本文首先介紹了指靜脈認(rèn)證技術(shù)的原理及產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，其次介紹了指靜脈認(rèn)證技術(shù)的具體應(yīng)用，最后闡述了生物識(shí)別產(chǎn)品選型需要考慮的幾個(gè)指標(biāo)，并指出指靜脈技術(shù)具備很廣闊的應(yīng)用前景。
生物特征識(shí)別是一種根據(jù)人體自身所固有的生理特征和行為特征來(lái)識(shí)別身份的技術(shù)。即通過(guò)計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性（如手形、指紋、面部特征、虹膜、DNA、靜脈血管圖像等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。生物特征識(shí)別技術(shù)具有不易遺忘、防偽性能好、不易偽造或被盜、隨身攜帶和隨時(shí)隨地可用等優(yōu)點(diǎn)。
指靜脈認(rèn)證技術(shù)介紹
指靜脈識(shí)別是利用每個(gè)人手指內(nèi)部的靜脈圖案各不相同這一特點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)證的。其基本原理是利用靜脈中紅血球吸收特定近紅外線的這一特性，將近紅外線照射手指，并由圖像傳感器感應(yīng)手指透射過(guò)來(lái)的光來(lái)獲取手指內(nèi)部的靜脈圖像，進(jìn)而進(jìn)行生物特征的識(shí)別。其中的關(guān)鍵在于流經(jīng)靜脈的紅血球中的血紅蛋白對(duì)波長(zhǎng)在700-1000納米附近的近紅外線會(huì)有吸收作用，導(dǎo)致近紅外線在靜脈部分的透射較少，當(dāng)近紅外線透射以后，靜脈在圖像傳感器感應(yīng)的影像上就會(huì)突出顯示，而手指肌肉、骨骼和其他部分都被弱化，從而得到清晰的靜脈血管圖像。
日立制作所最初開(kāi)發(fā)的指靜脈認(rèn)證產(chǎn)品是將手指伸進(jìn)認(rèn)證設(shè)備中進(jìn)行出入管理，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是：上方設(shè)置LED光源照射手指，在手指下方用攝影元件拍攝靜脈圖像進(jìn)行認(rèn)證,如圖1所示。
然而，因?yàn)檎J(rèn)證時(shí)手指要從光源和圖像傳感器之間穿過(guò)，有些用戶將手指放進(jìn)設(shè)備中會(huì)感覺(jué)不舒服，同時(shí)光源處于上方也限制了設(shè)備的體積。基于以上原因，又研究開(kāi)發(fā)了將光源設(shè)置在手指左右以開(kāi)放手指上方空間，手指放在設(shè)備上面便可以進(jìn)行認(rèn)證的系統(tǒng)出現(xiàn)了，該設(shè)備的體積得到了進(jìn)一步的縮小，可以嵌入到ATM機(jī)等設(shè)備中，如圖2所示。在這個(gè)新系統(tǒng)中，光源被放置在手指的兩側(cè)，近紅外線從側(cè)面照射手指，在手指內(nèi)發(fā)生光的散射，最后，光線穿過(guò)指腹到達(dá)圖像傳感器，從而形成靜脈圖像進(jìn)行認(rèn)證。
從2004年起，指靜脈產(chǎn)品繼續(xù)向小型化的方向發(fā)展，隨后能嵌入到筆記本電腦和PDA內(nèi)的指靜脈認(rèn)證模塊被研發(fā)上市，其長(zhǎng)寬高分別為39mm×34mm×15mm（如圖3所示）。隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，可以預(yù)見(jiàn)，指靜脈認(rèn)證設(shè)備將來(lái)能夠內(nèi)嵌到更多更小的電子產(chǎn)品和設(shè)備中。
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指靜脈技術(shù)的應(yīng)用
指靜脈技術(shù)有著很廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在各種對(duì)安全性有較高要求的場(chǎng)合都能很好的工作。指靜脈最初的應(yīng)用領(lǐng)域是門禁考勤，然后迅速拓展到PC安全登錄的應(yīng)用和金融安全領(lǐng)域。
ATM機(jī)安全認(rèn)證的指靜脈認(rèn)證系統(tǒng)就是針對(duì)金融安全領(lǐng)域所而研發(fā)出來(lái)的。由于指靜脈認(rèn)證設(shè)備體積小，很適合裝載在ATM機(jī)上，另外，指靜脈技術(shù)處理數(shù)據(jù)速度快，認(rèn)證時(shí)間短，能夠滿足人們對(duì)ATM機(jī)認(rèn)證技術(shù)的需求。該ATM機(jī)具備插智能卡的設(shè)備，用戶的指靜脈信息被加密保存在智能卡上，在使用過(guò)程中，用戶通過(guò)指靜脈認(rèn)證設(shè)備輸入本人的指靜脈信息，ATM機(jī)可以通過(guò)和智能卡上的指靜脈信息進(jìn)行比較來(lái)驗(yàn)證該用戶是否為銀行的合法用戶。由于指靜脈認(rèn)證模塊的ATM機(jī)優(yōu)勢(shì)明顯，因而迅速被人們所接受，成為自助銀行的有力助手（如圖4所示）。
生物識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品的選型
生物識(shí)別技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)是多種技術(shù)共存，多種產(chǎn)品共存的市場(chǎng)狀況，目前比較流行的生物識(shí)別技術(shù)主要包括：指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別技術(shù)、聲音識(shí)別技術(shù)、指靜脈識(shí)別技術(shù)、掌靜脈識(shí)別技術(shù)等。這些識(shí)別技術(shù)目前都已經(jīng)發(fā)展得很成熟，而且各種技術(shù)、各種產(chǎn)品都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，面對(duì)眾多的生物識(shí)別技術(shù)和產(chǎn)品，本文認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用需求，重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面進(jìn)行生物識(shí)別產(chǎn)品的選型：
