手指静脉门禁系统

手指静脉认证技术在门禁系统中的应用 生物识别技术概述 随着计算机网络信息技术的飞速发展，在全球经济一体化趋势下，个人信息的保护显 得越发重要，如何选择合理的认证技术是保证信息安全的必要因素。早期的认证技术是基 于个人密码，而密码被破解或偷窥的概率越来越高，后来又出现了智能 IC 卡，但这种认证 方式同样存在被复制或者偷盗的安全隐患。 生物认证技术将带动今后几年 IT 产业的重要变革，该类技术通过计算机利用人体固有 的生理特征或行为特征鉴别个人身份。生物识别包括指纹识别、虹膜识别、人脸识别、掌 纹识别、静脉识别、声音识别、签名识别、笔迹识别、手形识别及多种生物特征综合识别 等多类，生物识别技术具有不易遗忘和丢失，不易伪造和被盗，可以“随身携带”，随时随 地使用等优点，已经被全世界所关注，并应用于身份认证、出入口管理、安防监控、电子 商务、电子政务等各个领域。 纵观生物识别技术的发展史，20 世纪 60 年代末，美国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对比，这就是最初的指纹识别技术。从 20 世纪 90 年代起，掌形识别、脸部识别、虹膜识别的产品也纷纷走向市场，虽然每种认证技术都有 各自的优缺点，但也都占据了一定的市场份额。 随着手指静脉生物认证产品在市场上的发布，代表着生物认证领域的一项全新技术的 诞生。指静脉认证技术通过对手指中静脉图像进行活体识别来达到认证目的，安全性高、 识别率高、简单易用，这些优点使其迅速被市场认可。手指静脉识别技术被广泛应用于金 融系统、门禁系统、电脑安全等领域。 手指静脉认证系统原理 医学研究证明，手指静脉的形状具有唯一性和稳定性，即每个人的手指静脉图像都不 相同，同一个人不同手指的静脉图像也不相同，健康成年人的手指静脉形状不再发生变化 。 认证分以下四个步骤： 1、静脉扫描：LED 在手指一方发射近红外线，透射手指，在手指另一方，照相机拍 摄静脉图像; 2、图像校正：调整图像位置和角度，使其符合认证规格; 3、特征提取：根据以上得到的图像，提取静脉分布图像，得到特征图(见图 2); 4、图像对比与匹配：将以上得到的特征图与数据库中的原始模版进行比较，计算相关 性。如果相匹配则认证通过，不匹配则认证被拒绝。 手指静脉认证优点多 现有的生物认证主要有指纹识别、虹膜识别、面部识别技术、签名识别技术、声音识 别技术、掌形识别技术、手指静脉识别技术、掌静脉识别技术等，生物认证虽然具有其固 有的优点，但对每种识别又分别有其缺点。 作为一种安全性高，使用方便的认证方式，手指静脉认证技术有如下一些区别于其它 生物认证技术的突出特点： 1、安全性高 手指静脉认证系统的原理是匹配手指内部静脉的纹路图。因为静脉血管是隐藏在手指 内部的，因此极难复制和盗取，与别的利用人体体外特征进行认证的技术相比较，这种方 式的安全性更高。同时，静脉认证能感知手指内的血液流动和血压情况，能够在识别的过 程同时进行活体检测。 2、准确率高 采样样本是在人体内部，所以匹配过程中受到外界的干扰非常小。手指静脉认证的准 确性很高，根据严格的医学证明和数学统计，FRR(拒真率 )小于 0.01%，FAR(认假率)小于 0.0001%，FTE(登录失败) 为 0%。 3、唯一性 根据医学证明，不同人之间的手指静脉分布完全不同，左手和右手的静脉分布也不同 ，就算是双胞胎的相同手指，其中的静脉分布也是不同的。而且手指静脉的纹路分布在成 年后是不会变化的。对于未成年人，当他们手指静脉随着年龄的增长变化后，只需要花 30 秒就可以完成重新的注册登记。 4、非接触式 相对于某些生物识别技术，手指静脉认识技术是非接触式的，在公共场合会比较卫生 。 5、样本文件小 由于手指的静脉血管相对稳定并且很容易拍摄下来，因此使用低分辨率的摄像头就可 以达到取样要求。这样生成的静脉模板文件小，匹配速度快。 手指静脉认证应用广 随着近代生物技术的发展，现代化安全防范系统要求原始的使用钥匙或卡片的门禁系 统转化为以人体特征为基础的高安全性、高可靠性的系统。指静脉认证由于其安全性高、 准确率高、唯一性认证、非接触认证等优点被广泛应用于门禁安全领域，为从办公环境到 安居环境提供了一个理想的安全解决方案。 公司、工厂 办工环境是门禁系统应用最广泛的领域，并对安全性提出更高的要求。