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指静脉识别技术的源起、应用与发展深度解析

2020-03-05 17:29 · 稿源:站长之家用户投稿

导读:指纹识别、人脸识别、指静脉识别是当前最为常见的生物识别技术。随着万能指纹、人脸照片被盗、人脸信息隐私、指纹缺失等其他生物识别技术问题的出现,指静脉识别技术因具有优越的高安全性、高便捷性,正得到大众青睐并广泛应用。

在2019年,指静脉识别技术在支付、安防、地铁、门锁、消费电子等领域均有创新性的应用,如日立制作所和东芝推出「刷手指」支付服务、广州地铁推出指静脉识别过闸机、格力推出指静脉智能锁、小米有品上架多亲指静脉识别私密箱等。

本文将从技术原理、发展历程及门锁领域应用三个方面对当前最火热的指静脉识别进行深度解析。

指静脉识别:全球唯一产业化应用的第二代生物识别技术、真正的活体识别技术

指静脉识别是通过近红外光对手指进行照射,流动血液中的血红素吸收了近红外光后,获得清晰手指静脉图像,再使用特定的算法从图像中提取出特征值,识别时将提取的特征值数据与存储的特征值数据进行比对,给出识别比对的结果,从而达到身份识别的功能。

手指静脉特征与人脸、指纹等其他生物特征相比,有以下几大特点:

1、稳定:手指静脉是人体最稳定的生物特征之一,同一个人的手指静脉分布特征在成年之后终身不变。

2、唯一:两个人手指静脉结构相同的几率是34亿分之一,即使是具有相同DNA的同卵双胞胎的手指静脉形态也不相同。

3、难获取:手指静脉分布在皮肤之下,形状错综复杂,难以窃取,而且指静脉识别是基于活体手指中的血红素能够吸收近红外光才形成静脉图像。

4、必须活体获取:如果手指脱离人体后,静脉血管中的血液特性会发生变化,致使无法获取静脉图像并通过静脉识别设备的验证。

因此,相比于人脸识别、指纹识别,指静脉识别具有活体识别、体内特征不可复制、唯一稳定、无法破解等特点,是人工智能时代最安全、最精准的生物识别技术。

指静脉识别的“前世今生”

从时间维度看,指静脉识别技术的发展可分为思想萌芽期(1983-1996年)、技术初创期(1997-2007年)、技术成长期(2008-2014年)、应用爆发期(2015年至今)4个阶段。

1983年,柯达公司的Joseph Rice发明了手背静脉特征识别技术,并在1987年获得世界范围内指静脉识别技术的第一个专利。

1992年,日本北海道的K.Shimizu提出,可以将人体手内血管红外成像作为身份识别依据。

1997年,韩国BK System公司发布亚洲第一个手背静脉识别的商用产品BK-100。

2003年,中国学者开始研究指静脉识别技术,《清华大学学报》报道了该校利用自行设计的近红外血管图像采集仪提取血管的原始图像及识别结果。

进入21世纪,日本国内采用指静脉识别技术应用在银行ATM中,指静脉识别技术在日本金融行业的市场占有率达到70%。

2008年,日立指静脉识别产品引入国内,正式启动中国指静脉识别应用市场。同年,微盾科技的联合创始人陈建昌开始以实验室团队的模式研发指静脉识别技术,成为国内最早系统化、规范化开展指静脉识别研发的团队。

2012年,由中国科学学院自动化研究所发起的国家生物识别产业技术创新战略联盟成立,为指静脉识别的产学研合作带来良机。

2016年,微盾科技推出首个可在门锁上应用的指静脉双测光模块WDH-320,正式将指静脉识别技术引入智能门锁行业,开创指静脉锁元年。同年,GB/T 33135-2016《信息技术指静脉识别系统指静脉采集设备通用规范》正式实施。

2018年,GB/T 35742-2017《公共安全指静脉识别应用图像技术要求》、GB/T 35676-2017《公共安全指静脉识别应用算法识别性能评测方法》正式实施。

2019年,全国信息技术标准化技术委员会生物特征识别分技术委员会静脉识别工作组筹备会成立。

同年,指静脉识别在多个领域有更深度的应用。

2019年3月,日立制作所和东芝将推出「刷手指」支付服务。该服务利用了日立的手指静脉生物体认证技术和东芝的POS终端。将于5月启动实证试验,力争2020年达到实用水平。

2019年3月,被称为全球三大消费电子展之一的“2019年AWE中国家电消费电子展”上,格力推出了历经2年研发的指静脉锁。

2019年9月,广州地铁与佳都科技联合推出的广州地铁A.I.智慧车站示范站,在全球首次推出指静脉闸机,从此大家可以刷手指坐地铁。

2019年11月,小米有品上线指静脉识别私密箱产品,成功将指静脉识别融入智能家居场景。

目前除了中国外,其他国家均未出现指静脉锁、指静脉地铁等应用案例,而格力指静脉锁和广州地铁指静脉闸机的指静脉识别技术,均由国内领先指静脉厂家—微盾科技提供,这也证明,中国指静脉识别技术已经逐步与国际水平并驾前驱,并在诸多应用领域领先全球。

指静脉识别技术在智能门锁行业的发展

智能门锁从出现至今共经历了五代演化:2009年第一代单机版、2010年第二代屏幕版、2011年第三代短信版、2015年第四代联网版、直至2017年第五代物联网版。

目前的智能门锁在识别技术上除可实现传统的密码、刷卡开锁外,更可结合生物识别技术实现指静脉识别方式开锁。具备更丰富和便捷的远程和管理功能,实现家居场景的设备联动和安防保护。

指静脉智能门锁是目前所有技术中相对而言最为安全及稳定的生物识别技术,在高度安全性和使用便捷性上远胜于其它生物识别技术。这种配合了活体检测、图像处理、特征点提取、深度学习进行比对检索的技术。

2016年,微盾科技研发出了一款小型化、低功率、可用于指静脉锁的双测光指静脉模块WDH-320,WDH-320产品的问世,解决了指静脉技术在门锁应用锁面临的体积、功耗、打光方式的问题。从而开启了国内指静脉锁元年。

指静脉模块包含芯片控制处理单元、红外线发射单元、摄像模组三大部分,日立最初的指静脉模块为上打光方式,红外线从上方发出,模块造型呈现U字型的半开放式,不利于终端产品的嵌入与工业设计。经过技术改良的锁模块将上打光方式升级为双测光方式,红外线转变为从两侧发出,模块造型从半开放式转变为开放式,极大地拓展了指静脉模块的应用场景。

伴随着指静脉识别技术在智能门锁领域的广泛应用,指静脉识别技术已广泛应用于诸多商用和民用领域,包括军方、司法、金融、社保、医疗、安防、体育健身、教育、智能家居等,广泛的应用领域也体现了指静脉识别技术的巨大发展潜力与应用空间。

在AI和生物识别技术快速发展的时代下,笔者相信,2020年将会有更多的应用场景出现,指静脉识别技术也必将成为未来十年最具前景的智慧安防生物识别技术之一。

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