識(shí)別的精確度
識(shí)別的精度一般用誤識(shí)率FAR和拒識(shí)率FRR兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量，誤識(shí)率FAR指被系統(tǒng)接受了的非法的樣本占總的樣本的比率，拒識(shí)率FRR是指被系統(tǒng)拒絕的合法樣本占總的樣本的比率。誤識(shí)率FAR和拒識(shí)率FRR是成反比的關(guān)系。為安全起見(jiàn)，拒識(shí)別是一種可以忍受的現(xiàn)象，而發(fā)生誤識(shí)別則是影響到了系統(tǒng)整體的安全性，是不可以接受的，所以一般情況下，選擇生物識(shí)別產(chǎn)品和使用過(guò)程中，都會(huì)在保證一個(gè)較低的誤識(shí)率以符合安全要求的基礎(chǔ)上，盡量降低拒識(shí)率。
識(shí)別的速度
識(shí)別速度是需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)指標(biāo)，用戶不可能忍受為可靠安全地進(jìn)入一道門而等待較長(zhǎng)的時(shí)間。在保證可靠性、準(zhǔn)確性和安全性的前提下，識(shí)別速度越快越好。
設(shè)備的尺寸大小
設(shè)備的體積，傳感器的采集面積，都會(huì)影響技術(shù)的部署和用戶的使用。目前，指紋、指靜脈識(shí)別產(chǎn)品的體積都比較小，便于攜帶。
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穩(wěn)定性
穩(wěn)定性是指識(shí)別特征是會(huì)否隨著環(huán)境和時(shí)間的變化而發(fā)生變化，是否能保持同一性。指紋識(shí)別的穩(wěn)定性一般，主要影響因素有磨損、年齡、季節(jié)性脫皮、傷害等方面；人臉識(shí)別的穩(wěn)定性較差，除受到年齡、傷害等方面的影響以外，對(duì)飾物、采樣角度等環(huán)境因素也非常敏感，聲音識(shí)別穩(wěn)定性較差，受到年齡、疾病、傷害和環(huán)境因素的影響；虹膜的穩(wěn)定性很高，人類從出生后一年虹膜特征就基本穩(wěn)定，而且不會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而發(fā)生變化；指靜脈和掌靜脈識(shí)別的穩(wěn)定性比較高，受年齡和人身體狀況的影響較小。
產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境
所有的生物識(shí)別技術(shù)和產(chǎn)品都包括生物個(gè)體的生物特征采集和特征比對(duì)的過(guò)程，如果在生物特征采集過(guò)程中得到的特征模板不準(zhǔn)確，它將影響其后的特征識(shí)別的準(zhǔn)確度，從而造成識(shí)別產(chǎn)品的識(shí)別精度不準(zhǔn)確的后果。產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境是影響生物特征采集的重要因素之一，所以在產(chǎn)品技術(shù)選型時(shí)要充分地分析產(chǎn)品適用的運(yùn)行環(huán)境，如照明、溫度、濕度、噪音等等。比如人臉識(shí)別產(chǎn)品，人臉模式隨光照變化的類內(nèi)差異使其對(duì)于環(huán)境的光線和光照的強(qiáng)度就比較敏感，指紋識(shí)別產(chǎn)品，會(huì)受運(yùn)行環(huán)境的灰塵度和濕度的影響，手指表面的干凈程度也會(huì)影響識(shí)別的準(zhǔn)確度；聲音識(shí)別產(chǎn)品，對(duì)于背景噪音的分貝數(shù)有一定的要求，聲音識(shí)別在嘈雜的環(huán)境下是不可靠的；指靜脈和掌靜脈是人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，體內(nèi)結(jié)構(gòu)意味著它的類型是非常穩(wěn)定的，較少受到外面環(huán)境的影響或者人體表面環(huán)境和表面狀態(tài)的影響，而且指靜脈識(shí)別設(shè)備采用的是專用光源，屏蔽了環(huán)境光的影響，白天、黑夜、室內(nèi)室外都有很好的識(shí)別結(jié)果，所以它非常適用于公共大眾的應(yīng)用環(huán)境。
產(chǎn)品的成本
生物識(shí)別產(chǎn)品的成本也是影響用戶使用的一個(gè)重要方面，價(jià)格高的識(shí)別產(chǎn)品會(huì)影響它的接受程度。
幾種主要的生物識(shí)別技術(shù)的以上指標(biāo)比較情況請(qǐng)參見(jiàn)表1。
綜合來(lái)看，指靜脈認(rèn)證技術(shù)在各方面都有很好的性能，加上指靜脈技術(shù)較少受應(yīng)用環(huán)境的影響，說(shuō)明指靜脈技術(shù)具備很好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，符合大多數(shù)的應(yīng)用需求，將來(lái)會(huì)有很廣泛的應(yīng)用前景。
結(jié)語(yǔ)
本文介紹了指靜脈認(rèn)證產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用領(lǐng)域。指靜脈技術(shù)在迅速的發(fā)展，產(chǎn)品的類型也在不斷的豐富之中，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從門禁考勤、PC安全登錄迅速擴(kuò)展到金融等高安全需求的領(lǐng)域。由于指靜脈認(rèn)證技術(shù)在識(shí)別精確度、識(shí)別速度、設(shè)備尺寸、穩(wěn)定性、應(yīng)用環(huán)境等方面都具備優(yōu)異的性能，相信在不久的將來(lái)會(huì)有更廣泛的應(yīng)用前景。
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