目前大部分公 司与工厂采用 IC 卡门禁系统，但是出现如下几点不足之处： 员工需要随身携带 IC 卡片，可能发生丢失、损坏的情况; 对于大型公司或者工厂，在人数上千人的情况下，需要为每位员工配备 IC 卡片，这 将提高系统的成本和工作流程繁锁程度; 由于 IC 卡并不是与人体生物特征相互依存，因此会经常出现员工代打卡的情况，对 公司、工厂的管理造成混乱。 应用了生物认证技术的门禁系统更方便员工使用，不需要员工使用或携带额外的认证 标志，比如密码、IC 卡等。 指纹技术最早应用于门禁系统，但是指纹识别方式本身存在比较严重的安全隐患，这 种暴露在人体外部的生物特征比较容易被复制，另外在公司这样用户比较多的场合，接触 式的指纹认证方式并不符合卫生要求。而应用了手指静脉认证技术的门禁系统相对于指纹 技术来讲，使用更加方便、卫生，更加人性化。 目前也有些企业重要部门应用了虹膜识别技术，我们知道这种技术和手指静脉一样， 是隐藏在人体内部的生物特征，因此极难复制，并且不容易受外界影响。但是虹膜识别系 统要求对人的眼球扫描，会让用户的内心存在一定的抗拒感，同时戴眼镜的用户也不太方 便使用。 在实际的使用环境中，手指静脉认证系统能够和企业安防系统以及考勤系统相结合， 详细记录员工出入管理日志，可按照不同的查询条件查询，并在发生危险的时候报警。 公共场所 随着社会的发展和生活节奏的加快，办公楼大厅，图书馆等公共场所的人流量越来越 大，控制这些场所的正常运行和保障公众安全成为管理机构的重要任务。这类场所的人数 比在某个企业的员工数量多，使用 IC 卡片式的出入管理装置会导致较低的效率。 目前，手指静脉在新加坡的日立塔已经得到应用，这座写字楼有近 2000 名各公司员工 。在上下班的高峰期，认证快速的手指静脉系统解决了拥堵的现象，并且将日立塔提升为 高安全性的公共场所。 智能楼宇系统 近年来，中国的房地产市场飞速发展，人们对住宅的要求也越来越高，期望一种舒心 、便利，同时更安全的居住条件。人们在享受高科技带来的高质量生活的同时，居住环境 的安全成为这一切的根本。目前某些高档住宅已经使用 IC 卡控制电子锁。但是老人和小孩 忘记携带卡片的情况频频发生，给居民生活造成一些不便，另外使用 IC 卡也更加容易被别 有用心之人复制或者盗窃，造成财产的损失甚至影响人身安全。 而应用了手指静脉认证系统的智能楼宇系统，能够给住户带来更加方便和安全的居住 体验。主人回家只需要轻轻将手指插入静脉认证系统。系统就能够验证有效性，并记录出 入日志，甚至可以将手指静脉认证系统和智能楼宇系统中的电梯联动。当用户在大堂门插 入手指通过认证的瞬间，电梯将会自动降到一楼，并在住户进入电梯的时候，根据手指静 脉认证系统数据库的记录，自动运行到住户所在楼层。而整个过程中，住户不用按任何按 钮，就能够方便快捷地回到家，这将是一种全新的生活体验。 与智能住宅系统类似，将手指静脉认证系统应用于酒店管理也将会是非常方便，并且 能够有效提升酒店的安全管理水平。 手 指 静 脉 门 禁 系 统 的 特 点 ： 1、 安 全 系 数 更 高 ： 手 指 静 脉 血 管 隐 藏 在 手 指 内 部 ， 形 状 错 综 复 杂 ， 所 以 其 伪 造 难 度 就 是 所 有 生 物 识 别 技 术 中 最 高 的 ， 目 前 已 知 技 术 无 法 复 制 手 指 静 脉 血 管 ， 这 一 点 上 静 脉 门 禁 超 过 虹 膜 门 禁 ， 虹 膜 门 禁 是 识 别 虹 膜 表 面 形 状 ， 理 论 上 可 以 伪 造 出 来 。 静 脉 门 禁 是 一 种 真 正 的 活 体 识 别 技 术 ， 也 就 是 说 如 果 手 指 脱 离 人 体 ， 血 液 流 失 或 者 不 流 动 ， 就 无 法 形 成 静 脉 识 别 的 技 术 条 件 。 这 一 点 ， 其 他 生 物 识 别 技 术 （ 包 括 虹 膜 、 掌 型 、 脸 型 等 ） 也 是 难 以 望 其 项 背 。 某 些 指 纹 门 禁 虽 也 号 称 活 体 识 别 ， 其 实 据 我 了 解 是 通 过 温 度 来 感 知 的 ， 要 是 把 假 指 纹 加 热 接 近 人 体 正 常 温 度 ， 就 能 通 过 识 别 ， 这 不 算 真 正 的 活 体 生 物 识 别 。 静 脉 有 很 好 的 唯 一 性 ， 唯 一 性 指 标 是 衡 量 一 项 生 物 识 别 技 术 安 全 系 数 的 一 个 很 重 要 的 参 数 。 美 国 IBG（ 国 际 生 物 组 织 ） 研 究 表 明 ： 手 指 静 脉 具 有 很 好 的 唯 一 性 。 