非接觸式掌紋掌靜脈識別技術介紹

 

非接觸式掌紋掌靜脈識別技術是新一代多模態、高精度、活體生物特征識別技術。 

      掌紋是手掌皮膚上所有紋路的統稱,主要包括乳突紋、主線和皺褶。掌紋具有唯一性,即人的掌紋千差萬別,沒有任何兩個手掌是完全相同的。由于掌紋的這一特點,人們可以利用掌紋進行身份鑒別。掌紋識別就是根據人手掌上的有效信息來識別哪些掌紋圖像是來自同一只手掌,哪些掌紋圖像是來自不同的手掌,從而達到身份識別的目的。掌紋識別是近年來新興的一種身份識別方法,是對現有人體生物特征識別技術的重要補充。和其他的生物識別技術相比,掌紋識別具有很多獨有的特點: 

1) 與人臉等生物特征相比,掌紋圖像獲取的條件較易控制,較少地受到光線、表情、化妝等干擾,并能有效處理雙胞胎等情況,故能較好地保證掌紋識別系統的識別精度; 

        2) 與虹膜以及視網膜等生物特征相比,掌紋的采集方式更為便捷,采集設備更為低廉、耐用; 

3) 與指紋類似,手掌上也布滿了乳突紋,但手掌區域卻比手指區域大的得多,因而它含有比指紋更為豐富的可區分信息; 

4) 手掌上分布有幾條大的主線和很多的皺褶線,這樣的線特征是掌紋所獨有的,具有很強的區分能力和抗噪聲能力,并且可以在低分辨率、高噪聲的掌紋圖像中提取出來; 

5) 和簽名等動態行為特征相比,掌紋特征非常穩定,這使得它在身份識別中能獲得比簽名更高的識別精度。 

然而,掌紋識別技術也有以下不足:掌紋特征暴露在外,較容易被非法獲取并偽造;掌紋識別不具有活體認證功能;為了保證手掌特征區域的切割精度,通常掌紋采集方式與指紋類此,都采用接觸式采集器,因此公共場所使用掌紋識別存在衛生隱患。 

除了手掌的掌紋特征以外,人們還利用手掌靜脈來進行個體的身份鑒別。靜脈識別是用近紅外光源對人體手掌進行照射,利用血液中血紅素對近紅外光具有較強的吸收特性,使得近紅外光照射后的手掌圖像會在皮下靜脈處呈現較暗的紋路,利用該靜脈特征也可以進行身份識別。靜脈識別的主要特點是非侵入式的圖像采集,并且靜脈特征在可見光下無法獲取,具有較強的隱蔽性和防偽性,因此靜脈識別技術具有一定的較強的防偽能力,同時還具有活體驗證功能(只有活體手掌才具有靜脈特征)。但是,掌脈識別也有自身的缺陷,因為靜脈較粗,信息量較掌紋少很多,同時因個體差異,有些人的皮下靜脈特征并不明顯(例如脂肪較厚的人),因此單一掌靜脈識別,其精度無法得到保障。 

結合掌紋和掌靜脈識別方法的特點,可以進行非接觸式多光譜活體手掌別技術的研究。非接觸式掌紋掌靜脈識別技術既繼承了掌紋識別的高精度,同時又引入了活體手掌皮下靜脈信息作為特征,從而使系統的識別精度、活體驗證、防偽能力大大提高。 

非接觸式掌紋掌靜脈識別技術采用獨創的專用多光譜傳感器,利用多光譜成像技術,巧妙地實現了采集同一個手掌在同一時刻不同光譜下的圖像。不但實現了完全的非接觸式操作,而且在不同的光譜下采集了同一個手掌的完全不相關的兩種生物特征——掌紋和掌靜脈,掌紋和掌靜脈圖像如下圖所示。 

                                             

                                                  掌紋圖像                                                    掌靜脈圖像 

雙目多光譜手掌圖像專用傳感器 

本技術專門設計了一種雙目圖像傳感器,可清晰地獲取到手掌掌紋的可見光圖像和手掌皮下靜脈的紅外光圖像。 

采用非接觸式手掌采集方式 

用戶進行采集和識別時,無需接觸,使用更加自由、高雅、安全、衛生。 

采用掌紋和掌靜脈圖像特征提取與融合的識別方法 

技術采用先進的快速遞歸二維各向異性濾波算法對掌紋和掌精脈圖像進行特征編碼,并利用貝葉斯決策對掌紋掌靜脈特征編碼進行識別決策融合。因此本產品較單一特征的識別技術具有更高的識別精度和安全性。 

系統具有活體檢測能力 

本產品將手掌靜脈作為身份認證的特征之一,手掌靜脈的成像緣于血紅蛋白對近紅外光良好吸收作用,因此活體手掌紅外圖像中會呈現清晰的靜脈造影,而非活體手掌的紅外圖像中則沒有該靜脈信息,因此本產品具有良好的活體鑒別能力。  

 

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