手指靜脈識(shí)別技術(shù)中紅外線的分析

手指靜脈識(shí)別技術(shù)架構(gòu)

1、醫(yī)學(xué)依據(jù)

手指靜脈是一種新的生物特征識(shí)別技術(shù)，它源于醫(yī)學(xué)科技領(lǐng)域?qū)θ祟惔竽X功能活動(dòng)管理的高級(jí)開發(fā)項(xiàng)目，在這項(xiàng)開發(fā)中，近紅外線被用來觀察血液流量的增加情況，當(dāng)近紅外線透過人體組織時(shí)，靜脈血管中的血紅蛋白對(duì)近紅外線具有明顯的吸收作用，從而使靜脈血管分布特征在圖像中以不同的灰度值得到表征。由于伸長(zhǎng)方向的隨機(jī)性，使得個(gè)體的指靜脈血管分布呈現(xiàn)各異的結(jié)構(gòu)，因此能夠確定兩幅靜脈圖像是否來自于同一個(gè)手指。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)同時(shí)也適用于手指靜脈圖像的采集工作。

2、技術(shù)架構(gòu)

手指靜脈識(shí)別采用了光傳播技術(shù)來進(jìn)行手指靜脈對(duì)比和識(shí)別的工作。近紅外線穿過人類的手指時(shí)，部分射線就會(huì)被血管中的血色素吸收，從而捕捉到獨(dú)有的手指靜脈圖樣，然后再和預(yù)先注冊(cè)的手指靜脈圖樣進(jìn)行比較，對(duì)個(gè)人進(jìn)行身份鑒定，其手指靜脈識(shí)別技術(shù)架構(gòu)見圖2所示。經(jīng)醫(yī)學(xué)實(shí)踐證明，手指靜脈的形狀具有唯一性和穩(wěn)定性，即每個(gè)人的手指靜脈圖像都不相同，同一個(gè)人不同的手指的靜脈圖像也不相同。健康成年人的靜脈形狀不再發(fā)生變化，這就為指靜脈提供了醫(yī)學(xué)依據(jù)。所以，基于手指靜脈圖像原理的識(shí)別技術(shù)就有可能成為現(xiàn)實(shí)。從而可利用手指內(nèi)的靜脈分布圖像來進(jìn)行身份別。

3、手指靜脈系統(tǒng)識(shí)別流程

靜脈掃描，LED在手指一方發(fā)射近紅外線，透射手指，在手指另一方，照相機(jī)拍攝靜脈圖像。從提取到手指靜脈影像的過程，此過程主要是捕捉到手指靜脈影像，然后提取手指靜脈特征信息，并與事先注冊(cè)的手指靜脈特征進(jìn)行比對(duì)從而確認(rèn)登錄者的身份。為通過掃描圖樣和原有注冊(cè)登記的圖樣進(jìn)行對(duì)比，就可得出相關(guān)識(shí)別結(jié)果(即通過掃描圖樣和原有注冊(cè)登記的圖樣進(jìn)行對(duì)比，就可得出相關(guān)識(shí)別結(jié)果)。

其指靜脈識(shí)別算法采用紋理追蹤的方法提取指靜脈中的線結(jié)構(gòu)信息，通過線結(jié)構(gòu)的匹配進(jìn)行個(gè)體識(shí)別，可運(yùn)行在PC環(huán)境和嵌入式DSP平臺(tái)上。

手指靜脈識(shí)別技術(shù)突出特點(diǎn)

同其它生物識(shí)別技術(shù)相比較而言，該手指靜脈識(shí)別技術(shù)具備以下幾大主要優(yōu)勢(shì)。

· 由于手指靜脈藏匿于身體內(nèi)部，所以不存在仿制或失竊的風(fēng)險(xiǎn)，人類手部表面的皮膚條件不會(huì)對(duì)識(shí)別工作造成影響;

·非侵入性和非接觸性成像技術(shù)對(duì)紅外線的采用，可以確保使用者的便捷性和清潔性。相對(duì)于某些生物識(shí)別技術(shù)，手指靜脈認(rèn)識(shí)技術(shù)是非接觸式的，在公共場(chǎng)合會(huì)比較衛(wèi)生;

· 由于手指靜脈形狀的相對(duì)穩(wěn)定性和捕捉影像清晰性，所以可對(duì)低分辨率相機(jī)拍攝的圖樣資料進(jìn)行小型的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)影像技術(shù)處理;

·安全性高。因?yàn)殪o脈血管是隱藏在手指內(nèi)部的，因此極難復(fù)制和盜取，與別的利用人體體外特征進(jìn)行認(rèn)證的技術(shù)相比較，這種方式的安全性更高。同時(shí)，靜脈認(rèn)證能感知手指內(nèi)的血液流動(dòng)和血壓情況，能夠在識(shí)別的過程同時(shí)進(jìn)行活體檢測(cè)。

· 準(zhǔn)確率高。采樣樣本在人體內(nèi)部，故匹配過程中受到外界的干擾非常小。手指輕輕一放，觸發(fā)高度準(zhǔn)確識(shí)。根據(jù)嚴(yán)格的醫(yī)學(xué)證明和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)，F(xiàn)RR(拒真率)為0.01%，F(xiàn)AR(認(rèn)假率)為0.0001%，F(xiàn)TE(注冊(cè)失敗率)為0%。

由此可知，與其它生物識(shí)別技術(shù)的比較，手指靜脈識(shí)別技術(shù)在復(fù)制與盜取上比臉型、掌型、指紋及虹膜其難度要大得多;在識(shí)別準(zhǔn)確度與使用便攜度上上比臉型、掌型、指紋及虹膜要高得多。尤其是相對(duì)于指紋技術(shù)來講，使用更加方便、衛(wèi)生，更加人性化。指靜脈識(shí)別則有效的避免傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)安全隱患上的不足，為環(huán)保節(jié)能的生物特征識(shí)別技術(shù)與產(chǎn)品開拓了一條切實(shí)保護(hù)人身財(cái)產(chǎn)安全的新路。