客 观 地 说 ： 唯 一 性 最 好 的 是 虹 膜 ， 静 脉 紧 随 其 后 。 其 实 所 有 生 物 识 别 技 术 都 是 经 过 唯 一 性 认 证 后 ， 才 能 进 一 步 研 发 应 用 ， 所 以 市 场 上 的 所 有 生 物 识 别 技 术 的 唯 一 性 都 应 该 可 以 达 到 要 求 。 2、 方 便 性 能 提 升 ： 一 种 门 禁 技 术 用 起 来 不 是 很 方 便 ， 将 很 难 被 市 场 认 可 。 个 人 经 过 实 践 认 为 ， 指 纹 和 脸 型 其 实 最 方 便 （ 在 不 考 虑 识 别 率 的 情 况 下 ） 。 静 脉 门 禁 的 使 用 方 法 和 指 纹 几 乎 一 样 ， 方 便 性 和 指 纹 可 以 说 不 相 上 下 。 掌 型 门 禁 略 差 ， 因 为 英 格 索 兰 的 掌 型 机 必 须 输 入 ID 号 ， 再 放 手 掌 （ 也 就 是 说 它 只 支 持 1： 1 识 别 模 式 ） ， 还 有 五 个 手 指 必 须 夹 紧 ， 舒 服 程 度 一 般 。 虹 膜 方 便 性 一 般 ， 这 个 用 过 人 都 知 道 。 3、 抗 干 扰 能 力 优 异 ： 一 种 好 的 生 物 识 别 门 禁 技 术 ， 应 该 具 有 很 好 的 抗 干 扰 能 力 。 静 脉 门 禁 具 有 非 常 优 异 的 ， 其 他 生 物 识 别 技 术 无 法 比 拟 的 抗 干 扰 能 力 。 比 如 ， 指 纹 门 禁 的 抗 干 扰 能 力 就 一 般 ， 手 指 不 可 避 免 的 会 有 污 渍 ， 划 伤 ， 长 茧 子 ， 蜕 皮 ， 干 燥 ， 出 汗 ， 冷 ， 热 ， 这 些 都 对 指 纹 识 别 造 成 一 定 程 度 的 不 可 抗 拒 的 技 术 干 扰 。 再 比 如 脸 型 ， 人 脸 总 是 需 要 有 客 观 的 变 化 ， 长 胡 子 ， 发 型 改 变 ， 化 浓 妆 ， 年 龄 变 化 ， 还 有 其 他 的 一 些 意 外 变 化 ， 这 些 都 从 技 术 上 影 响 了 识 别 率 。 掌 型 的 抗 干 扰 能 力 相 对 比 较 强 。 手 型 的 变 化 一 般 不 是 很 大 ， 一 些 小 的 污 渍 也 不 会 有 什 么 影 响 。 掌 型 的 缺 陷 ： （ 1） 只 能 注 册 右 掌 ， （ 2） 右 掌 如 果 缺 少 手 指 ， 将 无 法 注 册 ， （ 3） 使 用 的 便 捷 度 一 般 静 脉 门 禁 的 抗 干 扰 能 力 相 对 来 说 是 空 前 绝 后 的 ， 静 脉 纹 路 不 会 受 任 何 疾 病 的 影 响 而 改 变 ， 成 年 人 的 静 脉 纹 路 可 以 终 生 不 变 。 手 指 的 少 量 污 渍 ， 长 茧 子 ， 蜕 皮 ， 干 燥 ， 出 汗 ， 冷 ， 热 不 会 对 静 脉 识 别 有 任 何 影 响 。 当 然 ， 静 脉 门 禁 抗 干 扰 能 力 虽 然 说 是 所 有 生 物 识 别 中 最 强 的 ， 但 也 并 非 完 美 的 ， 它 受 低 血 压 的 影 响 ， 理 论 上 ， 一 个 人 如 果 血 压 低 到 需 要 看 医 生 的 程 度 ， 就 可 能 会 造 成 静 脉 门 禁 识 别 不 灵 敏 （ 高 血 压 人 较 多 ， 低 血 压 者 极 少 ， 我 目 前 没 有 碰 到 过 种 这 传 说 中 的 人 ） 。 另 外 手 指 中 段 划 伤 超 过 3 毫 米 ， 伤 及 到 静 脉 血 管 时 可 能 会 对 静 脉 门 禁 识 别 率 造 成 影 响 ， 伤 愈 后 ， 能 自 动 回 复 正 常 。 这 时 候 建 议 启 用 备 用 手 指 。 另 外 ： 手 指 上 有 少 量 污 渍 对 静 脉 识 别 不 会 造 成 干 扰 ， 但 污 渍 如 果 是 黑 色 的 ， 因 为 黑 色 容 易 吸 收 红 外 线 ， 对 识 别 造 成 一 定 程 度 的 干 扰 。 4、 速 度 快 捷 识 别 速 度 的 快 慢 主 要 取 决 于 核 心 算 法 和 采 样 大 小 。 举 个 例 子 ： 同 样 的 算 法 的 情 况 下 ， 指 纹 会 比 掌 纹 识 别 速 度 快 很 多 。 所 有 生 物 识 别 中 指