手指靜脈識別技術

手指靜脈識別技術是一種新的生物特徵識別技術，它是依據人類手指中流動的血液可吸收特定波長的光線，而使用特定波長光線對手指進行照射，可得到手指靜脈的清晰圖像。

介紹

利用這一固有的科學特徵，將實現對獲取的影像進行分析、處理，從而得到手指靜脈的生物特徵，再將得到的手指靜脈特徵信息與事先註冊的手指靜脈特徵進行比對，從而確認登錄者的身份。

同其他生物識別技術相比，指靜脈認證技術具備以下主要優勢：

・生物識別技術，不會遺失、不會被竊、無記憶密碼負擔。

・人體內部信息，不受表皮粗糙、外部環境(溫度、濕度)的影響。

・適用人群廣，準確率高，不可複製、不可偽造，安全便捷。

精度比較

靜脈識別實現高精度，與其他生物認證精度比較如下：

	靜脈	指紋	虹膜	手形	人臉	簽名	聲音
拒真率(FRR)	0.01%	0.1%	0.01%	0.8%	2.6%	1.0%	3.0%
誤識率(FAR)	0.0001%	0.001%	0.0001%	0.07%	1.3%	1.0%	3.0%

方法比較

一些主要的認證方法比較，如下表：

認證; 種類	識別; 特徵	信息; 特徵	使用; 特點	牴觸; 感	認證; 精度	可信; 度
聲紋	提取聲紋的特徵，製作聲紋模型，進行比對識別。可以利用電話進行識別。	易受雜音和周圍環境以及身體狀況(感冒等)影響	雜音的影響較大	低	差	差
人臉	根據眼睛、嘴等部位的形狀、位置等模式進行比對識別	對姿勢、照明變動敏感對眼鏡、鬍子、化妝、整形處理較困難，孿生兄弟難以分辨。臉部照片被保存，留下事件發生時的證據	對照明變化敏感	高	差	差
簽名	筆順、筆圧、運筆速度等的比對，找出本人基準簽字誤差程度	即使是本人也難以幾次寫出一樣的東西	抵抗情緒比較小	低	差	差
指紋(接觸型)	通過接觸型感測器抽取指紋模式進行比對，身體識別中實用化程度較高	長期接觸水和化學製品的人、以及皮膚乾燥的老年人的指紋劣化	使用者的心理牴觸比較大	低	一般	可偽造且受外在環境影響大
虹膜	通過非接觸型感測器抽取眼睛的虹膜模式進行比對	虹膜既有一生不変部分和由於健康狀態而変化部分亞洲人由於瞳孔較小，不合適此方法	眼睛前放東西造成心理不安	高	高	好
靜脈(非接觸型)	識別精度非常高。因是非接觸型，在衛生面和心理面使用者的牴觸較小。身體內信息無法偽造、偽裝	醫學上：人各不同，同一人的左右手也不一樣；孿生、克隆也不同，除手指大小其他沒有變化且保持終生不變	幾乎沒有牴觸感	非常低	非常高	不易偽造，不受外在環境影響，而且只有活體才能識別

作為普及條件面向多數人使用時，心理牴觸感較小，是大家可以接受的最佳識別方式，同時考慮識別精度和價格，非接觸型手指靜脈識別成為首選。

工作原理

工作過程

人體靜脈中紅血球的血紅素是氧氣的還原血紅素，還原血紅素會吸收近紅外線，因此當近紅外線照射到手指時，只有靜脈部分才會有微弱的反射，從而形成靜脈紋路圖像。

手指靜脈識別技術是一種新的生物特徵識別技術，它利用手指內的靜脈分布圖像來進行身份識別。醫學研究證明，手指靜脈的形狀具有唯一性和穩定性，即每個人的手指靜脈圖像都不相同，同一個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生變化。這就為指靜脈提供了醫學依據。

