wú)單可接的情況，不僅是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈，也是在這些小企業(yè)當(dāng)中沒(méi)有自身品牌的特點(diǎn)，因此，在企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展中，樹(shù)立正確、良好的品牌價(jià)值是十分重要的，同時(shí)品牌的價(jià)值還需要得到用戶(hù)的廣泛識(shí)別。

一.用戶(hù)認(rèn)知的產(chǎn)品DNA識(shí)別的重要性

DNA概念是生物學(xué)中遺傳的定義，引用在商品營(yíng)銷(xiāo)學(xué)中就是對(duì)于企業(yè)中生產(chǎn)商品識(shí)別特征方面的延續(xù)性。從生物學(xué)的角度來(lái)看，DNA是生物染色體中的一部分，也是基因圖中最為主要的物質(zhì)成分。在生物的遺傳當(dāng)中有著連接生物本質(zhì)特性的功能，也是遺傳中信息。在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，每一系列或是每一年代的產(chǎn)品之間都是有一定的連帶關(guān)系，這與DNA的遺傳方式較為相似，因此在產(chǎn)品的延續(xù)上也可以用DNA來(lái)進(jìn)行解釋。用這樣的方式使得用戶(hù)在眾多商品中對(duì)于有很強(qiáng)特征的商品有較高的識(shí)別度，也就是我們通常情況下將的認(rèn)知程度。這也是企業(yè)在發(fā)展中要面臨的很大問(wèn)題，提高商品的識(shí)別度也是增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，改善商品形象最為有利的營(yíng)銷(xiāo)行為。

在現(xiàn)代的很多企業(yè)當(dāng)中，對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)多是講究創(chuàng)新，沒(méi)有按照企業(yè)大發(fā)展理念進(jìn)行。社會(huì)中發(fā)展的趨勢(shì)和容易對(duì)于廠家造成影響。設(shè)計(jì)師也會(huì)完全按照消費(fèi)者的想法來(lái)設(shè)計(jì)出商品，這就導(dǎo)致在市場(chǎng)當(dāng)中，品牌越來(lái)越多，種類(lèi)越來(lái)越少，人們的選擇性降低，同時(shí)商品的認(rèn)同度也就大大降低。使得很多企業(yè)因此無(wú)法經(jīng)營(yíng)，更不能說(shuō)有更好的傳承。因此，良好的品牌效應(yīng)是企業(yè)未來(lái)發(fā)展的目標(biāo)，良好的產(chǎn)品自身價(jià)值會(huì)比企業(yè)短期的受益更為有價(jià)值。消費(fèi)者在眾多商品中會(huì)選擇信賴(lài)度高，被人們所廣泛推崇的產(chǎn)品，也會(huì)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的識(shí)別度，擁有核心設(shè)計(jì)價(jià)值的品牌企業(yè)就能在長(zhǎng)期的市場(chǎng)份額中占據(jù)很大的比例，因此，有良好的企業(yè)產(chǎn)品DNA設(shè)計(jì)與用戶(hù)的高認(rèn)知識(shí)別有著如此重要的作用。

二.產(chǎn)品DNA的設(shè)計(jì)理念

產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要在一定的周期內(nèi)進(jìn)行，一個(gè)企業(yè)需要在一個(gè)時(shí)間段過(guò)后重新對(duì)于產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)或是改良，這也是對(duì)于企業(yè)發(fā)展最為基本的環(huán)節(jié)。在企業(yè)相同品牌設(shè)計(jì)當(dāng)中，產(chǎn)品的功能和視覺(jué)形象會(huì)在長(zhǎng)期的過(guò)程中出現(xiàn)重復(fù)，但是這種重復(fù)往往就是企業(yè)所流傳下來(lái)的設(shè)計(jì)理念，不同的樣品之間雖然樣式不同，但是都是秉承一樣的設(shè)計(jì)理念，消費(fèi)者可以從很多類(lèi)型的商品當(dāng)中認(rèn)識(shí)到該企業(yè)不同其他的設(shè)計(jì)概念，這也是設(shè)計(jì)師在長(zhǎng)期設(shè)計(jì)中和用戶(hù)之間的一種互動(dòng)，在品牌的效應(yīng)當(dāng)中，來(lái)用設(shè)計(jì)的相同語(yǔ)言進(jìn)行交流。

產(chǎn)品DNA是企業(yè)發(fā)展中的重要知道思想，當(dāng)企業(yè)中產(chǎn)品分特征發(fā)生很大的變化時(shí)，一直傳承下來(lái)的設(shè)計(jì)理念不能有任何的改變。也就是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念風(fēng)格不發(fā)生本質(zhì)上的改變。這就是產(chǎn)品DNA在產(chǎn)品中的遺傳所需的介質(zhì)，產(chǎn)品自身的識(shí)別特征就會(huì)以不同的形態(tài)在產(chǎn)品中儲(chǔ)備起來(lái)。因此，產(chǎn)品DNA的設(shè)計(jì)理念要在不同的元素當(dāng)中保持穩(wěn)定性，這才是企業(yè)品牌長(zhǎng)期的發(fā)展中最為主要的部分。在企業(yè)商品的生產(chǎn)中，需要建立合理的產(chǎn)品DNA，就是要樹(shù)立企業(yè)獨(dú)有的特征。在此之中，用戶(hù)認(rèn)知的產(chǎn)品識(shí)別特征包含了內(nèi)部認(rèn)知的和外部的識(shí)別。內(nèi)部的認(rèn)知是對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)在含義有一定的了解，包括對(duì)于產(chǎn)品的使用功能和操作方式，對(duì)于品質(zhì)和模式上有很多的認(rèn)識(shí)。而外部的識(shí)別包括產(chǎn)品的外部形態(tài)、色彩，結(jié)構(gòu)樣式等，用于產(chǎn)品最為直觀的認(rèn)識(shí)。

