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多技术应用开启生物识别新篇章

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    生物识别技术虽然是安防领域的配角,但却丝毫没有落后于主流安防产品的前进脚步,在2008年的安防市场,生物识别技术正在以有条不紊的步伐向着采集清晰化、识别多样化、应用拓展化的方向发展。多种生物识别技术结合应用的需求更成为一种时尚,开启了生物识别应用的新篇章。

技术趋于成熟 但仍有提升空间
    投入成本偏高及技术欠完善一直是困扰着人们大范围应用生物识别技术的两大难题。因而生物识别技术在前进道路上有着特殊的发展步伐,然而生物识别技术在相较于往年的发展基础上还是有着较大突破。

指纹识别
    单从指纹识别来讲,它已经是最为成熟的生物识别技术,在安防领域也得到了最广泛的应用,与锁具、门禁、考勤等系统(或产品)的结合已经十分普遍。然而,即使指纹识别技术的升级道路已变得十分“狭窄”,但仍有可以提升的空间。温州世茂科技有限公司总经理施世亮说,指纹识别的“模糊匹配搜索特征点算法”和“相邻特征点矢量求和算法”是比较先进的算法之一,并且该算法运行基于美国ADI公司的Blackfin-DSP技术,该Blackfin-DSP芯片主频在400MHZ以上,运算速度极快,在较短时间内可采集比对较多的指纹特征值,在处理“认假率”上有较好的能力,并且算法对干、湿指纹采集上加有“即采即调”功能(即有对干、湿指纹采集时有自动增益调整功能)使指纹采集和判别的通过率速度更快,一般1000枚不到1秒。该先进的软件算法与稳定高速的硬件组合对提高指纹的识别比对率有较高的实际意义。

    除了核心算法上的突破之外,指纹采集也在向着更高分辨率的方向发展。据深圳中控生物识别技术有限公司的产品经理赵大伟介绍,与往相比,指纹采集上也不仅仅只限于光学采集,还可以选用半导体指纹图像传感器来做指纹仪器。这使得产品更加小型化,应用更加方便。对此,温州世茂施世亮补充道,光采集技术和半导体采集技术各有其优劣结构之区别,使之应用于不同的使用场合。光采集技术在抗静电、耐用(磨)性的场合有它优点,如:考勤、门禁、门锁等使用次数多的装置上用比较好,但光学采集CCD或CMOS的光路传感器结构体积较大,故其装置有一定的体积要求。半导体采集技术最大优点是传感器体积比较小,可安装在对体积结构有要求高的装置中,如:手机、U盘等。半导体采集传感器也有多种(如硅电容原理、压感原理、热敏原理等),在干、湿、茧采集方面上也有各自差异。

    此外,还有超声波指纹采集技术,被认为是最好的采集技术,但因成本较高还不多见,且处于实验阶段。其原理是超声波扫描指纹表面,并获取其反射信号,由于指纹的嵴和峪的声阻抗不同,导致反射回的超声波能量不同,通过测量超声波能量大小,进而获得指纹灰度图像。指纹上的脏物和油脂对超声波取像影响不大,所以是实际指纹凹凸的真实反映。

    市场也出现“射频”采集技术(射频式指纹传感器RF sensor),它是把射频信号发射到手指,手指上嵴和峪对射频信号产生一定的反馈,RF接收端接收反馈信号。因为嵴和峪对射频信号的干涉不同,形成的反馈信号也不同,根据接收到的信号量的不同可以识别出哪个位置是嵴、哪个位置是峪,这将在干、湿、茧方面将有一定优势。[nextpage]

    现在还有光电采集技术,其原理是基于光电成像技术。在光电采集表面有一种聚合物,这种聚合物在合适的电压激励下可以发出散射光。当手指放到聚合物表面时,其嵴与峪对光的反射量不同,根据反射光的量值,利用CCD或者CMOS成像机理,可以把指纹图像显现出来。

    有指纹专用芯片研发经验的深圳市爱迪尔集团的CEO白涛也说,指纹识别技术在应用方面还是有一些新的亮点,具体有以下几方面。1、权限管理:可以通过将指纹存入遥控钥匙来设置权限(2008高交会上曾展示了这款遥控钥匙),以防止别人恶意闯入或设定了在特定时间只能进入特定区域。此外,如指纹替代密码的互联网钥匙可以通过指纹识别来登录网络,保证了网络应用的高安全性。2、异地下载指纹:可通过互联网将指纹调到异地,这样不需要在异地重新制作指纹模板,就可以通过指纹识别直接开门。3、指纹卡(锁)的应用:如将指纹存储到卡片中,小孩和老人皆可使用;同时,指纹卡还可以用来消费,即使存钱进去都没有问题,安全性很高。

