指紋識別技術(shù)目前幾乎成為生物特征身份識別技術(shù)的代名詞,,據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計分析,國內(nèi)指紋市場占有率長期在80%以上,。為何國人對指紋識別技術(shù)情有獨鐘,?首先我們來看看指紋識別技術(shù)有哪些特點。
指紋識別技術(shù)是通過采集手指末端指紋特征來進行身份識別,,目前常用的指紋采集方式有光學(xué)采集和半導(dǎo)體采集,。光學(xué)指紋采集技術(shù)是最古老也是目前應(yīng)用最廣泛的指紋采集技術(shù),其原理是利用光線照射到壓有指紋的玻璃表面,,通過圖像傳感器(CCD/CMOS)接收反射光線進行成像,,光學(xué)采集具有成本低、分辨率高和技術(shù)簡單等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用,,但光學(xué)采集方式有一些固有的和難以克服的缺點,飽受用戶詬病,,如手指需要與讀頭完全接觸,,并需要一定的力度,很容易造成讀頭的損壞和磨損,,導(dǎo)致越來越難以使用或需要定期更換讀頭,;半導(dǎo)體指紋采集技術(shù)的原理是利用指紋的凹凸特性和電特性與半導(dǎo)體傳感器平面的完全接觸,根據(jù)形成電容或電感的差異,,從而得到指紋圖像,,半導(dǎo)體指紋傳感器具有體積小、適應(yīng)性較好和安全性較高等優(yōu)點,,缺點是價格較高,,易受靜電,、汗液腐蝕和磨損等影響,,長期使用容易造成性能下降或無法使用,。
除了由于指紋采集方式所具有的缺點外,,指紋識別技術(shù)還有一些無法克服的缺點:安全性和適應(yīng)性較差,。大家知道指紋是很容易被竊取的,,在我們的日?;顒又校瑹o時不刻在留下指紋,犯罪分子很容易竊取你的指紋并進行復(fù)制,,目前所謂的活體指紋識別技術(shù)無非就是利用人體皮膚導(dǎo)電特性和紅外特性進行活體檢測,,導(dǎo)電特性是很容易偽造的(如利用碳纖維),紅外特征就更不用說了,,只要有體溫的手指都具有,所以,,所謂的活體指紋識別技術(shù)不是非得需要用戶本人活著,,任何一個人活著都可以,并不具有安全性,,只是一個市場宣傳噱頭罷了,。指紋識別技術(shù)還有一個比較大的缺點是對用戶群體的適應(yīng)性較差,據(jù)統(tǒng)計,,具有3%-5%的用戶由于所有手指都無法正常采集指紋導(dǎo)致無法正常使用,。
指紋識別技術(shù)存在諸多缺點,但為何卻不影響其在國內(nèi)的推廣應(yīng)用,?究其原因,,成本和缺少替代技術(shù)是關(guān)鍵。目前來看,,指紋識別技術(shù)還是性價比最高的生物識別技術(shù),,特別是在對安全性要求不高的普通門禁和考勤系統(tǒng)有較大的價格優(yōu)勢;人臉識別一度被認為具有取代指紋識別的潛力,,但實際應(yīng)用中人臉識別也存在諸多缺陷,,首先人臉也是一個不安全的特征,很容易被竊取,,其次人臉的穩(wěn)定性也不夠,光照環(huán)境,、美容,、飾物和個體高矮等都有會影響用戶體驗。靜脈識別技術(shù)和以靜脈為主要特征的多特征融合識別技術(shù)從技術(shù)上來說可以完全取代指紋識別,,并且可以有效解決指紋識別的問題,,影響靜脈識別技術(shù)推廣應(yīng)用的主要問題還是價格。目前市場上的靜脈識別產(chǎn)品都是進口產(chǎn)品,不是日立就是富士通,,據(jù)報道,,日本70%的ATM設(shè)備安裝了靜脈認證裝置。國內(nèi)目前還無自主技術(shù)產(chǎn)品,,導(dǎo)致產(chǎn)品價格奇高,,嚴重影響了靜脈識別產(chǎn)品在國內(nèi)的推廣應(yīng)用。
