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众所周知,在信息时代中信息的保密是极为重要的。如何保密,方法和措施有许多,最为常见的便是采用密码,密钥。不过在最近几年,一种既古老又新颖的保密措施开始在各个应用领域出现了,并且得到了迅速的发展,这就是
——指纹识别。
据考古学家证实:公元前7000年到6000年以前,指纹作为身份鉴别的工具已经在古叙利亚开始应用,可以说这是最为古老的身份证。不过如今这一古老的身份证在新时代中再次焕发出了青春,今天我们就来回顾一下“指纹识别”的过去,同时也展望一下它的未来。
“指纹应用”历史悠久,作为身份鉴别早已经普遍采用
我们从许多的历史资料中都可以发现,在古代,指纹就已经被作为身份的鉴别标志之一。
我国古代最早的指纹应用可追溯至秦朝。至唐朝,以“按指为书”为代表的指纹捺印已经在文书、契约等民用场合被广泛采用。自宋朝起,指纹则开始被用做刑事诉讼的物证。无论是在案件的审判或者是重要的买卖文书上需要当事人签字、画押,其中的对于许多不识字的人来说,采用的就是“按指印”的办法,虽然说当时对于指纹的鉴别还不是非常的严格,但是已经说明了人们对于指纹的作用有了一定的认识。
19世纪初,经过了系统的科学研究,对于指纹得出了两个重要的结论:一是没有任何两个手指指纹的纹线形态一致;二是指纹纹线的形态终生不变。这两个结论为指纹的鉴别提供了理论依据。
由于有了科学的理论依据,因此指纹进一步的被方方面面作为身份识别的一种方式。其中最为广泛,也是大家最熟悉的便是在犯罪事件的鉴别中。如阿根廷在1896年,苏格兰在1901年,其他一些国家在20世纪初期也纷纷引入指纹技术鉴定罪犯,并被尊为“物证之首”。
20世纪60年代,指纹自动识别技术开始起步
由于指纹被应用的领域越来越广泛,逐渐早期的指纹识别采用的人工比对的方法,其效率低、速度慢的缺点越来越明显,已经不能满足现代社会的需要。与此同时,随着计算机技术的发展,20 世纪 60 年代末,在美国开始有人提出用计算机图像处理和模式识别方法进行指纹分析以代替人工比对,这就是自动指纹识别系统 ( 简称 AFIS) 。
指纹识别实际上是属于生物特征识别的一种,它在计算机技术的支持下,通过采集指纹图像进行匹配识别,确定或确认指纹所有人身份的生物特征识别技术。其基本原理是通过取像设备读取指纹图像,然后用计算机识别软件,提取指纹的特征数据,最后通过匹配算法获得识别结果。不过初期因为成本及对运行环境的特殊要求,自动指纹识别系统开始时其应用主要限于刑侦也就是警用领域。
20世纪80年代以后,“指纹识别”技术进入民用领域,得到全面发展
20世纪80年代以后,随着计算机图像处理和模式识别理论以及大规模集成电路技术的不断发展与成熟,指纹自动识别系统所需的相关设备的的体积不断缩小,其价格也不断降低,性能却得到了极大的提高,因而开始被应用到民用领域,进入90年代以后,在解决了快速准确的匹配算法问题之后,更使指纹识别技术走向了基于个人的应用。
指纹识别过程可以分为登记和识别两个部分。用户需要先采集指纹,然后计算机系统自动进行特征提取,提取后的特征将作为模板保存在数据库或其他指定的地方。在识别或验证阶段,用户首先要采集指纹,然后计算机系统自动进行特征提取,提取后的待验特征将与数据库中的模板进行比对,并给出比对结果。
对于指纹识别系统来说,指纹采集器是最为关键的部件,因为只有正确的采用,才能够保证整个识别系统的准确性。指纹采集器,目前常用的指纹采集设备有三种,光学式、硅芯片式、超声波式。
光学指纹采集器是最早的指纹采集器,是使用最为普遍的,它具有使用时间长;对温度等环境因素的适应能力强;分辨率较高的优点。但是由于受光路限制,无畸变型采集器尺寸较大。通常有较严重的光学畸变;采集窗口表面往往有痕迹遗留现象。CCD器件可能因寿命老化,有降低图像质量等缺陷。
