指紋識(shí)別技術(shù)目前幾乎成為生物特征身份識(shí)別技術(shù)的代名詞,據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析,國內(nèi)指紋市場占有率長期在80%以上。為何國人對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)情有獨(dú)鐘?首先我們來看看指紋識(shí)別技術(shù)有哪些特點(diǎn)。
指紋識(shí)別技術(shù)是通過采集手指末端指紋特征來進(jìn)行身份識(shí)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn),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(diǎn),缺點(diǎn)是價(jià)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(diǎn)外,指紋識(shí)別技術(shù)還有一些無法克服的缺點(diǎn):安全性和適應(yīng)性較差。大家知道指紋是很容易被竊取的,在我們的日常活動(dòng)中,無時(shí)不刻在留下指紋,犯罪分子很容易竊取你的指紋并進(jìn)行復(fù)制,目前所謂的活體指紋識(shí)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(jìn)行活體檢測(cè),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(shí)別技術(shù)不是非得需要用戶本人活著,任何一個(gè)人活著都可以,并不具有安全性,只是一個(gè)市場宣傳噱頭罷了。指紋識(shí)別技術(shù)還有一個(gè)比較大的缺點(diǎn)是對(duì)用戶群體的適應(yīng)性較差,據(jù)統(tǒng)計(jì),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(shí)別技術(shù)存在諸多缺點(diǎn),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(shí)別技術(shù)還是性價(jià)比最高的生物識(shí)別技術(shù),特別是在對(duì)安全性要求不高的普通門禁和考勤系統(tǒng)有較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì);人臉識(shí)別一度被認(rèn)為具有取代指紋識(shí)別的潛力,但實(shí)際應(yīng)用中人臉識(shí)別也存在諸多缺陷,首先人臉也是一個(gè)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(gè)體高矮等都有會(huì)影響用戶體驗(yàn)。靜脈識(shí)別技術(shù)和以靜脈為主要特征的多特征融合識(shí)別技術(shù)從技術(shù)上來說可以完全取代指紋識(shí)別,并且可以有效解決指紋識(shí)別的問題,影響靜脈識(shí)別技術(shù)推廣應(yīng)用的主要問題還是價(jià)格。目前市場上的靜脈識(shí)別產(chǎn)品都是進(jìn)口產(chǎn)品,不是日立就是富士通,據(jù)報(bào)道,日本70%的ATM設(shè)備安裝了靜脈認(rèn)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(jià)格奇高,嚴(yán)重影響了靜脈識(shí)別產(chǎn)品在國內(nèi)的推廣應(yīng)用。
靜脈識(shí)別技術(shù)作為新型的生物識(shí)別技術(shù),最早是在1983年由柯達(dá)公司的雇員JosephRice在研究紅外條碼技術(shù)時(shí)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(rèn)為可以利用人體手血管紅外成像作為身份識(shí)別依據(jù),奠定了靜脈作為身份識(shí)別特征的理論依據(jù)。1997年,韓國的BK System公司發(fā)布了一個(gè)商用的手背靜脈識(shí)別產(chǎn)品BK-100,日立公司則推出了系列手指靜脈識(shí)別產(chǎn)品,富士通公司則推出了手掌靜脈識(shí)別產(chǎn)品。國內(nèi)對(duì)靜脈識(shí)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(shí)別技術(shù)的研究,但卻沒有進(jìn)行產(chǎn)品化。
靜脈識(shí)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(jìn)行靜脈識(shí)別,將只感紅外的相機(jī)對(duì)近紅外照射的手指進(jìn)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(jìn)行圖像增強(qiáng)、濾波、歸一化、二值化和特征提取等多個(gè)處理過程,利用靜脈的空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可靠準(zhǔn)確地確定一個(gè)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(xì)會(huì)隨溫度和年齡細(xì)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(shí)別的原理和技術(shù)特點(diǎn)就可以看出,靜脈識(shí)別技術(shù)可以很好解決指紋識(shí)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。
靜脈識(shí)別技術(shù)要產(chǎn)品化,提升用戶體驗(yàn),得到市場認(rèn)可就需要著重在產(chǎn)品成本、適應(yīng)性和可靠性方面進(jìn)行改進(jìn)。除了采用靜脈作為識(shí)別特征固有的優(yōu)點(diǎn)以外,產(chǎn)品形態(tài)和識(shí)別算法的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。
深圳市鑫保泰技術(shù)有限公司的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的努力,在靜脈識(shí)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(shí)別技術(shù)存在的系列問題,主要在以下方面進(jìn)行了改進(jìn):
1、識(shí)別算法的優(yōu)化和創(chuàng)新,采用多級(jí)分類識(shí)別技術(shù),提升算法效率,配合專用硬件平臺(tái),在5平方厘米的(25毫米×25毫米)PCB面積上成功實(shí)現(xiàn)了集成靜脈圖像采集和靜脈識(shí)別功能,成為世界上最小的靜脈識(shí)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(shí)別成功,1:1模式下用戶容量可按需擴(kuò)展;
2、充分提取靜脈特征點(diǎn)信息、血管粗細(xì)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;
3、首次在靜脈識(shí)別中采用自學(xué)習(xí)智能技術(shù),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)維護(hù)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;
4、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(shí)別精確度和可靠性。