靜脈識別技術(shù)作為新型的生物識別技術(shù),,最早是在1983年由柯達公司的雇員JosephRice在研究紅外條碼技術(shù)時發(fā)明的,,利用人體手背血管紅外成像,取名為Veincheck,;1992年日本北海道大學(xué)生物工程系的K.Shimizu發(fā)表文章認為可以利用人體手血管紅外成像作為身份識別依據(jù),,奠定了靜脈作為身份識別特征的理論依據(jù)。1997年,,韓國的BK System公司發(fā)布了一個商用的手背靜脈識別產(chǎn)品BK-100,,日立公司則推出了系列手指靜脈識別產(chǎn)品,富士通公司則推出了手掌靜脈識別產(chǎn)品,。國內(nèi)對靜脈識別技術(shù)的研究較晚,,2004年后國內(nèi)的一些大學(xué)紛紛開始了靜脈識別技術(shù)的研究,但卻沒有進行產(chǎn)品化,。靜脈識別技術(shù)的原理是根據(jù)血液中的血紅素有吸收紅外線光的特質(zhì)來進行靜脈識別,,將只感紅外的相機對近紅外照射的手指進行拍照,即可采集到手指內(nèi)部的血管脈絡(luò)灰度圖,然后進行圖像增強,、濾波,、歸一化、二值化和特征提取等多個處理過程,,利用靜脈的空間拓撲結(jié)構(gòu)可靠準確地確定一個人的身份,。具有如下特性:
靜脈是身體內(nèi)部信息,靜脈在表皮以下,,部分肉眼可見,;
靜脈人人不同,各部位不同,,雙胞胎也不同,;
脈絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變,粗細會隨溫度和年齡細微變化,;
活體特征,,血壓過低或無血液不能成像;
非接觸采集,,無需與采集頭接觸,,無讀頭磨損問題,;
適應(yīng)性好,研究表明只有0.03%的人不能正常使用,。
從靜脈識別的原理和技術(shù)特點就可以看出,,靜脈識別技術(shù)可以很好解決指紋識別存在的安全性(容易被竊取和偽造)、適應(yīng)性(3-5%用戶不能使用)和可靠性(讀頭磨損)的問題,。傳統(tǒng)的靜脈識別技術(shù)具有以下缺點:
傳統(tǒng)靜脈識別算法計算復(fù)雜,,效率低,需要高性能DSP或FPGA支持,,目前最好的DSP芯片也只能做到在3秒內(nèi)識別幾百個用戶,;
容易受溫度影響,如夏天溫度較高時登錄的靜脈特征,,到了冬天溫度較低的時候會造成識別率下降,,甚至導(dǎo)致識別困難;
特征部位的旋轉(zhuǎn)和不同采集角度進行識別會一定程度上增加系統(tǒng)的誤識率,,導(dǎo)致系統(tǒng)安全性下降,。
靜脈識別技術(shù)要產(chǎn)品化,提升用戶體驗,,得到市場認可就需要著重在產(chǎn)品成本,、適應(yīng)性和可靠性方面進行改進。除了采用靜脈作為識別特征固有的優(yōu)點以外,,產(chǎn)品形態(tài)和識別算法的設(shè)計尤為關(guān)鍵,。北京鑫光智信軟件技術(shù)有限公司的核心研發(fā)團隊經(jīng)過多年的努力,在靜脈識別算法和產(chǎn)品化方面取得重大突破,,成功解決了傳統(tǒng)靜脈識別技術(shù)存在的系列問題,,主要在以下方面進行了改進:
識別算法的優(yōu)化和創(chuàng)新,采用多級分類識別技術(shù),,提升算法效率,,配合專用硬件平臺,在5平方厘米的(25毫米×25毫米)PCB面積上成功實現(xiàn)了集成靜脈圖像采集和靜脈識別功能,,成為世界上最小的靜脈識別電路板硬件系統(tǒng),,1:N(N<=1000)模式下平均在3秒以內(nèi)識別成功,1:1模式下用戶容量可按需擴展,;
充分提取靜脈特征點信息,、血管粗細信息和空間矢量特性信息,單模板特征信息為1024字節(jié),,信息量是普通指紋特征信息的2倍,,精度更高;
首次在靜脈識別中采用自學(xué)習智能技術(shù),,系統(tǒng)會自動維護和更新特性信息,,可有效解決由于溫度和自然生長引起的血管變化問題;
首次采用多光譜采集技術(shù),,可同步采集指節(jié)紋,、指紋和指靜脈,不但能精確定位手指位置,,還能大大提升靜脈識別精確度和可靠性,。