人脸识别
    目前的人脸识别领域共有几种不同的技术路线,中科院自动化所、中科院计算所、上海银晨、清华大学、北京海鑫科金、深圳飞瑞斯科技有限公司等都各自掌握有自主的核心技术。人脸识别技术主要有基于可见光的人脸识别系统和近红外人脸识别系统。可见光的人脸识别系统还成功地应用于奥运会的门票识别系统。

    据北京海鑫科金高科技股份有限公司的副总经理张进介绍,与往年相比,08年人脸识别技术提升主要表现在以下三个方面:1、大规模数据库比对技术日趋成熟。最新的公安部千万级人脸识别测试结果表明,一张照片与一千万的数据库进行比对,系统能够达到90%以上的首位识别率,而整个比对时间小于2秒。这意味着,人脸检索技术已经能够适应大规模应用。2、应用于更广泛的视频监控领域,人脸识别技术逐步与智能行为分析技术相结合,用以提高人脸抓拍的效率,降低数据存储量,提高识别率。3、人脸识别核心算法开始逐步适应各种人脸采集环境。例如,一些人脸识别核心算法最初是基于可见光的。而在经过研发之后,已经可以完全适应近红外、主动红外图像信号,算法的识别性能与可见光相当。深圳市飞瑞斯科技有限公司的Byron Tai也表示,与往年相比,人脸识别技术取得了突破性的发展,重点体现在两个方面:一是核心技术(尤其是识别算法)的关键应用特性得以完善和丰富,如可见光人脸识别中的“去光照”技术,和多光源人脸识别中的“均衡面反射”技术都是针对环境光源不均匀的问题进行特别技术处理。可见光环境下的光线来自不同的位置,“去光照”技术可将人脸旋转,将人脸做成一个模板再去进行图像采集。“均衡面反射”技术采用柔光或反光镜将红外灯的光线打散,使得光线均匀照射出来,从而保证摄像机采集的人脸图像更加有效。二是应用技术(尤其是嵌入式开发平台)加快了人脸识别技术的产品化进程,飞瑞斯科技已经率先利用TI DM6446平台开发出了嵌入式多光源人脸识别门禁/考勤产品,高效的DSP+ARM处理器使得该产品的性能表现堪比PC式系统;基于DM6446平台的IP CAM/DVS设计方案可嵌入可见光人脸特征值提取算法模块,从而实现前端(IP CAM)采集+后台比对识别的合理应用方案。

静脉识别
    手指静脉识别原理是利用静脉中红血球吸收特定近红外线的特性,将近红外线照射手指,并由图像传感器感应手指透射过来的近红外光来获取手指的静脉图像。利用这一特征,将实现对获取的手指静脉活体图像和预注册的手指静脉特征比对,从而确认登录者身份。[nextpage]

    手指静脉识别的优点是:高度防伪(隐藏在体内不易复制盗用)、高度准确、简便易用(不受皮肤表面异常影响)、快速识别(整个过程≤1秒)。

    手指静脉最初的应用领域是门禁考勤,然后迅速拓展到PC安全登录的应用和金融安全领域。目前手指静脉认证应用在ATM机上是一种新的突破,在使用将手指放置于ATM指静脉认证机器上进行识别,ATM机通过和智能卡上的信息进行比较来验证其是否为银行的合法用户。据了解,日立的指静脉仪在上海金融大厦里就有实际的应用。

    综上所述,指纹识别、人脸识别技术提升及应用拓展比较迅速,然而静脉、虹膜等技术的发展和应用势头不如指纹、人脸识别。而在指纹识别技术发展相对成熟的情况下,人脸识别技术的发展将成为生物识别技术领域里的新亮点。对此,北京海鑫科金高科技股份有限公司张进表示,人脸识别技术是唯一能够应用于视频监控的生物特征识别技术,对我国安防行业言,未来几年将面临巨大的发展机遇。过去几年的视频监控行业主要是在解决数字化和网络化问题,一旦解决,智能化就将摆上日程。安防系统首要关心的是监控场景中的人及其与环境的交互,人脸识别的作用是显而易见的。它将是生物识别技术中的一大亮点。

产品形态多样 多种技术争奇斗艳
    据了解,08年生物识别产品在技术上除了有以上进展,发展较多的还是在各领域里有着更新的应用,且多种技术结合在一起呈争奇斗艳的态势。

