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所謂生物識別技術就是，通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統計學原理等高科技手段密切結合，利用人體固有的生理特性，（如指紋、臉象、虹膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態等）來進行個人身份的鑒定。
現今已經出現了許多生物識別技術，如指紋識別、手掌幾何學識別、虹膜識別、視網膜識別、面部識別、簽名識別、聲音識別等，但其中一部分技術含量高的生物識別手段還處于實驗階段。我們相信隨著科學技術的飛速進步，將有越來越多的生物識別技術應用到實際生活中。
生物識別之指紋識別：實現指紋識別有多種方法。其中有些是仿效傳統的公安部門使用的方法，比較指紋的局部細節；有些直接通過全部特征進行識別；還有一些使用更獨特的方法，如指紋的波紋邊緣模式和超聲波。有些設備能即時測量手指指紋，有些則不能。在所有生物識別技術中，指紋識別是當前應用最為廣泛的一種。指紋識別對于室內安全系統來說更為適合，因為可以有充分的條件為用戶提供講解和培訓，而且系統運行環境也是可控的。由于其相對低廉的價格、較小的體積（可以很輕松地集成到鍵盤中）以及容易整合，所以在工作站安全訪問系統中應用的幾乎全部都是指紋識別。
指紋圖像的獲取技術主要有4種類型：光學掃描設備（例如微型三棱鏡矩陣）、溫差感應式指紋傳感器、半導體指紋傳感器、超聲波指紋掃描。
生物識別之手掌幾何學識別：手掌幾何學識別就是通過測量使用者的手掌和手指的物理特征來進行識別，高級的產品還可以識別三維圖象。作為一種已經確立的方法，手掌幾何學識別不僅性能好，而且使用比較方便。它適用的場合是用戶人數比較多，或者用戶雖然不經常使用，但使用時很容易接受。如果需要，這種技術的準確性可以非常高，同時可以靈活地調整生物識別技術性能以適應相當廣泛的使用要求。手形讀取器使用的范圍很廣，且很容易集成到其他系統中，因此成為許多生物識別項目中的首選技術。
生物識別之聲音識別：聲音識別就是通過分析使用者的聲音的物理特性來進行識別的技術?，F今，雖然已經有一些聲音識別產品進入市場，但使用起來還不太方便，這主要是因為傳感器和人的聲音可變性都很大。另外，比起其他的生物識別技術，它使用的步驟也比較復雜，在某些場合顯得不方便。很多研究工作正在進行中，我們相信聲音識別技術將取得重大進展。
生物識別之視網膜識別：視網膜識別使用光學設備發出的低強度光源掃描視網膜上獨特的圖案。有證據顯示，視網膜掃描是十分精確的，但它要求使用者注視接收器并盯著一點。這對于戴眼鏡的人來說很不方便，而且與接受器的距離很近，也讓人不太舒服。所以盡管視網膜識別技術本身很好，但用戶的接受程度很低。因此，該類產品雖在20世紀90年代經過重新設計，加強了連通性，改進了用戶界面，但仍然是一種非主流的生物識別產品。
生物識別之面部識別：這是一種相當引人注意的技術，它的性能也經常被誤解。關于面部識別，經常有一些夸張的言論，但實際是很難實現的。比較兩個靜態圖象是一回事，在人群中發現和確認某個人的身份而不引起別人的注意，就是完全不同的另一回事了。有些系統宣稱能做到后一點，但它們實際上做的是前一種事，這實際并不是生物識別。從用戶的角度很容易理解面部識別的吸引力，但人們對這種技術的期望應該比較現實。面部識別在實際應用中還很少成功。但一旦克服了技術障礙，它將成為一種重要的生物識別方法。2012年，***公安正構建一套高精準人像識別系統，建成后能在1秒鐘內比對1億次圖像，瞬間可辨認嫌疑人。
