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人脸与指纹身份验证综述

 自然科学探索 2018-02-02

信息数据安全在我们日常生活中是一个很重要的问题,从秦朝开始我们就有建设长城来保卫我们人民的安全。发展到现在,基本上每个人都在网络上有不同的ID,不同的位置有着很多信息,这些信息对我们个人而言很重要。如果这些信息泄露出去,那么就会我们个人产生很大的影响。其中,信息问题很多,参与在这里面的更多问题,解决以及防御。在安全方面以及保护中我们对于身份识别也有很大的问题,例如:密码解锁,指纹复制,脸面复制等等一些保护方案,都有一定的漏洞可以破解其中的奥妙,而我们应该在这些保护中添加一些额外的措施使这些保护更加精妙安全。

隐私是我们个人以及公司都很重要的关键,而我们要在这里创建相应的锁来保护这些隐私,就是为了保证我们自身的安全。保护公司的隐私便是我们工作时候的最重要的任务。

在此,本文提出指纹解锁,人脸解锁等技术,这些都是是当前普遍的以及超前的保护办法。

1 人脸验证

人脸验证便是来自对人脸的扫描,收集以及进行对比。人脸验证是一个很安全的验证方法。在全球很多公司以及部分豪宅中都会配有这样的保护措施,就是为了安全。由于技术还未完全发展所以很多的软件也仅仅收集脸部的大部分纹线,也有少部分软件能收集人脸的95%以上。这已经是很大的进步了。

1.1 人脸收集以及比对功能

人脸收集是指在图像中或视频中检测出人脸以及将人脸从背景中提取出来,并保存它在电脑中。人脸比对是指利用人脸捕获技术,当保存的人脸在摄像头拍摄的范围内时自动地对其进行比对。核实式和搜索式是人脸识别的两种比对方式方法。其中核实式是对指将获取的人脸或人脸与数据库中已保存的人脸做比对核实确定是不是同一人。而搜索式是指,从数据库中已保存的所有人脸中搜索对比是否有指定的人脸存在。

1.2 人脸的建模与检索

在保存进数据库的人脸数据进行建模提取其中的特征,并用它生成人脸特征文件(人脸模版)保存进数据库里面。进行人脸搜索的时候,令指定的人脸进行建立模版,用它在数据库中与其他的模版进行对比,最后根据对比的相似度列出最像的人的名单。确认是否是其中的一员,且进行解锁功能的最后判断。

1.3 真人与图像的鉴别功能

进行设置使系统能分别摄像头前的事物是人还是一张照片,要求做动作可以分辨是不是照片,如果人脸表情不变,只是方向的转动,那么就不是本人站在摄像头面前。这需要通过命令使使用者做出相应的脸部动作进行配合且分别。

1.4 图像质量检测

通过对亮度的增加可以增高人脸的清晰度以做到很高的原型图像的要求,提高图像的质量。可以很好的展现人脸对比成功率。

2 指纹解锁不再是挑战:指纹解锁

指纹解锁应用于很多空间,例如:手机开机,房间进入,电脑开启等等。用人的手指指纹的第一无二性作为一个物品解锁是相当有用的手段以及很安全的保护方法!曾经指纹解锁在生活中很难普遍使用起来,经过很多专家们的研究,在这几年,指纹解锁已经开始融入大部分人的生活中,这些人中的大部分就是学生们,手机的指纹解锁现在就很普遍的了。2013年 苹果5s手机上市,就开始使用指纹解锁功能,并在那时候是第一部用指纹解锁的手机。因为手机是人们必用的生活工具,所以指纹解锁就在人们生活中开始普遍。

2.1 指纹解锁的优缺点

指纹,所有人都有的一样东西。虽然大家都有指纹,但是它的纹码是独一无二的。也是因为它独一无二,所以选择用它作为一个锁的密码,是一个很安全的 选择。这是它的优点。

而它的缺点在于容易被他人获得,在你触碰的物品上会留下你的指纹,而因为这点指纹就可以通过粉末刷现法得到指纹,所以说指纹可以很容易得到。

图2 手机指纹提取

图3 手机指纹提取扩大范围

2.2 指纹识别的原理

指纹识别系统中包括:指纹识别感应特征系统提取跟匹配模块特征模块库软件。指纹匹配的步骤分为两步:扫描提取等待验证的指纹特征,之后在指纹模版中的模版指纹做对比,近而判断指纹是否来自同一个手指。

有三种技术可以用在智能设备提取指纹它们分别是:光学识别,电容传感器,生物射频。

光学识别是很早就研发的技术,用光学发射的装置发射的光,照射到手指上在反射回来至机器上而获取数据,并在资料库中进行比对是否一致。因为光学识别不能深入皮层,所以手机的干净程度会影响光学识别方式的准确性。

电容传感器识别是利用一定距离安装的两个电容。因为指纹有凹凸,所以在接通或者断开两个电容的电流且手指划过指纹检测仪器时采集指纹特征。电容传感器不仅对手指的干净要求依旧很高,而且传感器使用的硅材料较容易损坏。电容式质问传感器是现在最普遍的应用技术。

生物射频是使用射频传感器发射微量信号,穿透手指表皮层获取里层的纹路以采取指纹信息。生物射频是目前比较新的技术,这种技术对手指干净的要求相对比较低。因为专利问题,所以现在使用比较少。射频式在未来必定上场使用的。

2.3 指纹识别提取方式

2.3.1 滑动式

将手指从传感器上划过,系统就可以采取手指指纹。手指按压下去时,没有办法一次性采集到完整的图像。在采集时需要手指滑动过采取表面,之后对划过时的手指指纹进行拍照拼接,然后完成采集。

2.3.2 按压式

手指放在设备上为了方便采集指纹图像,需要将手指放在一个更大的传感器上,才能采集完全。如图1、图2、图3所示。

2.4 指纹解锁的应用

iPhone系列指纹解锁:在iphone手机上指纹解锁普遍,以及用指纹来付钱,保证了安全性。

笔记本指纹解锁:使用指纹解锁电脑是很方便的,在我们大众人群里,对这种解锁方式很是喜欢。

考勤机指纹签到:在工作中使用指纹签到是一种很方便的签到方式。

门禁指纹开锁:有时候回家会发现忘带钥匙,如果用指纹解锁,那就很方便。只要人在就能开门,是件很舒服的事情。

综上所述,人脸与指纹身份验证等生物识别技术主要是结合计算和各种光学原理,利用高科技生物特征提取手段,获取人的生理特征或行为特征,来进行个人身份的认证的技术。人脸与指纹身份验证是目前最为方便与安全的识别技术,它认定的是人本身,不需要记住复杂的密码,也不需随身携带其它身外的东西。借助于现代计算机技术,不但快速便捷而且安全可靠,同时更易于跟安全、监控和管理系统整合,实现自动化控制。有着广阔的应用前景。

参考文献

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