    据杭州中正的技术总监刘中秋介绍,生物识别在技术上的提升步伐并不大,更多的是它在行业内与其它技术的应用相结合,产生新的应用,指纹技术是最具典型性的。如:集成指纹技术的企业信息安全解决方案的出现,网络安全、信息存储等都将指纹技术融入进去。目前的考勤系统正向集成更多功能的、集中式考勤方向发展。

北京海鑫科金的THID-DT001人脸识别门禁考勤终端是多种生物识别技术结合在同一系统里的典型代表,该款考勤机系统将人脸识别机和指纹机结合在同一系统构架下完成最终的考勤程序,采用DSP处理芯片,识别速度不到1秒,通过与模板中的图像资料进行1∶1或1∶N的比对,人脸与指纹两种生物认证方式,即安全又实用,是企业人员考勤及安全出入的可靠保障。日立(中国)有限公司的门禁型手指静脉识别终端也是非常有特色的一款生物识别产品,该产品的认假率可达到0.0001%、拒真率0.01%、注册失败率0%,有1∶1和1∶N两种识别方式,可以注册两个手指,具有高安全性。杭州中正生物认证技术有限公司的MX730系列专业指纹考勤机也十分独特,该机操作界面十分简单,具有自动考勤统计,支持灵活排班等功能,适应各种规模的政府机关、企事业单位人力资源管理的需要。上海银晨智能识别科技有限公司的ISFaceWatch3.0人脸识别报警系统则是国内首创的人脸实时采集与识别报警系统,它可以全自动抓拍与识别,发现异常情况即报警,大幅减轻了布控监查负担,实现智能布控;它还可以与视频监控系统实现无缝集成,信息联动,是新建数字监控系统和模转数的优良方案。

    杭州中正的刘中秋还表示,指纹银行、指纹POS支付终端等也逐渐面世。浙商银行已经成功地将指纹识别技术运用在ATM机上,取款人只要将指纹放在ATM机器上通过识别后便可以进行银行业务的操作。这是指纹识别技术在国内银行ATM机上的首次尝试。此外,指纹、人脸、语音等多种生物特征相结合的识别技术也将成功地为生物识别应用领域开疆拓土。[nextpage]

工程商比较关注的问题
    对于生物识别产品来说,工程商最关心的问题还是产品的安全性、稳定性、识别率等问题。据英格索兰系统集成总监郑永庆介绍,工程商一般关注产品的可靠性(如,工作现场的气候、环境等都会成为影响产品可靠程度的因素)、拒真率、认假率等问题。具体到如某些特殊的个别用户的预设置、怎么样跟门禁进行结合等等都是需要考虑的因素。惟新科技股份有限公司经理郭家驹表示,生物识别产品识别的准确度、识别的时间还有待缩短,不管是掌形机、指纹机、还是人脸识别机,最好不要让人花费很长时间而无法进入。若厂家从产品的算法、软件开发、集成度等方面更进一步改进提高,一定会生产出更好的产品。

    深圳市龙盾信息工程有限公司林春中表示,生物识别产品在选购上,需要注意产品是否合格,有没有专业的资质认证证书,对生产商的检验认证是否合格等。安装上,甲方可能需要考虑选择的工程队是否具有施工资质认证。产品上,电气性能是否稳定;安装高度、角度等情况也都需要仔细考虑。目前有些生物识别产品已经是大众化了,所以对产品的抗冲击性能、防水能力等的要求还是比较高的。英格索兰系统集成总监郑永庆补充道,在选购生物识别产品时,还要考虑产品的集成能力,如有无与ERP直接交换数据的能力、有无多种接口输出能力、如何管理及更新模板、选择时要注意哪一种识别技术、价位等等。安装上要注意排管布线、产品安装美观、设备的良好接地等,还要注意保持设备运行处的环境清洁。人流量也是在选购生物识别设备时,要考虑的问题,以上这些都需要建设方和工程商仔细研究和做出适当的安排。

    英格索兰的郑永庆还表示,目前有些生物识别产品还有一些无法解决的硬伤,技术上没办法去完全解决它。例如因为总有一些人的指纹过浅,导致指纹机无法登录及识别;有的产品识别能力不够理想,还不能应用于安防要求很高的门禁系统,因此产品技术的不断完善和提高仍将是设备商的头等大事。

结 语
    生物识别技术在科学技术发展下一直在不断的改善和提高,相信在未来的发展道路上,生物识别技术还将会继续保持多种技术结合于一体,深耕各种不同的行业领域的发展势头,逐渐发展成安防产业中一股不可忽视的新生力量。

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