手指靜脈系統的流程分以下四個步驟：

（1）靜脈掃描：LED在手指一方發射近紅外線，透射手指，在手指另一方，照相機拍攝靜脈圖像；

（2）圖像校正：調整圖像的位置和角度，使其符合規格；

（3）特徵提取：根據以上得到的圖像，提取靜脈分布圖像，得到特徵圖；

（4）圖像對比與匹配：將以上得到的特徵圖與資料庫中的原始模版進行比較，計算相關性。如果相匹配則通過，不匹配則被拒絕。

技術特點

1)不易偽造

指靜脈識別不易偽造，不受外在環境影響，而且只有活體才能識別。

2)高識別率

指靜脈識別的認假率低於0.0001%，拒真率低於0.01%；提供使用者高度的保障與準確辨識率。

3)識別速度極快

手指輕輕一放，不到1s識別即可完成。

4)非接觸特性

不需要直接接觸感應器，既衛生又安全，容易被大眾接受。

技術剖析

手指靜脈識別技術架構：

1、醫學依據

手指靜脈是一種新的生物特徵識別技術，它源於醫學科技領域對人類大腦功能活動管理的高級開發項目，在這項開發中，近紅外線被用來觀察血液流量的增加情況，當近紅外線透過人體組織時，靜脈血管中的血紅蛋白對近紅外線具有明顯的吸收作用，從而使靜脈血管分布特徵在圖像中以不同的灰度值得到表征。由於伸長方向的隨機性，使得個體的指靜脈血管分布呈現各異的結構，因此能夠確定兩幅靜脈圖像是否來自於同一個手指。同時發現，這種技術同時也適用於手指靜脈圖像的採集工作。

2、技術架構

手指靜脈識別採用了光傳播技術來進行手指靜脈對比和識別的工作。近紅外線穿過人類的手指時，部分射線就會被血管中的血色素吸收，從而捕捉到獨有的手指靜脈圖樣，然後再和預先註冊的手指靜脈圖樣進行比較，對個人進行身份鑑定，其手指靜脈識別技術架構見圖2所示。經醫學實踐證明，手指靜脈的形狀具有唯一性和穩定性，即每個人的手指靜脈圖像都不相同，同一個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生變化，這就為指靜脈提供了醫學依據。所以，基於手指靜脈圖像原理的識別技術就有可能成為現實。從而可利用手指內的靜脈分布圖像來進行身份別。

3、識別流程

靜脈掃描，LED在手指一方發射近紅外線，透射手指，在手指另一方，照相機拍攝靜脈圖像。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，然後提取手指靜脈特徵信息，並與事先註冊的手指靜脈特徵進行比對從而確認登錄者的身份。為通過掃描圖樣和原有註冊登記的圖樣進行對比，就可得出相關識別結果(即通過掃描圖樣和原有註冊登記的圖樣進行對比，就可得出相關識別結果)。

其指靜脈識別算法採用紋理追蹤的方法提取指靜脈中的線結構信息，通過線結構的匹配進行個體識別，可運行在PC環境和嵌入式DSP平台上。

套用背景

現代社會，對於很多企業和個人來說，財富不再是實體，而是保存在個人PC或是企業系統上的信息。重要信息的丟失往往會造成無法挽回的損失。而網路社會，信息被非法盜用往往從密碼被破解開始。指靜脈識別技術，依據人類手指中流動的血液可吸收特定波長的光線，而使用特定波長光線對手指進行照射，可得到手指靜脈的清晰圖像。由於靜脈中血流狀態因人而異，因此，只有當從近紅外線攝像畫面中得到的靜脈類型與預先登錄的靜脈類型完全吻合的用戶才能得到確認，否則便不能進入信息系統。這不僅使安全保密程度大大提高，而且讓使用者的登錄更加便捷。

除了金融和信息網路安全領域，手指靜脈識別技術被廣泛套用於許多注重個人信息管理的領域。採用手指靜脈識別技術，數位化校園的建設將會更加徹底。採用這項技術來管理學生宿舍和教學樓的出入，甚至更加細化的個人信息管理。無需用卡，教育系統設施的管理和使用都變得十分井井有條。

採用手指靜脈識別技術，考試將不再出現替考、代考現象；社保也不再出現冒領及死亡後仍舊領取的問題。指靜脈識別技術提供了真正的安全、公正、公平的保障。

如何進一步提升監獄的管理和安全控制能力，成為法務部監獄局2009年內蒙古某監獄越獄事件後重點關注的問題。 “科技強警”的戰略方針，正深刻地改變著傳統的警務工作方式。作為對安全管理、巡檢有著特殊要求的單位，需要採用最先進技術的安防設備結合傳統的機器人工模式實現人防和技防已成為各方共識，並全面推開。在科技飛速發展的21世紀，運用一些高科技安全手段，如生物識別、網路通訊、數字圖像等技術，配合監獄專用管理軟體及硬體設備，實現人防、物防、技防三重結合，建設現代化的高安全性數位化監獄管理系統。凌佳RK-FAA10手指靜脈門禁管理系統，能夠有效地解決監獄傳統管理存在的問題，並且已經成功套用於湖北、山東等監獄。

更高的效率，會讓管理更加高效、人性化，公眾和客戶滿意度將大大提升。可以說，手指靜脈識別技術幾乎可以套用於所有需要個人信息識別的領域，讓其身份識別、信息保密和管理工作提升到一個新的境界。