一文读懂生物识别传感器的类型和应用

生物特征传感器是一种将个人的生物特征转换成电信号的设备(具体来说就是传感器)。生物识别传感器通常是半导体设备,可以使用复杂的算法处理来自个人身体特征的图像。

  生物识别技术曾经主要由执法部门使用,现在越来越多地被政府以及私人实体用来验证个人身份。生物识别是一种基于身体或行为特征来识别或验证个人身份的方法。

  每个人在生理和行为特征方面都具有与众不同的某些独特特征。谈到独特功能时,我们想到的第一件事就是指纹。但是,还有其他一些功能,例如DNA,视网膜结构,静脉模式等。

  所有这些都是生理特征。但实际上还有其他一些行为上的特征,例如我们的说话方式,在键盘上打字的方式,我们签名的方式等。

  这两组特征都用于识别个人,其背后的科学被称为生物识别。

  为什么要使用生物识别?

  密码,PIN,智能密钥,智能卡等通常用于验证人员身份,并允许他们访问物理域和数字域。但是这种身份验证的问题在于,密码和PIN容易被忘记(或难以记住)或被盗。智能钥匙和令牌很容易放错地方,重复或遗忘;带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能被盗,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,安全和可靠的身份验证方法。

  一些常用的生物识别技术包括指纹,虹膜,面部,手的几何形状,语音,步态,签名和击键。

  生物识别传感器

  生物特征传感器是一种将个人的生物特征转换成电信号的设备(具体来说就是传感器)。生物识别传感器通常是半导体设备,可以使用复杂的算法处理来自个人身体特征的图像。

  生物特征传感器扫描人的许多身体特征,例如面部,虹膜,指纹等,并使用模数转换器将其转换为数字图像。

  该人的数字信息存储在存储器中,并用于验证或验证其身份。

  在先前的教程中,我们已经了解了传感器和不同类型的传感器。生物识别传感器变得更加重要,实用,因为它们更加有效,准确并提供了更高的安全性。

  大多数现代智能手机(在撰写本教程时)都至少包含一个指纹传感器来对用户进行身份验证,而某些高端手机还提供了额外的生物识别传感器,例如虹膜扫描仪和面部识别技术。

  生物识别系统概述

  在介绍不同类型的生物识别传感器之前,让我们简要地了解一个简单的生物识别系统是如何工作的。

  使用生物特征传感器捕获的图像可以执行两种类型的生物特征操作。他们是:

  •鉴别

  •确认

  在“识别”模式下,生物识别系统通过搜索数据库并基于生物识别的匹配从已注册人员中识别一个人。此模式回答“我是谁?”关于一个人的问题。

  在身份验证模式下,生物识别系统会根据之前注册的生物特征来验证人员的身份。在这种模式下,“我声称是我吗?”回答有关个人的问题。

  无论采用哪种模式,典型的生物识别系统的操作都可以分为三个部分。他们是:

  •注册

  •匹配(或测试)

  •决策

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  第一阶段称为注册。在此阶段,生物识别传感器用于捕获生物特征的图像,例如面部,虹膜或指纹。使用复杂的数学算法处理捕获的图像以进行特征提取,然后将其注册到系统中。

  系统的第二阶段是测试已注册图像与数据库中已存在的图像,并确定是否发生匹配。

  最后一个阶段是决策阶段,在此阶段,您将得出有关个人是否真实的结论。

  生物识别传感器的类型

  如前所述,如今有许多类型的生物识别技术和相应的生物识别传感器,例如指纹,面部。虹膜,语音,手势几何,签名验证等。将来必将使用更多类型的生物识别技术,例如DNA,全息图,耳垂,步态等。

  让我们看一些常用的生物识别和生物识别传感器。

  •指纹感应器

  •人脸识别

  •虹膜识别

  •语音识别

  •手工几何

  •签名验证

  指纹感应器

  指纹识别和指纹传感器也许是最常用和最受欢迎的生物识别形式。指纹是要使用的最古老的生物识别技术之一,并且易于捕获和验证。

  基于指纹的识别和验证需要指纹图案的多个特征,例如指纹的脊和谷。

  一个重要的指纹图案是称为Minutiae的脊的特征。根据指纹脊,共有三种指纹模式,称为:

  •环形

  •拱

  •螺纹

  用于捕获指纹图案数字图像的设备称为“指纹传感器”。对捕获的图像(称为实时图像)进行处理,以创建具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。

  基于用于捕获指纹图像的技术,指纹传感器被进一步分为不同种类。

  •电容式传感器

  •光学传感器

  •超声波传感器

  •射频传感器

  •温度传感器

  •压力传感器

  人脸识别

  面部识别或面部识别是图像处理技术的成功应用之一。简单的面部识别通常用于相机中以跟踪人的面部。

  但是人脸识别的主要用途是使用面部生物特征传感器通过面部图像识别人。捕获面部图像后,使用普通相机进行可见光捕获,或者使用IR相机进行加热,然后对图像进行处理并提取出来以进行面部生物识别。

  一些高端智能手机结合使用红外摄像头,红外光和投光器来捕获面部图像。

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  虹膜识别

  眼睛的虹膜是瞳孔周围的有色区域,也是人的独特特征。具体而言,人的眼睛的虹膜图案是独特的。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图案的设备。

  语音识别

  从模拟时代开始,语音识别的概念就被用于识别。一个人讲话的声音是个人所独有的,此功能有时用于识别一个人。

  语音识别同时使用语音的物理和行为特征,例如喉咙和嘴巴的形状和大小(物理)以及音高和说话风格(行为)。

  语音识别技术的主要问题之一是在注册或身份验证期间存在环境噪声。

  手识别

  手识别是用于识别和验证人的公认方法之一。测量一个人的身体特征,例如整个手或单个手指的长度,厚度和表面积。

  签名验证

  这种方法属于个人的行为特征。动态分析人的签名用于验证人。分析签名时会使用速度,压力和角度等几个因素。

  生物识别和生物识别传感器的优势

  在许多应用程序中,建立个人身份至关重要。诸如“他们真的是那个声称的人吗?”之类的问题。或“该人是否有权使用该设施?”通常会在各种情况下出现。

  因此,一种可靠且安全的验证用户身份的方法至关重要。使用生物识别,生物识别传感器和生物识别系统来识别个人具有一些独特的优势。

  密码,PIN,卡,密钥,令牌等都有一些缺点,例如可以被忘记,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,ATM,电子邮件帐户,电话,钱包(数字),网站等的密码或PIN。

  生物识别技术为所有上述问题提供了一个唯一的解决方案。

  注意:没有任何一种可以满足您所有需求的完美生物特征。每个系统都有其自身的优点和缺点。

  应用领域

  •生物识别传感器可用于各种商业应用,例如计算机登录,电子数据安全,互联网访问,信用卡,ATM,移动电话等。

  •几种政府申请,例如身份证,驾驶执照,护照等。

  •执法和法医应用,例如罪魁祸首,尸体鉴定,父母身份确定等。

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