本文首先介紹了指靜脈認證技術的原理及產品的技術發(fā)展狀況，其次介紹了指靜脈認證技術的具體應用，最后闡述了生物識別產品選型需要考慮的幾個指標，并指出指靜脈技術具備很廣闊的應用前景。
生物特征識別是一種根據人體自身所固有的生理特征和行為特征來識別身份的技術。即通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統(tǒng)計學原理等高科技手段密切結合，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）來進行個人身份的鑒定。生物特征識別技術具有不易遺忘、防偽性能好、不易偽造或被盜、隨身攜帶和隨時隨地可用等優(yōu)點。
指靜脈認證技術介紹
指靜脈識別是利用每個人手指內部的靜脈圖案各不相同這一特點進行認證的。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手指透射過來的光來獲取手指內部的靜脈圖像，進而進行生物特征的識別。其中的關鍵在于流經靜脈的紅血球中的血紅蛋白對波長在700-1000納米附近的近紅外線會有吸收作用，導致近紅外線在靜脈部分的透射較少，當近紅外線透射以后，靜脈在圖像傳感器感應的影像上就會突出顯示，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。
日立制作所最初開發(fā)的指靜脈認證產品是將手指伸進認證設備中進行出入管理，產品結構是：上方設置LED光源照射手指，在手指下方用攝影元件拍攝靜脈圖像進行認證,如圖1所示。
然而，因為認證時手指要從光源和圖像傳感器之間穿過，有些用戶將手指放進設備中會感覺不舒服，同時光源處于上方也限制了設備的體積?；谝陨显?，又研究開發(fā)了將光源設置在手指左右以開放手指上方空間，手指放在設備上面便可以進行認證的系統(tǒng)出現了，該設備的體積得到了進一步的縮小，可以嵌入到ATM機等設備中，如圖2所示。在這個新系統(tǒng)中，光源被放置在手指的兩側，近紅外線從側面照射手指，在手指內發(fā)生光的散射，最后，光線穿過指腹到達圖像傳感器，從而形成靜脈圖像進行認證。
從2004年起，指靜脈產品繼續(xù)向小型化的方向發(fā)展，隨后能嵌入到筆記本電腦和PDA內的指靜脈認證模塊被研發(fā)上市，其長寬高分別為39mm×34mm×15mm（如圖3所示）。隨著技術的不斷升級，可以預見，指靜脈認證設備將來能夠內嵌到更多更小的電子產品和設備中。
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指靜脈技術的應用
指靜脈技術有著很廣泛的應用領域，在各種對安全性有較高要求的場合都能很好的工作。指靜脈最初的應用領域是門禁考勤，然后迅速拓展到PC安全登錄的應用和金融安全領域。
ATM機安全認證的指靜脈認證系統(tǒng)就是針對金融安全領域所而研發(fā)出來的。由于指靜脈認證設備體積小，很適合裝載在ATM機上，另外，指靜脈技術處理數據速度快，認證時間短，能夠滿足人們對ATM機認證技術的需求。該ATM機具備插智能卡的設備，用戶的指靜脈信息被加密保存在智能卡上，在使用過程中，用戶通過指靜脈認證設備輸入本人的指靜脈信息，ATM機可以通過和智能卡上的指靜脈信息進行比較來驗證該用戶是否為銀行的合法用戶。由于指靜脈認證模塊的ATM機優(yōu)勢明顯，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）。
生物識別技術產品的選型
生物識別技術發(fā)展到現在，已經是多種技術共存，多種產品共存的市場狀況，目前比較流行的生物識別技術主要包括：指紋識別、虹膜識別、人臉識別技術、聲音識別技術、指靜脈識別技術、掌靜脈識別技術等。這些識別技術目前都已經發(fā)展得很成熟，而且各種技術、各種產品都有其自身的優(yōu)缺點，面對眾多的生物識別技術和產品，本文認為應該根據具體的應用需求，重點考慮以下幾個方面進行生物識別產品的選型：
識別的精確度
識別的精度一般用誤識率FAR和拒識率FRR兩個指標來衡量，誤識率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。誤識率FAR和拒識率FRR是成反比的關系。為安全起見，拒識別是一種可以忍受的現象，而發(fā)生誤識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，選擇生物識別產品和使用過程中，都會在保證一個較低的誤識率以符合安全要求的基礎上，盡量降低拒識率。
識別的速度
識別速度是需要重點考慮的一個指標，用戶不可能忍受為可靠安全地進入一道門而等待較長的時間。在保證可靠性、準確性和安全性的前提下，識別速度越快越好。
設備的尺寸大小
設備的體積，傳感器的采集面積，都會影響技術的部署和用戶的使用。目前，指紋、指靜脈識別產品的體積都比較小，便于攜帶。
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穩(wěn)定性
穩(wěn)定性是指識別特征是會否隨著環(huán)境和時間的變化而發(fā)生變化，是否能保持同一性。指紋識別的穩(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；人臉識別的穩(wěn)定性較差，除受到年齡、傷害等方面的影響以外，對飾物、采樣角度等環(huán)境因素也非常敏感，聲音識別穩(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，而且不會隨著年齡的增長而發(fā)生變化；指靜脈和掌靜脈識別的穩(wěn)定性比較高，受年齡和人身體狀況的影響較小。
產品應用環(huán)境
所有的生物識別技術和產品都包括生物個體的生物特征采集和特征比對的過程，如果在生物特征采集過程中得到的特征模板不準確，它將影響其后的特征識別的準確度，從而造成識別產品的識別精度不準確的后果。產品的應用環(huán)境是影響生物特征采集的重要因素之一，所以在產品技術選型時要充分地分析產品適用的運行環(huán)境，如照明、溫度、濕度、噪音等等。比如人臉識別產品，人臉模式隨光照變化的類內差異使其對于環(huán)境的光線和光照的強度就比較敏感，指紋識別產品，會受運行環(huán)境的灰塵度和濕度的影響，手指表面的干凈程度也會影響識別的準確度；聲音識別產品，對于背景噪音的分貝數有一定的要求，聲音識別在嘈雜的環(huán)境下是不可靠的；指靜脈和掌靜脈是人體內部結構，體內結構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，而且指靜脈識別設備采用的是專用光源，屏蔽了環(huán)境光的影響，白天、黑夜、室內室外都有很好的識別結果，所以它非常適用于公共大眾的應用環(huán)境。
產品的成本
生物識別產品的成本也是影響用戶使用的一個重要方面，價格高的識別產品會影響它的接受程度。
幾種主要的生物識別技術的以上指標比較情況請參見表1。
綜合來看，指靜脈認證技術在各方面都有很好的性能，加上指靜脈技術較少受應用環(huán)境的影響，說明指靜脈技術具備很好的技術優(yōu)勢，符合大多數的應用需求，將來會有很廣泛的應用前景。
結語
本文介紹了指靜脈認證產品的發(fā)展狀況和應用領域。指靜脈技術在迅速的發(fā)展，產品的類型也在不斷的豐富之中，其應用領域已經從門禁考勤、PC安全登錄迅速擴展到金融等高安全需求的領域。由于指靜脈認證技術在識別精確度、識別速度、設備尺寸、穩(wěn)定性、應用環(huán)境等方面都具備優(yōu)異的性能，相信在不久的將來會有更廣泛的應用前景。
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