生物識(shí)別技術(shù)在門(mén)禁中帶來(lái)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

       生物識(shí)別技術(shù)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(shí)隨地可用等優(yōu)點(diǎn)。但是面對(duì)市場(chǎng)上形形色色的生物識(shí)別裝置，對(duì)于門(mén)禁系統(tǒng)，使用者又該如何選取適合實(shí)際應(yīng)用的設(shè)備呢？

　　生物識(shí)別技術(shù)，就是通過(guò)各種生物特征采集傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性（如指紋、掌形、虹膜、靜脈等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份認(rèn)證的技術(shù)。

　　傳統(tǒng)的身份鑒定方法包括身份標(biāo)識(shí)物品（如鑰匙、證件、ID卡等）和身份標(biāo)識(shí)知識(shí)（如密碼），由于主要借助體外物，一旦證明身份的標(biāo)識(shí)物品和標(biāo)識(shí)知識(shí)被盜或遺忘，其身份就容易被他人冒充。

　　生物識(shí)別技術(shù)比傳統(tǒng)的身份鑒定方法更具安全、保密和方便性。生物特征識(shí)別技術(shù)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(shí)隨地可用等優(yōu)點(diǎn)。但是面對(duì)市場(chǎng)上形形色色的生物識(shí)別裝置，對(duì)于門(mén)禁系統(tǒng)，如何選取適合實(shí)際應(yīng)用的設(shè)備是一個(gè)困擾許多業(yè)主和集成商的問(wèn)題。在做具體的選擇之前，通常會(huì)用以下幾條要求來(lái)評(píng)估一種生物識(shí)別技術(shù)的成熟度。

　　通用性：每個(gè)人都必須具備類似的生物特征;

　　獨(dú)特性：生物的特征對(duì)于生物個(gè)體的區(qū)分度;

　　永久性：此生物特征不會(huì)隨時(shí)間而產(chǎn)生大的變化;

　　可采集性：此生物特征必須易于獲取;

　　識(shí)別性能：設(shè)備可達(dá)到的識(shí)別準(zhǔn)確度、識(shí)別速度以及穩(wěn)定性;

　　接受度：終端用戶對(duì)此類識(shí)別方式的接受度。

　　依據(jù)以上幾條特性，可以對(duì)目前市面上常見(jiàn)的一些技術(shù)做以下分析。

　　指紋

　　指紋是指人類手指上的條狀紋路，它們的形成依賴于胚胎發(fā)育時(shí)的環(huán)境。目前，許多國(guó)家都將指紋作為官方采集的個(gè)人信息數(shù)據(jù)存入身份識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)中，成為司法部門(mén)作身份鑒定的一種手段。

　　作為最傳統(tǒng)、最成熟的生物鑒定技術(shù)，指紋有以下兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性，從胎兒在6個(gè)月時(shí)指完全形成到人死后尸體腐爛，指紋的紋線類型、結(jié)構(gòu)、統(tǒng)計(jì)特征的總體分布等始終沒(méi)有明顯變化;獨(dú)特性，至今還找不出兩個(gè)指紋完全相同的人。

　　指紋比對(duì)通常采用特征點(diǎn)法，抽出指紋上凸?fàn)钋€的分歧或指紋中切斷的部分（端點(diǎn)）等特點(diǎn)來(lái)識(shí)別。最近幾年，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，指紋自動(dòng)識(shí)別的性能已有很大提高，通常情況下，識(shí)別一般只需1秒左右，錯(cuò)誤拒絕發(fā)生率小于2%，錯(cuò)誤接受發(fā)生率小于0.0001%。

　　但是，為了提高可靠性，指紋識(shí)別設(shè)備對(duì)手的擺放位置有一定的要求，此外，系統(tǒng)對(duì)手指的實(shí)際情況也有一定要求，對(duì)臟手指或干手指的識(shí)別率會(huì)降低。

　　對(duì)最終用戶而言，由于目前很多地方指紋已經(jīng)作為個(gè)人信息輸入到官方的身份數(shù)據(jù)庫(kù)中，在門(mén)禁系統(tǒng)中使用，如果管理不善，有泄漏個(gè)人信息的風(fēng)險(xiǎn)。

