生物識(shí)別技術(shù)是目前最為方便與安全的識(shí)別技術(shù),利用生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)定,安全、可靠、準(zhǔn)確。此外,生物識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品均借助于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn),很容易配合電腦、互聯(lián)網(wǎng)和安全、監(jiān)控、管理系統(tǒng)整合,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化管理。因此生物識(shí)別認(rèn)證技術(shù)較傳統(tǒng)認(rèn)證技術(shù)存在較大的優(yōu)勢(shì)。
所謂生物識(shí)別技術(shù)就是,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,(如指紋、臉象、虹膜等)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。
生物識(shí)別技術(shù),是依靠人體的身體特征來(lái)進(jìn)行身份驗(yàn)證的識(shí)別技術(shù)。其因?yàn)榫哂胁粫?huì)丟失、不會(huì)遺忘、唯一性、不變性、防偽性能好和使用方便的特點(diǎn),被廣泛用于門禁、考勤、金融、公共安全和終端電子設(shè)備中。下面我們講的將是智能門鎖中常見(jiàn)的的五大生物識(shí)別技術(shù)
指紋識(shí)別,絕對(duì)主力
每個(gè)指紋都有幾個(gè)獨(dú)一無(wú)二可測(cè)量的特征點(diǎn),每個(gè)特征點(diǎn)都有大約七個(gè)特征,人們的十個(gè)手指產(chǎn)生最少4900個(gè)獨(dú)立可測(cè)量的特征。指紋識(shí)別技術(shù)通過(guò)分析指紋可測(cè)量的特征點(diǎn),從中抽取特征值,然后進(jìn)行認(rèn)證。驗(yàn)證其真實(shí)身份。每個(gè)人(包括指紋在內(nèi))皮膚紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同,也就是說(shuō),是唯一的,并且終身不變。依靠這種唯一性和穩(wěn)定性,我們才能創(chuàng)造指紋識(shí)別技術(shù)。這是生物識(shí)別陣營(yíng)中的中流砥柱,由于成本較低也是目前應(yīng)用最為廣泛的生物技術(shù)。
優(yōu)點(diǎn)
指紋是人體獨(dú)一無(wú)二的特征,并且它們的復(fù)雜度足以提供用于鑒別的足夠特征。
如果想要增加可靠性,只需登記更多的指紋,鑒別更多的手指,最多可以達(dá)到十個(gè),而每一個(gè)指紋都是獨(dú)一無(wú)二的。
掃描指紋的速度很快,使用非常方便。
讀取指紋時(shí),用戶必須將手指與指紋采集頭互相接觸,與指紋采集頭直接接觸是讀取人體生物特征最可靠的方法,這也是指紋識(shí)別技術(shù)能夠占領(lǐng)大部分市場(chǎng)的一個(gè)主要原因。
指紋采集頭可以更加小型化,并且價(jià)格會(huì)更加低廉。
缺點(diǎn)
某些人或某些群體的指紋因?yàn)橹讣y特征很少,故而很難成像。
過(guò)去因?yàn)樵诜缸镉涗浿惺褂弥讣y,使得某些人害怕“將指紋記錄在案”。然而,實(shí)際上現(xiàn)在的指紋鑒別技術(shù)都可以保證不存儲(chǔ)任何含有指紋圖像的數(shù)據(jù),而只是存儲(chǔ)從指紋中得到的加密的指紋特征數(shù)據(jù)。
每一次使用指紋時(shí)都會(huì)在指紋采集頭上留下用戶的指紋印痕,而這些指紋痕跡存在被用來(lái)復(fù)制指紋的可能性。
部分產(chǎn)品(如配有光學(xué)指紋讀頭的智能鎖)受到指紋復(fù)制的威脅,不同的皮膚,皮膚的濕度情況、以及指紋識(shí)別的認(rèn)證效果,也存在著很大不同。因此智能鎖在適應(yīng)性,拒真率、識(shí)假率方面有著很大的提升空間。
人臉識(shí)別,廣泛且便捷
人臉識(shí)別,是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流,并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉,進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù),通常也叫做人像識(shí)別、面部識(shí)別。
人臉與人體的其它生物特征(指紋、虹膜等)一樣與生俱來(lái),它的唯一性和不易被復(fù)制的良好特性為身份鑒別提供了必要的前提。
優(yōu)勢(shì)
使用方便,用戶接受度高人臉識(shí)別技術(shù)使用通用的攝像機(jī)作為識(shí)別信息獲取裝置,以非接觸的方式在識(shí)別對(duì)象未察覺(jué)的情況下完成識(shí)別過(guò)程。
直觀性突出人臉識(shí)別技術(shù)所使用的依據(jù)是人的面部圖像,而人臉無(wú)疑是肉眼能夠判別的最直觀的信息源,方便人工確認(rèn)、審計(jì),“以貌取人”符合人的認(rèn)知規(guī)律。