這套系統主要通過安裝在城市道路路口、兩側以及公交車上的25萬個視頻探頭進行圖像采集。視頻監控將捕捉到的人像，與后臺數據中犯罪嫌疑人面部特征進行精確比對，可在幾秒內鎖定犯罪嫌疑人。這套系統將在2013年3月投入實戰應用。
面部識別技術應用在很多領域：
1、企業、住宅安全和管理。如人臉識別門禁考勤系統，人臉識別防盜門等。
2、電子護照及身份證。
3、公安、司法和刑偵。
4、自助服務。
5、信息安全。如計算機登錄、電子政務和電子商務。
生物識別之靜脈識別：靜脈識別，使用近紅外線讀取靜脈模式，與存儲的靜脈模式進行比較，進行本人識別的識別技術。工作原理，是依據人類手指中流動的血液可吸收特定波長的光線，而使用特定波長光線對手指進行照射，可得到手指靜脈的清晰圖像。利用這一固有的科學特征，將實現對獲取的影像進行分析、處理，從而得到手指靜脈的生物特征，再將得到的手指靜脈特征信息與事先注冊的手指靜脈特征進行比對，從而確認登錄者的身份。
靜脈識別系統就是首先通過靜脈識別儀取得個人靜脈分布圖，從靜脈分布圖依據專用比對算法提取特征值，通過紅外線 CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像，將靜脈的數字圖像存貯在計算機系統中，將特征值存儲。靜脈比對時，實時采取靜脈圖，提取特征值，運用先進的濾波、圖像二值化、細化手段對數字圖像提取特征，同存儲在主機中靜脈特征值比對，采用復雜的匹配算法對靜脈特征進行匹配，從而對個人進行身份鑒定，確認身份。
在巨大的市場發展形勢面前，將靜脈識別產品嵌入到門禁控制系統中的新一代門禁控制產品正隨著前些年的鋪墊而日趨成熟。為了謀求門禁系統的智能化發展和趕上門禁市場飛速發展的列車，國內擁有靜脈識別技術的企業整裝待發，謀求爆破式發展。在此基礎上開發適合中國市場的系列產品，并成功應用到***、計劃生育、煤礦、信息安全、金融、教育、社保等行業或部門。而與此同時，眾多門禁企業也正以引入“靜脈”為門禁市場開辟藍海。
生物識別之步態識別：步態識別，使用攝像頭采集人體行走過程的圖像序列，進行處理后同存儲的數據進行比較，來達到身份識別的目的。中科院自動化所已經進行一定研究。 步態識別作為一種生物識別技術，具有其它生物識別技術所不具有的獨特優勢，即在遠距離或低視頻質量情況下的識別潛力，且步態難以隱藏或偽裝等。 步態識別主要是針對含有人的運動圖像序列進行分析處理，通常包括運動檢測、特征提取與處理和識別分類三個階段。
但是制約其發展還存在很多問題，比如拍攝角度發生改變，被識別人的衣著不同，攜帶有不同的東西，所拍攝的圖像進行輪廓提取的時候會發生改變影響識別效果。但是該識別技術卻可以實現遠距離的身份識別在主動防御上有突出的性能。如果能突破現有的制約因素，在實際應用中必定有用武之地。
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綜合對生物識別原理、應用的論述及原理探討。重點介紹幾種應用廣泛且前景廣闊的生物識別解決方案。
TI指紋識別技術解決方案
概述
指紋識別用于各種應用，包括電子門禁系統、智能卡、車輛點火開關控制系統、帶指紋控制存取功能的 USB 記憶棒及許多其它應用。指紋掃描儀中的數字信號處理元件可執行濾波、轉換、特征提取、匹配運算及其它算法等復雜的 DSP 功能。