硅芯片式指纹采集器出现于90年代末,其优点是图像质量较好;尺寸较小,容易集成到其他设备中去。其缺点是耐用性和环境适应性差,尤其在一些较恶劣的环境下,抗静电能力、抗腐蚀能力、抗压力等方面的不足;图像面积小,可能降低识别的准确性,并导致用户使用的不方便。总之,硅芯片采集器现在尚不成熟,但可能是未来的方向。
超声波式指纹采集器从理论上来看,可能是最准确的指纹采集器。它发射超声波,根据经过手指表面,采集器表面和空气的回波来测量反射距离,从而可以得到手指表面凹凸不平的图像。超声波可以穿透灰尘和汗渍等,从而得到优质的图像。不过这种产品还处于试验阶段。
目前“指纹识别”技术在民用应用领域已经被广泛的应用
对于刑侦领域中“指纹识别”技术的应用大家早已经是耳熟能详了。那么除此之外,目前在民用领域中,“指纹识别”技术究竟有哪些用武之地呢?应该说“指纹识别”技术在许多领域都已经被采用了,但它的任务只有一个,这就是身份的认定。
比如说指纹考勤系统,传统的考勤系统经常会出现代为打卡的情况。而利用指纹进行考勤则有效的解决了这一问题,严格了上下班制度的问题。在一些保密领域中,使用指纹或者是指纹加密码的方式设置的门禁系统也已经是屡见不鲜了。
指纹的惟一性能够有效提高身份识别的效率和安全性。随着指纹识别技术的成熟并产业化,可广泛用于“金盾工程”、银行、证券、高考身份验证、社会养老保险身份验证、指纹门禁锁等领域,它的推广将具有很大社会效益和经济效益,具有广阔的市场应用前景。
“指纹识别”已经成为了当前中高端商务笔记本的标志
虽然说较以往,“指纹识别”技术已经被越来越多的领域所应用,但是对于大多数的人来说还不是经常能够接触到的。然而在近两年中,“指纹识别”技术被引人笔记本电脑之后,一下子拉近了和普通人的距离。
在计算机应用领域中个人身份的确认和权限的认定是非常重要的一个环节,尤其是随着网络化时代的来临,人们对于安全性的要求越来越高。如今几乎每一个人都有一大堆的密码:银行卡密码,电脑开机密码、邮箱密码、论坛登陆密码……,为了实现较高的安全性,使用复杂和没有规律的密码是目前流行的选择,但是越来越繁琐的密码实在令人觉得麻烦的事情。而如果使用一个相同的密码,那我们在得到了方便性的同时也增加了安全性的隐患。这种情况在具有移动性,容易被人窃取的笔记本电脑的应用中表现得尤为突出。于是,具有“惟一识别性”的“指纹识别”技术开始被运用于笔记本电脑之上。
虽然说计算机“指纹识别”技术诞生已经有相当长的一段时间了,但是由于早期的光学指纹采集器体积较大,不适合运用于笔记本电脑。直到1998年,硅晶体电容传感器诞生,从而制造出了硅芯片式指纹采集器,才使“指纹识别”技术被运用于笔记本电脑变得更加的实际。
与传统的光学扫描技术不同,硅芯片式指纹采集器体积极小,可被方便地整合于各类指纹识别设备中。由于我们的真皮会发出微弱的电波,同时在皮肤表现存在凹凸部分,这样当用户将手指按压在传感器表面时,传感器便能够产生一个由不同电容值构成的信号阵列,这些信号阵列经过专用的算法转换之后便能够生成指纹图像。由于这一技术采用的是活体识别技术,必须通过人体的微电流,因而即使割下别人的指纹来进行确认也没有用,其它例如指模等更是无计可施,因而具有更高的安全性;同时由于不会受灰尘、油脂等影响,准确率也更高。
不过仅仅依靠硅芯片式指纹采集器仍然不能实现笔记本电脑的“指纹识别”,它还需要另一个技术配合——滑动式传感器。滑动式传感器的作用又是什么呢?要知道,如果没有滑动式传感器的话,为了获得整个手指的指纹,不得不使用比手指更大的传感器,必须整个手指同时按压在传感器之上。而由于滑动式传感器的诞生,传感器可以做的很小,一方面可以控制体积,二来也可以降低成本。使用时我们将手指从传感器上划过,系统就能获得整个手指的指纹。目前我们市场上所有笔记本上的传感器都属于滑动式传感器。
如今“指纹识别”已经成为了当前中高端商务笔记本的标志,它使商务应用变得更加安全和方便了。同时我们也有相信“指纹识别”必定会逐渐走向普及,也许在今后的某一天,你我的笔记本电脑、手机乃至家里的大门,都会充斥着指纹识别的身影。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
