通過員工的指紋考察員工的考勤情況的系統。
基本介紹
概念,系統構成,簡介,開發背景,技術困難,人數多,不可靠性,考勤機作用,小結,
概念
指紋考勤系統通過特殊的光電轉換設備和計算機圖像處理技術，對活體指紋進行採集、分析和比對，可以迅速、準確地鑑別出個人身份。系統一般主要包括對指紋圖像採集、指紋圖像處理、特徵提取、特徵值的比對與匹配等過程。現代電子集成製造技術使得指紋圖像讀取和處理設備小型化，同時飛速發展的個人計算機運算速度提供了在微機甚至單片機上可以進行指紋比對運算的可能，而優秀的指紋處理和比對算法保證了識別結果的準確性。
我們手掌及其手指、腳、腳趾內側表面的皮膚凸凹不平產生的紋路會形成各種各樣的圖案。這些紋路的存在增加了皮膚表面的摩擦力，使得我們能夠用手來抓起重物。人們也注意到，包括指紋在內的這些皮膚的紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同，也就是說，是唯一的。依靠這種唯一性，我們就可以把一個人同他的指紋對應起來，通過對他的指紋和預先保存的指紋進行比較，就可以驗證他的真實身份。這種依靠人體的身體特徵來進行身份驗證的技術稱為生物識別技術，指紋識別是生物識別技術的一種。
從實用的角度看，指紋識別技術是優於其他生物識別技術的身份鑑別方法。這是因為指紋各不相同、終生基本不變的特點已經得到公認。
最早的指紋識別系統套用與警方的犯罪嫌疑人的偵破，已經有30多年的歷史，這為指紋身份識別的研究和實踐打下了良好的技術基礎。特別是指紋識別系統已達到操作方便、準確可靠、價格適中的階段，正逐步套用於民用市場。
指紋自動識別技術正在從科幻小說和好萊塢電影中走入我們實際生活中，也許有一天，您不必隨身攜帶那一串鑰匙，只需手指一按，門就會打開；也不必記住那煩人的密碼，利用指紋就可以提款、計算機登錄。相信這一天，不會太遠。
系統構成
指紋採集設備，最常用的取像設備分成兩類：光學、晶體感測器。
光學取像設備有最悠久的歷史，可以追溯到20世紀70年代。光學取像設備依據的是光的全反射原理(FTIR)。光線照到壓有指紋的玻璃表面，反射光線由CCD去獲得，反射光的量依賴於壓在玻璃表面指紋脊和谷的深度和皮膚與玻璃間的油脂和水分。光線經玻璃射到谷的地方後在玻璃與空氣的界面發生全反射，光線被反射到CCD，而射向脊的光線不發生全反射，而是被脊與玻璃接觸面吸收或者漫反射到別的地方，這樣就在CCD上形成了指紋的圖像。
由於光學設備的革新，極大地降低了設備的體積。90年代中期，感測器可以裝在6x3x6英寸的盒子裡，在不久的將來更小的設備是3x1x1英寸。這些進展取決於多種光學技術的發展而不是FTIR的發展。例如：可以利用纖維光束來獲取指紋圖像。纖維光束垂直射到指紋的表面，他照亮指紋並探測反射光。另一個方案是把含有一微型三稜鏡矩陣的表面安裝在彈性的平面上，當手指壓在此表面上時，由於脊和谷的壓力不同而改變了微型三稜鏡的表面，這些變化通過三稜鏡光的反射而反映出來。
晶體感測器是在市場上才出現的，儘管它在技術介紹性文章中已經出現近20年。這些含有微型晶體的平面通過多種技術來繪製指紋圖像。最常見的矽電容感測器通過電子度量被設計來捕捉指紋。在半導體金屬陣列上能結合大約100,000個電容感測器，其外面是絕緣的表面，當用戶的手指放在上面時，皮膚組成了電容陣列的另一面。電容器的電容值由於導體間的距離而降低，這裡指的是脊（近的）和谷（遠的）相對於另一極之間的距離。另一種晶體感測器是壓感式的，其表面的頂層是具有彈性的壓感介質材料，他們依照指紋的外表地形（凹凸）轉化為相應的電子信號。其他的晶體感測器還有溫度感應感測器，它通過感應壓在設備上的脊和遠離設備谷的溫度的不同，可以獲得指紋圖像。
