原创 生物识别技术的基本概念和原理

生物识别技术的基本概念和原理

要掌握一门学科，首先要做的是对其基本概念和基本原理有一个熟练的掌握，然后反复思考其内涵和外延。而要对一个概念进行真正清楚的解释，并不是简单的事情，可能最终不仅要用到本学科的概念，还要将其还原到本学科之外；例如我们研究的是经济学，那么要解释清楚利息理论，并不是简单地说“利息是资金所有者因借出资金而取得的报酬”就能结束的，还要将其还原到经济学术语之外。例如费雪的利息理论“不仅不管通胀，不管风险，不管交易费用，而更重要的是不管货币。他认为一个没有货币的社会，物品换物品，利息还是存在的。利息的存在，不需要有货币，但需要有市场，物品交换就是市场了。” 这就返回到了概念出发的本原——市场。在对市场进行解释时，就要将其还原到经济学之外。当然，越过经济学的界限后，我们就不需要再解释下去了，因为这已经超出经济学的范畴了。

　　尽管生物识别是否能成为一门学科，个人认为是大有疑问的，不过，个人认为要掌握相关知识，清除了解其基本概念仍是非常必要的。

　　以下是我初步列出的与生物识别相关的十个基本概念，难免挂一漏万之嫌，这里的解释也很难达到真正深入的地步，只是希望引起大家思考的兴趣：

生物识别（生物认证）：

　　生物识别（Biometric Identification Technology）：是利用人体生物特征进行身份认证。它是基于（1）人的生物特征是不相同的（2）可以测量或可自动识别和验证的这两点。人的生物特征包括生理特性或行为方式。生理特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等，行为特征有签字、声音、按键力度等。

指纹识别：

　　指纹识别就是利用人的指纹特征对人体身份进行认证的技术。在所有的生物识别技术中指纹技术最为成熟，也应用最广。

算法

　　算法是计算机软件术语，主要指完成一个任务所需要的具体步骤和方法。也就是说给定初始状态或输入数据，经过计算机程序的有限次运算，能够得出所需要的结果。算法常常含有重复的步骤和一些比较或逻辑判断。如果一个算法有缺陷，或不适合于某个问题，执行这个算法将不会解决这个问题。

　　生物识别领域所说的算法本质上是软件算法在本领域内的应用，以指纹识别算法为例，其核心算法就包括，指纹匹配算法，模糊指纹图像处理算法，指纹特征分类、定位、提取算法，以及指纹拼接算法。

指纹传感器

　　总的来说，传感器是一种以测量为目的，以一定精度把被测量转换为与之有确定关系的、 易于处理的电量信号输出的装置。而指纹传感器就是测量手指电信号的一种装置。目前指纹传感器有光学式、晶体电容式等等不同类型。

身份认证（身份识别）

　　直白地说，就是通过某种方式或手段对希望获得某种身份的人进行的一种认证方式。比如可以通过身份证或帐号/密码来认证你是否是本系统合法用户。

AFIS（自动指纹识别系统）

　　AFIS（Automaed Fingerprint Idenification System）是指计算机对输入的指纹图像进行处理，以实现指纹的分类、定位、提取形态和细节特征，然后才根据所提取的特征进行指纹的比对和识别。

信息安全

　　综合起来说，信息安全就是要保障电子信息的有效性和安全性。信息安全涉及到信息的保密性(Confidentiality)、完整性(Integrity)、可用性(Availability)、可控性(Controllability)。保密性就是对抗对手的被动攻击，保证信息不泄漏给未经授权的人。完整性就是对抗对手主动攻击，防止信息被未经授权的篡改。可用性就是保证信息及信息系统确实为授权使用者所用。 可控性就是对信息及信息系统实施安全监控。

加密

　　加密技术主要是指为了达到保护数据不泄漏的目的而采用的一种技术手段，主要是把重要的数据变为乱码（加密）传送，到达目的地后再用相同或不同的手段还原（解密）。加密技术包括两个元素：算法和密钥。算法是将普通的文本（或者可以理解的信息）与一窜数字（密钥）的结合，产生不可理解的密文的步骤，密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法。

指纹考勤

　　指纹考勤的含义很清楚：用刷指纹代替刷卡，记录员工的考勤情况。之所以把指纹考勤列为生物识别的十个基本概念之一，是因为其重要性，据称指纹考勤已占据了整个中国指纹识别60%的市场，而指纹识别又占了其中90%的市场份额。指纹仪考勤系统是利用指纹识别仪和计算机系统实现考勤登记和考勤管理的管理系统。

拒真率和认假率

　　由于计算机处理指纹时，只是涉及了指纹的一些有限的信息，而且比对算法并不是精确匹配，其结果也不能保证100%准确。指纹识别系统的特定应用的重要衡量标志是识别率。主要由两部分组成，拒判率(FRR)和误判率(FAR)。我们可以根据不同的用途来调整这两个值。FRR和FAR是成反比的。用0-1.0或百分比来表达这个数。ROC(Receiver Operating Curve)-曲线给出FAR和FRR之间的关系。