在本教程中，我们将学习什么是生物识别，生物识别作为物理和行为的分类，在认证和验证中使用生物识别，什么是不同类型的生物传感器及其工作。
大纲
简介
生物识别技术曾经主要用于执法部门，现在越来越多地被政府和私人实体用于验证个人身份。生物识别是一种基于身体或行为特征来识别或验证一个人身份的方法。
每个人都有一些不同于其他人的独特的生理和行为特征。说到独特的特征，我们首先想到的是指纹。但还有其他一些特征，如DNA、视网膜结构、静脉模式等。
所有这些都是生理特征。但还有其他一些本质上更像行为的特征比如我们说话的方式，我们在键盘上打字的方式，我们签名的方式等等。
这两组特征都被用来识别个体，这背后的科学被称为生物识别学。
为什么使用生物识别技术?
密码、个人识别码、智能钥匙、智能卡等通常被用来验证人们的身份，并允许他们访问物理和数字领域。但这种身份验证的问题是，密码和个人识别码很容易被忘记(或很难记住)，或者可能被窃取;智能钥匙和代币很容易被放错地方、复制或遗忘;带有磁条的智能卡很容易损坏。
但是，一个人的生物特征或生物特征不会被窃取、遗忘或放错地方，因此，与传统方法相比，它们提供了一种更好、更安全、更可靠的个人身份验证方法。
常用的生物识别技术有指纹、虹膜、面部、手的几何形状、语音、步态、签名和按键。
生物传感器
生物传感器是一种设备(或换能器，具体来说)，它将个人的生物特征转化为电信号。生物传感器通常是利用复杂算法处理个人物理特征图像的半导体设备。
一个人的许多身体特征，如脸、虹膜、指纹等，都被生物特征传感器扫描，并使用一个数字图像模拟到数字转换器。
个人的这些数字信息存储在记忆中，并用于验证或验证他/她的身份。
我们已经看到关于传感器和不同类型的传感器在以前的教程。伟德老虎机手机版生物传感器正变得越来越重要和有用，因为他们更有效，准确和提供更多的安全。
大多数现代智能手机(在编写本教程时)至少包括一个指纹传感器来认证用户，而一些高端手机提供额外的生物识别传感器，如虹膜扫描仪和面部识别技术。
生物识别系统概述
在看不同类型的生物识别传感器之前，让我们简单地了解一个简单的生物识别系统是如何操作的。
有两种类型的生物特征操作，可以使用生物特征传感器捕获的图像执行。它们是:
- 识别
- 验证
在识别模式中，生物识别系统通过搜索数据库和生物识别匹配从登记人员池中识别一个人。这种模式回答了“我是谁?”关于一个人的问题。
一种验证模式，生物识别系统根据之前注册的生物识别来验证个人身份。在这种模式下，“我是我自称的那个人吗?”的问题得到了回答。
在不同的模式下，一个典型的生物识别系统的操作可以分为三个部分。它们是:
- 招生
- 匹配(或测试)
- 决策
第一阶段称为“入学”。在这一阶段，利用生物传感器捕捉人脸、虹膜或指纹等生物特征的图像。采集到的图像通过复杂的数学算法进行特征提取，并纳入系统。
系统的第二阶段是将登记的图像与数据库中已有的图像进行测试，并确定是否匹配。
最后一个阶段是决策阶段，判断一个人是否真诚。
生物传感器的类型
正如前面提到的，现在有很多类型的生物识别和相应的生物传感器，比如指纹，人脸。虹膜，语音，手部几何，签名验证等。未来会有更多类型的生物识别技术被使用，比如DNA、全息图、耳垂、步态等。
让我们看看一些常用的生物识别和生物传感器。
- 指纹传感器
- 人脸识别
- 虹膜识别
- 语音识别
- 手几何
- 签名验证
指纹传感器
也许最常用和最受欢迎的生物识别形式是指纹和指纹传感器。指纹是最古老的生物识别技术之一，而且很容易采集和验证。
例如，基于指纹的识别和验证需要指纹模式的几个特征，如指纹的脊和谷。
指纹的一种重要特征是被称为细部纹的纹路特征。根据指纹纹路的不同，有三种指纹纹路分别叫:
- 循环
- 拱
- 螺纹
用来捕捉指纹模式数字图像的设备被称为指纹传感器。捕捉到的图像被称为动态图像，经过处理后生成一个带有提取特征的数字模板。该模板存储在数据库中以进行匹配。
在指纹图像采集技术的基础上，进一步对指纹传感器进行了分类。
- 电容式传感器
- 光学传感器
- 超声波传感器
- 射频传感器
- 热传感器
- 压力传感器
人脸识别
人脸识别是图像处理技术的成功应用之一。简单的人脸识别通常用于相机跟踪一个人的脸。
但人脸识别的主要用途是通过使用面部生物传感器的面部图像来识别一个人。在捕捉到面部图像后，使用普通相机进行可见光捕获或红外相机进行热模式，对图像进行处理和提取，用于面部生物识别。
一些高端智能手机结合了红外摄像头、红外光和投影仪来捕捉面部图像。
虹膜识别
眼睛的虹膜，是瞳孔周围的有色区域，也是一个人的独特特征。具体来说，每个人眼睛的虹膜图案都是独一无二的。因此，基于虹膜的识别和验证是常用的生物识别技术之一。
虹膜扫描仪是用于在基于视频的图像采集过程中捕获虹膜模式的设备。
语音识别
自模拟时代以来，语音识别的概念被用于识别。一个人说话的声音是独一无二的，有时这个特征被用来识别一个人。
语音识别利用了语音的物理和行为特征，比如喉咙和嘴巴的形状和大小(物理特征)，音调和说话风格(行为特征)。
语音识别技术面临的主要问题之一是在语音识别过程中环境噪声的存在。
手几何
手识别是一种成熟的识别和验证一个人的方法。测量一个人的身体特征，比如整只手或单个手指的长度、厚度和表面积。
签名验证
这种方法属于个体的行为特征。一个人的签名的动态分析是用来验证一个人。在分析特征时，需要考虑速度、压力和角度等因素。
生物识别技术和生物传感器的优势
在许多应用中，建立个人身份是非常关键的。比如“这个人真的是他自称的那个人吗?”或“这个人被授权进入这个设施吗?”经常出现在各种场景中。
因此，一种可靠、安全的用户身份验证方法至关重要。使用生物识别技术、生物传感器和生物识别系统来识别个体有一些独特的优势。
密码、pin码、卡片、钥匙、代币等都有一些缺点，比如它们可能会被遗忘、丢失、共享(有意或无意)、损坏等。
此外，当今的电子世界要求人们记住银行、自动取款机、电子邮件帐户、电话、钱包(数字)、网站等的密码或pin码。
生物识别技术为上述所有问题提供了一个单一、独特的解决方案。
注意:没有一种完美的生物特征能够满足你所有的需求。每个系统都有自己的优点和缺点。
应用程序
- 生物识别传感器用于各种商业应用，如电脑登录、电子数据安全、互联网接入、信用卡、自动取款机、手机等。
- 一些政府申请，如身份证，驾照，护照等。
- 执法和法医应用，如罪犯鉴定、尸体鉴定、亲子鉴定等。