三.產(chǎn)品DNA設(shè)計(jì)的具體實(shí)例

在眾多發(fā)展較為成功的企業(yè)當(dāng)中，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查中可以看出，具有良好的產(chǎn)品認(rèn)知識(shí)別度的產(chǎn)品大多有很高的銷(xiāo)量，同時(shí)企業(yè)也會(huì)受這些商品銷(xiāo)量上升的影響而更好的發(fā)展。早這些成功企業(yè)當(dāng)中，我們以APPLE 公司設(shè)計(jì)的產(chǎn)品作為案例來(lái)進(jìn)行分析研究，對(duì)產(chǎn)品DNA的識(shí)別方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。在蘋(píng)果公司中，將成功產(chǎn)品的視覺(jué)特征元素完整進(jìn)行復(fù)制在其他不同品類(lèi)的產(chǎn)品中，形成相似性的視覺(jué)特征，完成產(chǎn)品整體形象的標(biāo)準(zhǔn)化，其中 iPod 是絕對(duì)的經(jīng)典。在第一代產(chǎn)品成功的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開(kāi)發(fā)了新的一系列產(chǎn)品，成為促進(jìn)再購(gòu)買(mǎi)及飾品消費(fèi)的 APPLE 公司 iPod 系列。iPod 在品牌與產(chǎn)品推廣上精心策劃，成功的將 iPod簡(jiǎn)約的圓角矩形與圓形線條塑造成了時(shí)尚的代名詞，這就是 iPod 的識(shí)別特征。其后相繼推出的 U2、SHUFFLE、NANO 等系列產(chǎn)品幾乎完全復(fù)制了這一造型語(yǔ)言，再結(jié)合 iPod在產(chǎn)品材質(zhì)、色彩中純粹的表現(xiàn)力。

APPLE 公司產(chǎn)品的特征：

（1）設(shè)計(jì)哲學(xué)的一貫性：“不同凡響”設(shè)計(jì)新的文化關(guān)鍵詞，以使用者為中心的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出功能強(qiáng)大，品質(zhì)超群的產(chǎn)品。

（2）有機(jī)形態(tài)的設(shè)計(jì)：擺脫了類(lèi)似箱子形狀的一般電腦等產(chǎn)品形態(tài)的有機(jī)形態(tài)。

（3）強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)單化的設(shè)計(jì)：簡(jiǎn)潔光滑的外觀，把線和形態(tài)最小化，成為一貫性的設(shè)計(jì)戰(zhàn)略——“最少限度的設(shè)計(jì)”。

四.用戶(hù)認(rèn)知的產(chǎn)品DNA識(shí)別研究

4.1產(chǎn)品 DNA 的提取

研究企業(yè)產(chǎn)品 DNA 的內(nèi)容，其中最重要的就是產(chǎn)品 DNA 的提取，對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、企業(yè)產(chǎn)品品牌規(guī)劃都是有著不可估量的意義。企業(yè)產(chǎn)品 DNA 的提取可以從宏觀和微觀兩個(gè)方面出發(fā)：宏觀來(lái)看，從市場(chǎng)研究、企業(yè)文化、品牌、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、心理學(xué)、視覺(jué)識(shí)別特征等方面出發(fā)，提取出符合企業(yè)自身發(fā)展的設(shè)計(jì) DNA 的外在和內(nèi)在特征，用以指導(dǎo)產(chǎn)品家族化的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)；微觀方面，從產(chǎn)品語(yǔ)意學(xué)角度出發(fā)，找出構(gòu)成產(chǎn)品 DNA 的繼承和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)元素，經(jīng)過(guò)各個(gè)方面因素的推敲，把這些適合的，也可以說(shuō)，能夠代表企業(yè)特征的元素，運(yùn)用到產(chǎn)品家族每一代的產(chǎn)品當(dāng)中去。

4.2產(chǎn)品 DNA 的編碼

上面提取出來(lái)了可以代表企業(yè)特征的元素，也就是企業(yè)產(chǎn)品 DNA，那么下一步就是對(duì) DNA 元素進(jìn)行編碼，這一步也是至關(guān)重要的。編碼的目的，是通過(guò)產(chǎn)品 DNA 之間的不同組合形成有些細(xì)微差別的產(chǎn)品，主要研究企業(yè)產(chǎn)品的特性與消費(fèi)者的認(rèn)知特性是否能接軌，產(chǎn)生共識(shí)，進(jìn)而形成多樣化。

五.結(jié)束語(yǔ)

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中，每一個(gè)產(chǎn)品的形態(tài)，甚至每個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都需要在核心的部位來(lái)作為產(chǎn)品DNA進(jìn)行設(shè)計(jì)，將不同的設(shè)計(jì)元素融入在不同的產(chǎn)品當(dāng)中，將產(chǎn)品的獨(dú)特性，形成具體的連續(xù)性來(lái)表現(xiàn)出來(lái)，讓不同的設(shè)計(jì)形成不可復(fù)制的特性。對(duì)于一些高端的產(chǎn)品中，要對(duì)產(chǎn)品的外觀元素形成強(qiáng)烈的識(shí)別感，讓產(chǎn)品的DNA特性更加的顯現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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