指紋傳感器可以運用電容、光學、壓力或熱感技術來獲取手指特征的圖像。最常用的指紋傳感器解決方案首先使用激光或 LED 燈照亮指紋，然后使用 CCD 或價格較為低廉的 CMOS 傳感器進行圖像采集。指紋傳感器通常為自包含模塊，其包括可將模擬信息轉換成數字化數據流的模數轉換器。分辨率、動態范圍和像素密度均是決定圖像質量并影 響傳感器精確度的因素。
一旦采集到圖像，數字信息將被傳輸到數字信號處理器以生成匹配。匹配過程的第一步即調節掃描的指紋。指 紋閱讀器很少將完整指紋用于識別。而是 DSP 使用算法提取每個指紋的特征和樣式，以生成獨特的數字代碼。軟件流中的第二步是讀取從掃描的圖像中生成的代碼，然后將其與數據庫的潛在匹配項進行比較。比 較步驟將需要系統訪問聯網數據庫或非易失性存儲器中的指紋信息。
指紋識別用于各種應用，包括電子門禁系統、智能卡、車輛點火開關控制系統、帶指紋控制存取功能的 USB 記憶棒及許多其它應用。指紋掃描儀中的數字信號處理元件可執行濾波、轉換、特征提取、匹配運算及其它算法等復雜的 DSP 功能。
方框圖
在生物辨識指紋掃描中對實時信號處理的需要使 C55x DSP 成為這一應用的一個引入注目的解決方案。C55x 在主動和被動模式下的低功耗功能使其成為指紋掃描應用的絕配，因為在絕大部分的時間里，處理器都處于低功耗模式。C55x DSP 的外設集成包括片上 LDO、片上存儲器和用于連接的 USB Phy。安裝片上外設憑借簡化電路板布局和減少芯片總數降低了系統總成本。當通信外設與處理器被安裝在同一芯片上時，保護您的器件免受 ESD 的來源的傷害也很重要?？梢耘c人體接觸的所有 IO 或通信外設或 ESD 的其它來源均應受到保護。像 TPD3E001 這樣的器件可以為 USB 2.0 接口提供高達 15kV 的多通道 ESD 保護。
C55x 上發現的 LCD 橋接器可用于顯示消息或選項菜單。TSC2003 觸摸屏控制器與應用的集成為用戶提供了一種從顯示的菜單選擇選項的方法。此應用還內置了音頻功能，可以警報和預先錄制的語音命令兩種形式為用戶提供反饋。 這可以通過 C55x 的 I2S 功能實現，為音頻 DAC 提供數字音頻流。DAC3120 等器件包含能夠驅動 2.5 瓦單聲道揚聲器的內置 AB 類放大器，可以將數字音頻流轉換成模擬信號并提高系統集成的能力。
相關器件
1.TMS320C67x應用框圖
2.TPS60250功能框圖
詳細資料：TPS60250具有 I2C 接口的用于WLED 的高效充電泵
詳細資料：CDCE949 時鐘發生器
詳細資料：
1.概要
門禁系統如電磁感應卡、密碼鎖等因為有容易被破解、竊取、仿造等缺點，所以促成人體識別防護系統的產生，諸如眼睛虹膜、指紋識別、以及最新的靜脈識別技術。
但是眼睛虹膜、指紋等這些人體識別技術卻容易被仿冒且容易取得，而手掌靜脈辨識卻是獨一無二的。富士通手掌靜脈識別是一種高安全的生物辨識技術。此項創 新的技術是在極度精密安全的系統下進行識別。它的運用原理是使用近紅外線感應器取得手掌靜脈的分布圖，儲存樣板，進而在計算機中建立每一個人獨特的手掌靜 脈數據庫。通過計算機登錄存儲每個人的手掌靜脈數據，還可以在電腦中進行管理。
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非接觸型手掌靜脈傳感器裝置????????? 近紅外線圖像??????????????? 靜脈網圖像 / 手掌的輪廓