識(shí)別精確度高,速度快與其它生物識(shí)別技術(shù)相比,人臉識(shí)別技術(shù)的識(shí)別精度處于較高的水平,誤識(shí)率、拒認(rèn)率較低。
不易仿冒在安全性要求高的應(yīng)用場(chǎng)合,人臉識(shí)別技術(shù)要求識(shí)別對(duì)象必須親臨識(shí)別現(xiàn)場(chǎng),他人難以仿冒。人臉識(shí)別技術(shù)所獨(dú)具的活性判別能力保證了他人無(wú)法以非活性的照片、木偶、蠟像來(lái)欺騙識(shí)別系統(tǒng)。這是指紋等生物特征識(shí)別技術(shù)所很難做到的。舉例來(lái)說(shuō),用合法用戶的斷指即可仿冒合法用戶的身份而使識(shí)別系統(tǒng)無(wú)從覺(jué)察。
使用通用性設(shè)備人臉識(shí)別技術(shù)所使用的設(shè)備為一般的PC、攝像機(jī)等常規(guī)設(shè)備,由于計(jì)算機(jī)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)等已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,因此對(duì)于多數(shù)用戶而言使用人臉識(shí)別技術(shù)無(wú)需添置大量專用設(shè)備,從而既保護(hù)了用戶的原有投資又?jǐn)U展了用戶已有設(shè)備的功能,滿足了用戶安全防范的需求。
基礎(chǔ)資料易于獲得,人臉識(shí)別技術(shù)所采用的依據(jù)是人臉照片或?qū)崟r(shí)攝取的人臉圖像,因而無(wú)疑是最容易獲得的。
成本較低,易于推廣使用由于人臉識(shí)別技術(shù)所使用的是常規(guī)通用設(shè)備,價(jià)格均在一般用戶可接受的范圍之內(nèi),與其它生物識(shí)別技術(shù)相比,人臉識(shí)別產(chǎn)品具有很高的性能價(jià)格比。
概括地說(shuō),人臉識(shí)別技術(shù)是一種高精度、易于使用、穩(wěn)定性高、難仿冒、性價(jià)比高的生物特征識(shí)別技術(shù),具有極其廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
缺點(diǎn)
面部識(shí)別被認(rèn)為是生物特征識(shí)別領(lǐng)域甚至人工智能領(lǐng)域最困難的研究課題之一。面部識(shí)別的困難主要是面部作為生物特征的特點(diǎn)所帶來(lái)的。
相似性不同個(gè)體之間的區(qū)別不大,所有的面部的結(jié)構(gòu)都相似,甚至面部器官的結(jié)構(gòu)外形都很相似。這樣的特點(diǎn)對(duì)于利用面部進(jìn)行定位是有利的,但是對(duì)于利用面部區(qū)分人類個(gè)體是不利的。
易變性面部的外形很不穩(wěn)定,人可以通過(guò)臉部的變化產(chǎn)生很多表情,而在不同觀察角度,面部的視覺(jué)圖像也相差很大,另外,面部識(shí)別還受光照條件(例如白天和夜晚,室內(nèi)和室外等)、面部的很多遮蓋物(例如口罩、墨鏡、頭發(fā)、胡須等)、年齡等多方面因素的影響。
在面部識(shí)別中,第一類的變化是應(yīng)該放大而作為區(qū)分個(gè)體的標(biāo)準(zhǔn)的,而第二類的變化應(yīng)該消除,因?yàn)樗鼈兛梢源硗粋€(gè)個(gè)體。通常稱第一類變化為類間變化,而稱第二類變化為類內(nèi)變化。對(duì)于面部,類內(nèi)變化往往大于類間變化,從而使在受類內(nèi)變化干擾的情況下利用類間變化區(qū)分個(gè)體變得異常困難。
虹膜識(shí)別,安全系數(shù)最高
每一個(gè)虹膜都包含著一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的基于像冠、水晶體、細(xì)絲、斑點(diǎn)、凹點(diǎn)、皺紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)。虹膜識(shí)別技術(shù)是利用虹膜終身不變性和差異性的特點(diǎn)來(lái)識(shí)別身份。而且虹膜在胎兒發(fā)育階段形成后,在整個(gè)生命歷程中將是保持不變的。這些特征決定了虹膜特征的唯一性,同時(shí)也決定了身份識(shí)別的唯一性。因此,可以將眼睛的虹膜特征作為每個(gè)人的身份識(shí)別對(duì)象。
虹膜測(cè)定技術(shù)可以讀取 266 個(gè)特征點(diǎn),而其他生物測(cè)定技術(shù)只能讀取 13-60 個(gè)特征點(diǎn)。根據(jù)富士通方面的數(shù)據(jù),虹膜識(shí)別的認(rèn)假率為 1/1500000,高于指紋識(shí)別的1/50000,更適合作為“密碼”。而虹膜識(shí)別又屬于非接觸式的識(shí)別,識(shí)別非常方便高效。
優(yōu)點(diǎn)
快捷方便,不需要攜帶任何證件,就能實(shí)現(xiàn)門控,可單向亦可雙向;既可以被授權(quán)控制一扇門,也可以控制開(kāi)啟多扇門;
授權(quán)靈活,根據(jù)管理的需要,可任意調(diào)整用戶權(quán)限,隨時(shí)了解用戶動(dòng)態(tài),包括客戶身份、操作地點(diǎn)、功能及時(shí)間次序等,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)智能管理;