指紋比對算法（包括指紋圖象處理、特正提取、比對與匹配）
在指紋比對算法方面，主要有兩個概念，驗證和辯識；驗證也就是我們所常說的1：1算法，辯識就是1：N算法。同時對指紋比對算法還有兩個重要的參數誤識率和拒真率。
驗證
驗證就是把一個現場採集到的指紋與一個己經登記的指紋進行一對一的比對（one-to-one matching），來確認身份的過程。作為驗證的前提條件，他或她的指紋必須在指紋庫中已經註冊。指紋以一定的壓縮格式存貯，並與其姓名或其標識（ID，PIN）聯繫起來。隨後在比對現場，先驗證其標識，然後，利用系統的指紋與現場採集的指紋比對來證明其標識是合法的。驗證其實是回答了這樣一個問題：“他是他自稱的這個人嗎？”這是套用系統中使用得較多的方法。
辯識
辨識則是把現場採集到的指紋同指紋數據厙中的指紋逐一對比，從中找出與現場指紋相匹配的指紋。這也叫“一對多匹配（one-to-many matching）”。驗證其實是回答了這樣一個問題：“他是誰？”辨識主要套用於犯罪指紋匹配的傳統領域中。一個不明身份的人的指紋與指紋庫中有犯罪記錄的人指紋進行比對，來確定此人是否曾經有過犯罪記錄。
誤識率和拒真率
由於計算機處理指紋時，只是涉及了指紋的一些有限的信息，而且比對算法並不是精確匹配，其結果也不能保證100%準確。指紋考勤系統的特定套用的重要衡量標誌是識別率。主要由兩部分組成，拒真率(FRR)和誤識率(FAR)。我們可以根據不同的用途來調整這兩個值。FRR和FAR是成反比的。用0-1.0或百分比來表達這個數。
簡介
採用世界上最先進的指紋感測技術和指紋算法，識別速度快，出錯率10萬分之一，.該機根據不同指紋分布（老人、兒童、男人、女人、北方人、南方人、殘破指紋等）均有良好的識別性能。可儲存3000枚指紋，50000條紀錄，無需實時連線計算機，是專門針對需要遠距離脫機使用的企事業單位進行指紋考勤而設計的,同時，它還適用於各種只需要準確身份識別的各種場合。指紋考勤機通過RS485方式或者TCP/IP或隨身碟與計算機通訊；適用於人數在3000人以內的企業。
指紋考勤系統
指紋考勤系統開發背景
指紋考勤系統
為了加強管理，某公司希望在其廠區使用指紋識別技術進行員工考勤。在眾多的用於身份驗證的生物識別技術中，指紋識別技術是目前最方便、可靠、非侵害和價格便宜的解決方案。指紋識別作為識別技術有著悠久的歷史，這種技術通過分析指紋的全局特徵和局部特徵，從指紋中抽取的特徵值可以非常的詳盡以便可靠地通過指紋來確認一個人的身份。平均每個指紋都有幾個獨一無二可測量的特徵點，每個特徵點都有大約七個特徵，我們的十個手指產生最少4900個獨立可測量的特徵--這足夠來確認指紋識別是否是一個更加可靠的鑑別方式。指紋是人體獨一無二的特徵，並且它們的複雜度足以提供用於鑑別的足夠特徵；如果我們想要增加可靠性，我們只需登記更多的指紋，鑑別更多的手指，最多可以多達十個，而每一個指紋都是獨一無二的；掃描指紋的速度很快，使用非常方便；讀取指紋時，用戶必需將手指與指紋採集頭相互接觸，與指紋採集頭直接接觸是讀取人體生物特徵最可靠的方法。這也是指紋識別技術能夠占領大部份市場的一個主要原因。該公司廠區估計員工人數為：3-5千人，廠區內共有3個大門、10個小門，員工指紋考勤點分布在各個小門的入口處，每個小門考勤人數大約為400人，即本系統解決方案需要完成3-5千名員工的日常指紋考勤管理。