本系統對于門禁管理非常具有高度的安全性。在其它需要身份識別的場所，例如政府機關、大型企事業單位的資料室，授權可以進入的人員必須通過本裝置核對了 他的手掌靜脈圖形以確認身份之后才能進入。在醫院的手術室，因為不需要碰觸感應器，所以醫生可以戴著手術套進出，手術室的門禁可以通過計算機管理，這樣可 以減少醫生走錯手術室的情況。國外的實例是病人的病歷數據與手掌靜脈的數據相關聯。當如果發生意外等送入醫院急救時，在無法辨識病人的身份的情況下，可以 通過手掌靜脈的數據來查出該病人的身份，再通過醫院彼此之間的共享的數據庫，可以在極短的時間內辨識病人身份直接取得病歷，減少瑣碎的檢查，在第一時間進 行搶救。在一些需要會員卡管制進出的地方，比如游泳館，對于會員來說，在館內隨身攜帶會員卡很不方便，通過富士通的手掌靜脈識別系統可以免去這樣的麻煩。 同時，對于游泳館的管理單位來說，也不會出現會員卡會被冒用的情況。
2.非接觸型手掌靜脈識別系統的特長：
無需接觸
由于無需接觸裝置本身，所以衛生，同時可以減少使用者的心理抵觸感。
操作簡便
只需要把手掌很自然的放在裝置上方即可完成識別。
識別精度高
由于手掌靜脈較粗，數量多，因此可以提高識別精度。（本人拒絕率為0.01%，他人誤認率為0.00008%）
高度的安全性和廣泛的對應性
利用身體內部的血管信息，所以極難偽造。通常人的手掌靜脈網互不相同，即使是單卵雙胞胎的也不相同，并且一生不變。對應性強，幾乎適用于任何人。
手掌靜脈識別與指紋識別、虹膜識別的比較
3.識別原理：
原理--讀取方法
讀取原理
（1）用紅外光纖照射手掌。（2）傳感器接收到被手掌反射回來的近紅外光線。
?。?）只讀取靜脈圖像中的靜脈信息。
原理--核對方法
?。?）核對過程圖像的調整
由于是非接觸型，核對時的圖像和登錄時的圖像在位置，傾斜度、和大小上都會產生差異。所以需要將核對的圖像與登錄時的圖像調整一致。
裝置可以對這些問題逐步進行調整，使得登錄圖像與核對圖像吻合。整個過程不足一秒。
?。?）核對
將登錄圖像與核對圖像進行重合后，判斷靜脈形狀是否一致。（為了便于理解，我們將核對圖像做著色處理，而實際上圖像是沒有顏色上的變化的。另外，裝置會提取靜脈形狀的特征，通過這些特征進行比較。）
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4.手掌靜脈識別系統在登陸認證中的應用
金融系統：ATM（自動柜員機）持卡人確認、銀行內部數據終端（機房）管理、顧客信息管理、系統開發信息管理、行員操作系統管理、政府機關和公共團體、政府機關和公共團體的終端設備、居民基本數據管理、電子購物，支付
醫療系統：電子病例、藥店終端管理、醫療終端管理
教育機關：學生信息自助終端、成績核對、各種證書的發行、出勤管理
研究機關：研究所內專用終端管理、保密室、科研開發信息管理
5.手掌靜脈識別系統在門禁系統中的應用
通過互聯網實現高度的房間訪問安全系統的管理
6.手掌靜脈識別系統在全球應用范例
銀行：三菱東京UFJ銀行
ATM以及柜臺的身分認證、客戶保管箱、行員用計算機登錄
大學：日本千葉工業大學
個人數據查詢如成績單等、上課考勤管理、機房門禁和PC登陸管理、圖書借閱
醫院：東京大學附屬醫院
信息室的門禁管制：辦公室、研究室、主機室的門禁管制
公寓大廈：Meiwa 房地產公司
大門門禁管制
圖書館：那珂市立圖書館
無卡進出館內管制、無卡借閱圖書
全球最薄光學式指紋方案產品詳解
1.概述
所謂指紋辨識，顧名思義就是利用人體手指上獨有指紋信息進行辨識。做為 眾多生物辨識技術的一種，指紋辨識擁有以下優勢特性：（1）法律認可，具不可否認性。（2）具與生不變之特性。（3）相對成本較低及體積較小。（4）發展 最久，技術最成熟。（5）十枚指頭，使用方便。