——指纹识别。
据考古学家证实:公元前7000年到6000年以前,指纹作为身份鉴别的工具已经在古叙利亚开始应用,可以说这是最为古老的身份证。不过如今这一古老的身份证在新时代中再次焕发出了青春,今天我们就来回顾一下“指纹识别”的过去,同时也展望一下它的未来。
“指纹应用”历史悠久,作为身份鉴别早已经普遍采用
我们从许多的历史资料中都可以发现,在古代,指纹就已经被作为身份的鉴别标志之一。
我国古代最早的指纹应用可追溯至秦朝。至唐朝,以“按指为书”为代表的指纹捺印已经在文书、契约等民用场合被广泛采用。自宋朝起,指纹则开始被用做刑事诉讼的物证。无论是在案件的审判或者是重要的买卖文书上需要当事人签字、画押,其中的对于许多不识字的人来说,采用的就是“按指印”的办法,虽然说当时对于指纹的鉴别还不是非常的严格,但是已经说明了人们对于指纹的作用有了一定的认识。
19世纪初,经过了系统的科学研究,对于指纹得出了两个重要的结论:一是没有任何两个手指指纹的纹线形态一致;二是指纹纹线的形态终生不变。这两个结论为指纹的鉴别提供了理论依据。
由于有了科学的理论依据,因此指纹进一步的被方方面面作为身份识别的一种方式。其中最为广泛,也是大家最熟悉的便是在犯罪事件的鉴别中。如阿根廷在1896年,苏格兰在1901年,其他一些国家在20世纪初期也纷纷引入指纹技术鉴定罪犯,并被尊为“物证之首”。
20世纪60年代,指纹自动识别技术开始起步
由于指纹被应用的领域越来越广泛,逐渐早期的指纹识别采用的人工比对的方法,其效率低、速度慢的缺点越来越明显,已经不能满足现代社会的需要。与此同时,随着计算机技术的发展,20 世纪 60 年代末,在美国开始有人提出用计算机图像处理和模式识别方法进行指纹分析以代替人工比对,这就是自动指纹识别系统 ( 简称 AFIS) 。
指纹识别实际上是属于生物特征识别的一种,它在计算机技术的支持下,通过采集指纹图像进行匹配识别,确定或确认指纹所有人身份的生物特征识别技术。其基本原理是通过取像设备读取指纹图像,然后用计算机识别软件,提取指纹的特征数据,最后通过匹配算法获得识别结果。不过初期因为成本及对运行环境的特殊要求,自动指纹识别系统开始时其应用主要限于刑侦也就是警用领域。
20世纪80年代以后,“指纹识别”技术进入民用领域,得到全面发展
20世纪80年代以后,随着计算机图像处理和模式识别理论以及大规模集成电路技术的不断发展与成熟,指纹自动识别系统所需的相关设备的的体积不断缩小,其价格也不断降低,性能却得到了极大的提高,因而开始被应用到民用领域,进入90年代以后,在解决了快速准确的匹配算法问题之后,更使指纹识别技术走向了基于个人的应用。
指纹识别过程可以分为登记和识别两个部分。用户需要先采集指纹,然后计算机系统自动进行特征提取,提取后的特征将作为模板保存在数据库或其他指定的地方。在识别或验证阶段,用户首先要采集指纹,然后计算机系统自动进行特征提取,提取后的待验特征将与数据库中的模板进行比对,并给出比对结果。
对于指纹识别系统来说,指纹采集器是最为关键的部件,因为只有正确的采用,才能够保证整个识别系统的准确性。指纹采集器,目前常用的指纹采集设备有三种,光学式、硅芯片式、超声波式。
光学指纹采集器是最早的指纹采集器,是使用最为普遍的,它具有使用时间长;对温度等环境因素的适应能力强;分辨率较高的优点。但是由于受光路限制,无畸变型采集器尺寸较大。通常有较严重的光学畸变;采集窗口表面往往有痕迹遗留现象。CCD器件可能因寿命老化,有降低图像质量等缺陷。
硅芯片式指纹采集器出现于90年代末,其优点是图像质量较好;尺寸较小,容易集成到其他设备中去。其缺点是耐用性和环境适应性差,尤其在一些较恶劣的环境下,抗静电能力、抗腐蚀能力、抗压力等方面的不足;图像面积小,可能降低识别的准确性,并导致用户使用的不方便。总之,硅芯片采集器现在尚不成熟,但可能是未来的方向。