技術困難
主要技術困難及其解決方法：
人數多
儘管Biokey是目前最快的指紋識別算法，但是若以4千人每人登記2枚指紋來算，整個系統需要登記的指紋數為8千枚，在PentiumⅢ 800的計算機上考勤通過的平均驗證時間就達到了3秒，而考勤失敗的驗證時間達到了5秒，這顯然是不能夠接受的，因此必須採取必要的手段來解決此問題。在考勤時，人們能夠接受最多3秒的驗證時間，因此一個驗證終端驗證指紋時搜尋的範圍就不能超過4000枚指紋。
方法一：在某一個驗證終端，限制搜尋的人數在可接受範圍。例如只允許某一分廠的員工在該廠前的考勤機上用指紋簽到，而在別處簽到時不能識別。通常情況下，員工只需要在自己的分廠進行考勤、也只能進出自己的分廠，因此這種方法可以運用在小於2000人的分廠上，進行考勤是可行的。然而對於大門處的考勤管理，每一個分廠的員工都有可能使用，因此就不能使用該方法了。
方法二：在比對指紋前輸入工號。這樣一來，系統只需要比對與該工號相同的登記指紋即可驗證員工的身份，屬於一對一的比對，因此對於能夠在此驗證的員工數量就沒有任何限制了。該方法的缺點在於：必須輸入員工的工號，這會增加員工的記憶負擔和使用時的操作時間。
2、員工操作方面
由於上下班時間比較集中，因此上下班時的考勤就會聚集很多員工，必須要保證他們能夠在短時間內完成考勤，不應該出現排長隊現象。每個人考勤的時間不能簡單地計算為計算機比對指紋的時間，因為員工還需要有走向考勤機、按指紋的過程，另外指紋有可能一次識別不出來，也可能員工操作不當，導致識別失敗等等，根據實際經驗，每個員工的平均通過時間為3秒。以20分鐘作為一次考勤的時間估算，一個考勤點可以容納450人同時考勤。考慮到突發事件的存在，因此每個考勤點只能按400人計算。
對於大於400人的分廠，建議必須按照實際人數的多少來設立考勤點的數量，例如1000人同時上下班的分廠應該設立3個考勤點,或者一台計算機連線3個考勤終端。少於400人的分廠可以只設立一個考勤點。
不可靠性
拒真率：指系統把不能識別一個已經登記的指紋的機率百分比。
認假率：指系統把一指紋錯誤地識別成為其它指紋的機率百分比。
中控科技的Biokey指紋識別技術是目前最可靠的指紋識別技術之一，標稱的拒真率為1.0%，認假率為0.001%，這意味著4000名員工中，有50名左右的員工指紋識別難於通過，同時以最多的4000名員工的分廠計算，一個月可能會出現一次誤判。
拒真率和認假率是兩個相互制約的指針，降低其中之一，另一個就會上升。由於認假率是一個非常關鍵的指針，我們必須保證至少在一個月內不會出現過多的誤判。對於出現誤判時，必須管理員在管理程式中修改紀錄，以保證考勤的正確性。
考勤機作用
規模量產的少，試驗機型多，零售價位從指紋考勤機6000-20000元到虹膜類數萬元之間。指紋考勤機主要優點是無需攜帶卡，能杜絕代打卡，沒有卡片損耗。缺點是超過幾百人使用時，處理時間較其它打卡方式慢數倍，指紋考勤機採集頭很難讀取指紋，輕者識別效率低，重者識別失敗。指紋考勤機的使用要求人員素質較好，指紋要求清潔，如果指紋有磨損，會出現指紋考勤機不能識別的情況。指紋考勤機的防破壞能力及穩定性有待提高，只能做簡單的考勤處理，市場占有率大約有5%左右。
小結
如果有專人負責考勤的統計，那么可以只用指紋進行考勤，對於大型的工廠和企業來說，這是首選方案。如果不希望出現誤判情況，可以採用ID+指紋的方式進行考勤。
