詳細(xì)分析智能門鎖中所用到的五大生物識別技術(shù)

生物識別技術(shù)是目前最為方便與安全的識別技術(shù)，利用生物識別技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)定，安全、可靠、準(zhǔn)確。此外，生物識別技術(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)自動化、智能化管理。因此生物識別認(rèn)證技術(shù)較傳統(tǒng)認(rèn)證技術(shù)存在較大的優(yōu)勢。

所謂生物識別技術(shù)就是，通過計(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）來進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。

生物識別技術(shù)，是依靠人體的身體特征來進(jìn)行身份驗(yàn)證的識別技術(shù)。其因?yàn)榫哂胁粫G失、不會遺忘、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的的五大生物識別技術(shù)

每個(gè)指紋都有幾個(gè)獨(dú)一無二可測量的特征點(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)立可測量的特征。指紋識別技術(shù)通過分析指紋可測量的特征點(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，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)造指紋識別技術(shù)。這是生物識別陣營中的中流砥柱，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，這也是指紋識別技術(shù)能夠占領(lǐng)大部分市場的一個(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)都可以保證不存儲任何含有指紋圖像的數(shù)據(jù)，而只是存儲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、識假率方面有著很大的提升空間。

人臉識別，是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識別的一種生物識別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進(jìn)而對檢測到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)，通常也叫做人像識別、面部識別。

人臉與人體的其它生物特征（指紋、虹膜等）一樣與生俱來，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

使用方便，用戶接受度高人臉識別技術(shù)使用通用的攝像機(jī)作為識別信息獲取裝置，以非接觸的方式在識別對象未察覺的情況下完成識別過程。

直觀性突出人臉識別技術(shù)所使用的依據(jù)是人的面部圖像，而人臉無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。

識別精確度高，速度快與其它生物識別技術(shù)相比，人臉識別技術(shù)的識別精度處于較高的水平，誤識率、拒認(rèn)率較低。

不易仿冒在安全性要求高的應(yīng)用場合，人臉識別技術(shù)要求識別對象必須親臨識別現(xiàn)場，他人難以仿冒。人臉識別技術(shù)所獨(dú)具的活性判別能力保證了他人無法以非活性的照片、木偶、蠟像來欺騙識別系統(tǒng)。這是指紋等生物特征識別技術(shù)所很難做到的。舉例來說，用合法用戶的斷指即可仿冒合法用戶的身份而使識別系統(tǒng)無從覺察。

使用通用性設(shè)備人臉識別技術(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，因此對于多數(shù)用戶而言使用人臉識別技術(shù)無需添置大量專用設(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，因而無疑是最容易獲得的。

成本較低，易于推廣使用由于人臉識別技術(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)，與其它生物識別技術(shù)相比，人臉識別產(chǎn)品具有很高的性能價(jià)格比。

概括地說，人臉識別技術(shù)是一種高精度、易于使用、穩(wěn)定性高、難仿冒、性價(jià)比高的生物特征識別技術(shù)，具有極其廣闊的市場應(yīng)用前景。

缺點(diǎn)

面部識別被認(rèn)為是生物特征識別領(lǐng)域甚至人工智能領(lǐng)域最困難的研究課題之一。面部識別的困難主要是面部作為生物特征的特點(diǎn)所帶來的。

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)對于利用面部進(jìn)行定位是有利的，但是對于利用面部區(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，面部的視覺圖像也相差很大，另外，面部識別還受光照條件（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。

每一個(gè)虹膜都包含著一個(gè)獨(dú)一無二的基于像冠、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)。虹膜識別技術(shù)是利用虹膜終身不變性和差異性的特點(diǎn)來識別身份。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)人的身份識別對象。

虹膜測定技術(shù)可以讀取 266 個(gè)特征點(diǎn)，而其他生物測定技術(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)，虹膜識別的認(rèn)假率為 1/1500000，高于指紋識別的1/50000，更適合作為“密碼”。而虹膜識別又屬于非接觸式的識別，識別非常方便高效。

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；

無法復(fù)制，虹膜信息為密碼，不可復(fù)制；且每一次活動，都可自動記錄，便于追溯、查詢，非法情況則自動報(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所，可以只采用輸入密碼的方式，但在重要場合，則禁止使用密碼，只采用虹膜識別方式，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)可以保留原來的鎖，但其機(jī)械運(yùn)動件減少，且運(yùn)動幅度小，門栓的壽命更長；系統(tǒng)免維護(hù)，并可隨時(shí)擴(kuò)充、升級，無須重新購置設(shè)備。長遠(yuǎn)來看，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)自動虹膜識別系統(tǒng)包含硬件和軟件兩大模塊：虹膜圖像獲取裝置和虹膜識別算法。分別對應(yīng)于圖像獲取和模式匹配這兩個(gè)基本問題。

人類語言的產(chǎn)生是人體語言中樞與發(fā)音器官之間一個(gè)復(fù)雜的生理物理過程，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。這也使得聲紋識別也可以稱為身份認(rèn)證的一種方式。

所謂聲紋識別，是通過用電聲學(xué)儀器顯示的攜帶言語信息的聲波頻譜來識別身份。聲紋識別非常適合遠(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。

獲取語音的識別成本低廉，使用簡單，一個(gè)麥克風(fēng)即可，在使用通訊設(shè)備時(shí)更無需額外的錄音設(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。

靜脈識別系統(tǒng)一種方式是通過靜脈識別儀取得個(gè)人靜脈分布圖，依據(jù)專用比對算法從靜脈分布圖提取特征值，另一種方式通過紅外線 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。靜脈比對時(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)化手段對數(shù)字圖像提取特征，采用復(fù)雜的匹配算法同存儲在主機(jī)中靜脈特征值比對匹配，從而對個(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，抗干擾性好。

可實(shí)現(xiàn)非接觸式測量，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，但仍然存在無法成功注冊登記的可能。

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)相對復(fù)雜，制造成本高。