無(wú)法復(fù)制,虹膜信息為密碼,不可復(fù)制;且每一次活動(dòng),都可自動(dòng)記錄,便于追溯、查詢,非法情況則自動(dòng)報(bào)警;
配置靈活多樣,使用人和管理者可根據(jù)自身喜好、需要或場(chǎng)合的不同,設(shè)定不同的安裝及運(yùn)行方式。比如在大堂等公共場(chǎng)所,可以只采用輸入密碼的方式,但在重要場(chǎng)合,則禁止使用密碼,只采用虹膜識(shí)別方式,當(dāng)然也可以兩種方式同時(shí)使用;
投入少、免維護(hù),裝配系統(tǒng)可以保留原來(lái)的鎖,但其機(jī)械運(yùn)動(dòng)件減少,且運(yùn)動(dòng)幅度小,門栓的壽命更長(zhǎng);系統(tǒng)免維護(hù),并可隨時(shí)擴(kuò)充、升級(jí),無(wú)須重新購(gòu)置設(shè)備。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,效益顯著,并可使管理檔次大大的提高。
缺點(diǎn)
很難將圖像獲取設(shè)備的尺寸小型化;
設(shè)備造價(jià)高,無(wú)法大范圍推廣;
鏡頭可能產(chǎn)生圖像畸變而使可靠性降低;
兩大模塊:硬件和軟件;
一個(gè)自動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)包含硬件和軟件兩大模塊:虹膜圖像獲取裝置和虹膜識(shí)別算法。分別對(duì)應(yīng)于圖像獲取和模式匹配這兩個(gè)基本問(wèn)題。
聲紋識(shí)別,獲取便捷,適用要求嚴(yán)格
人類語(yǔ)言的產(chǎn)生是人體語(yǔ)言中樞與發(fā)音器官之間一個(gè)復(fù)雜的生理物理過(guò)程,人在講話時(shí)使用的發(fā)聲器官--舌、牙齒、喉頭、肺、鼻腔在尺寸和形態(tài)方面每個(gè)人的差異很大,所以任何兩個(gè)人的聲紋圖譜都有差異。這也使得聲紋識(shí)別也可以稱為身份認(rèn)證的一種方式。
所謂聲紋識(shí)別,是通過(guò)用電聲學(xué)儀器顯示的攜帶言語(yǔ)信息的聲波頻譜來(lái)識(shí)別身份。聲紋識(shí)別非常適合遠(yuǎn)程身份確認(rèn),只需要一個(gè)電話、手機(jī)或麥克風(fēng)就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄。
優(yōu)點(diǎn)
聲紋提取方便,可在不知不覺(jué)中完成,因此使用者的接受程度也高。
合遠(yuǎn)程身份確認(rèn),只需要一個(gè)麥克風(fēng)或電話、手機(jī)就可以通過(guò)網(wǎng)路(通訊網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò))實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄。
獲取語(yǔ)音的識(shí)別成本低廉,使用簡(jiǎn)單,一個(gè)麥克風(fēng)即可,在使用通訊設(shè)備時(shí)更無(wú)需額外的錄音設(shè)備。
聲紋辨認(rèn)和確認(rèn)的算法復(fù)雜度低。
缺點(diǎn)
同一個(gè)人的聲音具有易變性,易受身體狀況、年齡、情緒以及外在其他因素干擾。
靜脈識(shí)別,市場(chǎng)難以突破
靜脈識(shí)別系統(tǒng)一種方式是通過(guò)靜脈識(shí)別儀取得個(gè)人靜脈分布圖,依據(jù)專用比對(duì)算法從靜脈分布圖提取特征值,另一種方式通過(guò)紅外線 CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像,將靜脈的數(shù)字圖像存貯在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)特征值存儲(chǔ)。靜脈比對(duì)時(shí),實(shí)時(shí)采取靜脈圖,運(yùn)用先進(jìn)的濾波、圖像二值化、細(xì)化手段對(duì)數(shù)字圖像提取特征,采用復(fù)雜的匹配算法同存儲(chǔ)在主機(jī)中靜脈特征值比對(duì)匹配,從而對(duì)個(gè)人進(jìn)行身份鑒定,確認(rèn)身份。
優(yōu)點(diǎn)
屬于內(nèi)牛理特征,不會(huì)磨損,較難偽造,具有很高安全性。
血管特征通常更明顯,容易辨識(shí),抗干擾性好。
可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量,衛(wèi)生性好,易于為用戶接受。
不易受手表面?zhèn)刍蛴臀鄣挠绊憽?/p>
缺點(diǎn)
手背靜脈仍可能隨著年齡和生理的變化而發(fā)生變化,永久性尚未得到證實(shí)
雖然可能性較小,但仍然存在無(wú)法成功注冊(cè)登記的可能。
由于采集方式受自身特點(diǎn)的限制,產(chǎn)品難以小型化。
采集設(shè)備有特殊要求,設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜,制造成本高。
評(píng)論