指紋辨識是平衡安全性與便利性的最佳途徑。經過蘋果手機的帶動，指紋辨識的觀念與相關應用產品會走入更多人的生活。例如：指紋鎖省去帶鑰匙的麻煩，汽車指紋遙控器也讓使用者不用擔心遙控器、汽車被盜等。未來可預期更將對網絡安全及付費系統提供進一步的把關。
2.指紋識別裝置組成
常見的指紋辨識裝置可由兩種元素組成：處理芯片與指紋傳感器。指紋辨識早年發展受限于處理芯片處理速度慢與價格高，隨著高性價比與省電的ARM處理器興 起，讓指紋辨識真正可以走入消費性市場。指紋傳感器則主要目的是采集一枚完整的指紋影像，常見的有芯片式（Chip Sensor）與光學式（Optical）兩種，芯片式體積雖小但價格高且取像面積小，光學式則價格低、取像面積大但體積過大，各有優缺點。
?。?）Holtek為了把握產品優先導入的時機點，積極投入指紋辨識技術，結合轉投資策略伙伴金佶科技，再搭配適用于指紋辨識之Cortex-M3 MCU HT32F2755，完成了超薄型光學式指紋辨識系統，以迎合現有小型化及低價化的潮流。
Cortex-M3 MCU HT32F2755方框圖
?。?）Holtek之光學式指紋機，是基于具有專利的『TrueSecureTM』3D指紋辨識技術，透過特殊材料及光學系統，可在極短光程內取得足夠 有效面積，將整體光學模塊厚度壓縮至6.5毫米（mm），并兼具了光學式及芯片式的價格低、取像面積大及體積小之優點。進行中的第二代解決方案厚度則進一 步將厚度壓縮至僅為4.9毫米，并已獲部分專用型平板（Tablet）、金融交易及遙控器等市場的青睞。而即將于2014年第四季發表的第三代解決方案厚 度甚至只有3.0毫米，有助于搶攻極為注重輕薄外型的行動裝置市場。
Holtek光學式指紋模塊可劃分為三類。
GT系列（GT-5110E1/5120E2）是并行接口（Parallel Interface）指紋傳感器，其原始影像數據通過24-pin接口發送到外部硬件，可提供算法商進一步開發其自有方案。
GT系列內部功能簡化圖
詳細資料：GT-5110E1 指紋傳感器
GTU系列（GTU-5110B3/B4/B6）則為USB接口指紋傳感器，指紋影像數據可以USB接口傳輸至PC或手機端，Holtek也將提供各主要操作系統所需之相關驅動，如Windows及Linux等。
GTU系列內部功能簡化圖
詳細資料：GTU-5110B3 USB指紋模塊
GTM系列（GTM- 5110C2R/C3/C31/C5/C51）則為嵌入式指紋辨識模塊，主要包括了指紋傳感器以及內嵌指紋辨識算法的Holtek Cortex-M3 MCU，并可以簡單地以UART或USB接口對其進行相關指令操作，如建文件、比對和刪除等，為指紋識別功能提供一個快速、便捷的方法。GTM系列依其應 用可分別儲存20枚，200枚及2000枚指紋訊息。
GTM系列內部功能簡化圖
詳細資料：GTM-5110C2R 嵌入式指紋模塊
3.Holtek光學式指紋模塊，也具有下列明顯優點：
☆ 世界最薄光學指紋傳感器、高解析低失真指紋影像
☆ 面型傳感器、一指按壓，可360度、任一方向辨識
☆ 影像質量穩定，一致性高
☆ 經特殊處理、可抗干手指及防止假手指
☆ 高性價比、光學式可抗靜電、耐用且價格貼近線性電容式
☆ 完整開發工具包，包括可靠度報告、參考源碼、參考機構、電路圖等一應俱全。
4.光學式指紋模塊應用