超声波式指纹采集器从理论上来看,可能是最准确的指纹采集器。它发射超声波,根据经过手指表面,采集器表面和空气的回波来测量反射距离,从而可以得到手指表面凹凸不平的图像。超声波可以穿透灰尘和汗渍等,从而得到优质的图像。不过这种产品还处于试验阶段。
目前“指纹识别”技术在民用应用领域已经被广泛的应用
对于刑侦领域中“指纹识别”技术的应用大家早已经是耳熟能详了。那么除此之外,目前在民用领域中,“指纹识别”技术究竟有哪些用武之地呢?应该说“指纹识别”技术在许多领域都已经被采用了,但它的任务只有一个,这就是身份的认定。
比如说指纹考勤系统,传统的考勤系统经常会出现代为打卡的情况。而利用指纹进行考勤则有效的解决了这一问题,严格了上下班制度的问题。在一些保密领域中,使用指纹或者是指纹加密码的方式设置的门禁系统也已经是屡见不鲜了。
指纹的惟一性能够有效提高身份识别的效率和安全性。随着指纹识别技术的成熟并产业化,可广泛用于“金盾工程”、银行、证券、高考身份验证、社会养老保险身份验证、指纹门禁锁等领域,它的推广将具有很大社会效益和经济效益,具有广阔的市场应用前景。
“指纹识别”已经成为了当前中高端商务笔记本的标志
虽然说较以往,“指纹识别”技术已经被越来越多的领域所应用,但是对于大多数的人来说还不是经常能够接触到的。然而在近两年中,“指纹识别”技术被引人笔记本电脑之后,一下子拉近了和普通人的距离。
在计算机应用领域中个人身份的确认和权限的认定是非常重要的一个环节,尤其是随着网络化时代的来临,人们对于安全性的要求越来越高。如今几乎每一个人都有一大堆的密码:银行卡密码,电脑开机密码、邮箱密码、论坛登陆密码……,为了实现较高的安全性,使用复杂和没有规律的密码是目前流行的选择,但是越来越繁琐的密码实在令人觉得麻烦的事情。而如果使用一个相同的密码,那我们在得到了方便性的同时也增加了安全性的隐患。这种情况在具有移动性,容易被人窃取的笔记本电脑的应用中表现得尤为突出。于是,具有“惟一识别性”的“指纹识别”技术开始被运用于笔记本电脑之上。
虽然说计算机“指纹识别”技术诞生已经有相当长的一段时间了,但是由于早期的光学指纹采集器体积较大,不适合运用于笔记本电脑。直到1998年,硅晶体电容传感器诞生,从而制造出了硅芯片式指纹采集器,才使“指纹识别”技术被运用于笔记本电脑变得更加的实际。
与传统的光学扫描技术不同,硅芯片式指纹采集器体积极小,可被方便地整合于各类指纹识别设备中。由于我们的真皮会发出微弱的电波,同时在皮肤表现存在凹凸部分,这样当用户将手指按压在传感器表面时,传感器便能够产生一个由不同电容值构成的信号阵列,这些信号阵列经过专用的算法转换之后便能够生成指纹图像。由于这一技术采用的是活体识别技术,必须通过人体的微电流,因而即使割下别人的指纹来进行确认也没有用,其它例如指模等更是无计可施,因而具有更高的安全性;同时由于不会受灰尘、油脂等影响,准确率也更高。
不过仅仅依靠硅芯片式指纹采集器仍然不能实现笔记本电脑的“指纹识别”,它还需要另一个技术配合——滑动式传感器。滑动式传感器的作用又是什么呢?要知道,如果没有滑动式传感器的话,为了获得整个手指的指纹,不得不使用比手指更大的传感器,必须整个手指同时按压在传感器之上。而由于滑动式传感器的诞生,传感器可以做的很小,一方面可以控制体积,二来也可以降低成本。使用时我们将手指从传感器上划过,系统就能获得整个手指的指纹。目前我们市场上所有笔记本上的传感器都属于滑动式传感器。
如今“指纹识别”已经成为了当前中高端商务笔记本的标志,它使商务应用变得更加安全和方便了。同时我们也有相信“指纹识别”必定会逐渐走向普及,也许在今后的某一天,你我的笔记本电脑、手机乃至家里的大门,都会充斥着指纹识别的身影。
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