Biometrics 简明教程
Physiological Modalities
如前所述，生理模态基于对人体部位的直接测量，例如虹膜、指纹、手指的形状和位置等。
有些身体特征在人的一生中保持不变。它们可以作为识别个人身份的绝佳资源。
Fingerprint Recognition System
它是最为人所知和使用的生物识别解决方案，用于对生物识别系统上的个人进行身份验证。它如此受欢迎的原因是，有十个可用的生物识别源以及易于获取。
每个人都有一个独特的指纹，由脊、沟和线的方向组成。脊有三种基本图案，即 arch, loop 和 whorl 。指纹的唯一性由这些特征以及分叉和斑点（脊端）之类的 minutiae features 决定。
指纹是最古老、最流行的识别技术之一。指纹匹配技术有三种类型 −
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Minutiae Based Techniques − 在这些微小部分中发现了点，然后将其映射到其在手指上的相对位置。有些困难，例如图像质量低，则难以正确找到微小部分。另一个困难是，它考虑了脊和沟的局部位置；不是全局的。
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Correlation Based Method − 它使用更丰富的灰度信息。它能够处理劣质数据，从而克服了基于微小部分信息的方法的问题。但它也有一些自己的问题，如点的定位。
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Pattern Based (Image Based) Matching − 基于图案的算法比较存储的模板和候选指纹之间的基本指纹图案（弓形、斗形和环形）。
Merits of Finger Recognition System
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这是最现代的方法。
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这是最经济的方法。
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它具有很高的可靠性和安全性。
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它在一个小的模板大小上工作，这可以加快验证过程。
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它需要的内存空间更少。
Facial Recognition System
面部识别基于确定下巴、下颌、眼睛、眉毛、鼻子、嘴唇和颧骨的形状和大小。2D 面部扫描仪开始读取面部几何形状并将其记录在网格上。面部几何形状以点的形式传输到数据库中。比较算法执行面部分割并得出结果。面部识别以以下方式执行：
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—— 在此类型中，测量瞳孔之间的距离或从鼻子到嘴唇或下巴的距离。
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—— 它是将整体面部图像分析为多个面部加权组合的过程。
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—— 定位人皮肤上独特的线条、图案和斑点。
Iris Recognition System
虹膜识别基于人眼中的虹膜模式。虹膜是一种有色弹性组织，中心有可调节的环形开口。它控制瞳孔的直径。在成年人中，虹膜的纹理在其整个生命周期中都是稳定的。左眼和右眼的虹膜图案不同。虹膜图案和颜色因人而异。
它涉及用一枚合格的相机拍摄虹膜图片，存储它，并使用数学算法将它与候选人的眼睛进行比较。
Merits of Iris Recognition System
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由于匹配两个虹膜的概率是 100 亿分之一，因此非常准确。
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由于整个人的一生中，虹膜图案保持相同，因此具有很高的可扩展性。
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候选人不需摘下眼镜或隐形眼镜；它们不会影响系统的准确性。
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它不涉及与系统进行物质接触。
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由于其模板尺寸较小，因此可提供即时验证（2 到 5 秒）。
Hand Geometry Recognition System
它包括测量手掌的长度和宽度、表面积、手指的长度和位置以及手的整体骨骼结构。每个人的手都是独一无二的，并且可以用来辨别其他人。手掌几何系统有两种−
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Contact Based −手放在扫描仪表面上。此放置由五根销钉定位，这些销钉引导候选人的手正确放置在摄像头下方。
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Contact Less − 在这种方法中，手部图像采集不需要销钉或平台。
Retinal Scanning System
视网膜是眼球后部的内衬层，覆盖了眼球内表面的 65%。它包含 photosensitive 细胞。由于供应血液的血管网络复杂，每个人的视网膜都是独一无二的。
它是一种可靠的生物特征，因为视网膜图案在人的一生中保持不变，除了患有糖尿病、青光眼或某些退行性疾病的人的图案除外。
在视网膜扫描过程中，要求一个人取下隐形眼镜或眼镜。将低强度的红外光束投射到某人的眼睛中 10 至 15 秒。红外光被血管吸收，在扫描过程中形成血管图案。然后将此图案数字化并存储在数据库中。
DNA Recognition System
*D*eoxyribo *N*ucleic *A*cid (DNA) 是人类中的遗传物质。除了同卵双胞胎，每个人都通过其 DNA 中的特征进行唯一识别，该特征位于细胞核中。有多种来源可以收集 DNA 模式，例如血液、唾液、指甲、头发等。
在细胞内，DNA 以称为 chromosomes 的长双螺旋结构组织。人类中有 23 对染色体。在 46 条染色体总数中，后代从每个亲生父母那里继承 23 条染色体。后代的 99.7% DNA 与父母的共享。剩余的 0.3% DNA 包含了个体特有的重复编码。
DNA 分析的基本步骤为：
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[style="arabic"]1. 从血液、唾液、头发、精液或组织获取样本中提取 DNA。
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[style="arabic"]1. 将 DNA 样本分成较短的片段。
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[style="arabic"]1. 根据大小组织 DNA 片段。
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[style="arabic"]1. 比较来自各种样本的 DNA 片段。
样本越详细，比较就越精确，进而越能识别出该个体。
DNA 生物识别在以下方面与其他所有生物识别技术有所不同：
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它需要一个有形的物理样本，而不是图像。
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DNA 匹配是在物理样品上完成的。没有特征提取或模板保存。