Holtek各系列光學式指紋模塊不再只局限于高安全度要求之場所，非常適合于不同應用領域之系統產品，如：平板計算機、智能型手機、網絡身分認證、筆 記本電腦、強固型筆電、工業主機、計算機收款機、鼠標、鍵盤、外接硬盤、指姆碟、電子門鎖、汽車鎖、門禁考勤系統、遙控器保護、保險柜、保管箱、置物柜、 槍柜/盒等相關產品。
基于ARM 的指紋識別門禁系統的設計
基于指紋識別的TCP/IP網絡門禁系統方案設計的前提是滿足用戶的各種需求，利用系統強大的功能以及良好的性價比，讓用戶得到最好的服務和最大的利益。方案的設計原則：實用性、穩定性、安全性、可擴展性和易維護性。
系統組成
一般RS485門禁控制器只支持128臺或者256臺設備聯網，而TCP／IP門禁控制器理論上可以支持無限多臺門禁設備。所以TCP／IP網絡型門禁 控制器是最適合大型大面積的門禁系統聯網的。例如供電部門的變電站門禁的聯網管理、銀行儲蓄所的門禁管理等都適合這種模式。互聯網的門禁系統結構如下圖所示。
互聯網的門禁系統結構圖
基于指紋識別的TCP/IP門禁系統方案基本組成：
?。?）管理中心：一臺連接到門禁控制器或網絡的PC機，通過局域網或廣域網與其它門禁控制器或PC機連接，實現門禁控制器采集信息的處理和分析，并發送控制指令，以及對相應的軟件管理。
（2）門禁管理軟件：管理工作站通過管理軟件遠程監控服務器和各門禁控制器的工作狀態，實現各種管理功能。
（3）門禁控制器：用于前端信息的采集、傳輸和處理，并控制門禁的電控鎖和門鈴，執行處理器下達的開門、報警、啟動門鈴等指令以及提供通信多機連接端口等。
?。?）電子門鎖：門禁系統的執行機構和關鍵設備，用于對物理通道的控制。
?。?）電力設備：采用直流電源作為整個門禁系統的運行電源和門鎖電源（一般采用內部電源）。
?。?）聯動設備：可與門禁控制器所有輸入、輸出節點進行聯動，實現防盜報警、消防報警等大型系統的聯動，一般在門禁管理軟件中對聯動設備進行相關的編程設臵。
?。?）通訊設備：包括交換機設備、路由器和MODEM等，實現設備的網絡連接。
本文基于ARM9（S3C24lO）設計和實現了一種指紋識別的網絡型門禁控制器。采用指紋識別器為前端信息的采集，用以太網控制器實現門禁控制器與上 位PC機間的通信，并利用LCD來實時顯示狀態，并可以提供一些其它的輔助功能，如語音提示、報警和攝像監控等。 指紋型網絡門禁控制系統框架如下圖所示。
門禁控制系統框圖
指紋識別算法研究及實現
指紋識別技術的應用系統大致可以分為兩類：即驗證（Verification）和辨識（Identification）。驗證就是通過把一個現場采集到 的指紋與己經登記的指紋進行一對一的對比（1：1）來確認身份的過程。辨識則是把現場采集到的指紋同指紋數據庫中的指紋逐一對比，從中找出與現場指紋相匹 配的指紋，這也叫一對多匹配（1：N）。驗證和辨識在對比算法和系統設計上各具技術特點。 所有的生物識別系統都包括如下幾個處理過程：采集、對比和匹配。指紋識別處理也一樣，它包括指紋圖像采集、指紋圖像預處理、特征提取及匹配等過程。指紋識別系統的結構如下圖所示。
指紋識別系統結構
門禁控制系統總體軟件設計
門禁控制器的程序流程如下圖所示。
門禁控制器程序流程圖
系統的指紋采集模塊為SPI串口模塊，指紋的采集工作由檢測到手指中斷開始的，系統檢測到中斷就會從串口發送一個字符控制FPS200開始采集。FPS200指紋采集采用分行方法對指紋圖像進行采集和傳輸，其指紋采集流程圖如下。
指紋采集流程圖
文章詳情：基于ARM的指紋識別門禁系統的設計
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