　　掌形

　　掌形識(shí)別是上世紀(jì)八十年代興起的一種技術(shù)，對(duì)于掌形進(jìn)行識(shí)別的設(shè)備是建立在對(duì)人手的幾何外形進(jìn)行三維測(cè)量的基礎(chǔ)上的。因?yàn)槊總€(gè)人的手形都不一樣，所以可以作為識(shí)別的條件。主要通過(guò)確定人手的幾個(gè)外形上的特征，包括手掌的長(zhǎng)度、寬度、厚度和表面積以及手指在不同部位的寬度、手指的長(zhǎng)度、手指的厚度和手指彎曲部分的曲率等來(lái)實(shí)現(xiàn)識(shí)別功能。這些數(shù)據(jù)提供了一套獨(dú)特的組合關(guān)系，保證了識(shí)別的快速、準(zhǔn)確、可靠。

　　通常情況下，掌形識(shí)別設(shè)備錯(cuò)誤拒絕發(fā)生率約為0.03%，而錯(cuò)誤接受發(fā)生率為0.1%，系統(tǒng)完成一次識(shí)別只需要1秒鐘。

　　指靜脈

　　指靜脈識(shí)別是一種利用近紅外線照射活體人手指靜脈，通過(guò)取得靜脈圖像并進(jìn)行編碼、認(rèn)證的技術(shù)。醫(yī)學(xué)研究證明，人類手指靜脈的形狀具有唯一性和穩(wěn)定性，即每個(gè)人的手指靜脈圖像都不相同，同一個(gè)人不同的手指的靜脈圖像也不相同;健康成年人的靜脈形狀不再發(fā)生變化，這就為指靜脈識(shí)別提供了醫(yī)學(xué)依據(jù)。與指紋識(shí)別技術(shù)相比，其隱藏在身體內(nèi)部，且要求活體指靜脈，所以被復(fù)制或者盜用的機(jī)會(huì)很小，被檢者心理抗拒性低，受生理和環(huán)境因素的影響小，克服了皮膚干燥、油污、灰塵、皮膚表面異常等因素，原始靜脈影像從被捕獲到數(shù)字化處理，整個(gè)過(guò)程不到1秒，并具可觸發(fā)的高準(zhǔn)確識(shí)別率（錯(cuò)誤拒絕發(fā)生率約為 0.01%，錯(cuò)誤接受發(fā)生率約為0.0001%）等多項(xiàng)重要的特點(diǎn)，使它在高度安全和使用便捷上遠(yuǎn)勝于指紋識(shí)別技術(shù)。

　　視網(wǎng)膜

　　視網(wǎng)膜識(shí)別原理是通過(guò)分析視網(wǎng)膜上的血管圖案來(lái)區(qū)分每個(gè)人。視網(wǎng)膜掃描是用低強(qiáng)度紅外線照亮視網(wǎng)膜，以拍攝下主要血管構(gòu)成的圖像。由于視網(wǎng)膜位于眼球的后面，因此采集過(guò)程需要用戶高度配合，以保證正確的照亮和對(duì)準(zhǔn)視網(wǎng)膜，并且要求站在2-3英尺的地方，保持靜止1-2秒的時(shí)間。更重要的是被辨識(shí)者對(duì)視網(wǎng)膜掃描技術(shù)的憂慮，擔(dān)心會(huì)影響眼睛健康。由于這些原因視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)并未成為生物識(shí)別技術(shù)中的主流技術(shù)。

　　虹膜

　　虹膜是瞳孔周圍的環(huán)狀顏色組織，它有豐富而各不相同的紋理圖案，構(gòu)成了虹膜識(shí)別的基礎(chǔ)。虹膜的形成由遺傳基因決定，人體基因表達(dá)決定了虹膜的形態(tài)、生理、顏色和總的外觀。到二歲左右，虹膜就基本上發(fā)育到了足夠尺寸，進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期。除極少見(jiàn)的反常狀況、身體或精神上大的創(chuàng)傷造成虹膜外觀上的改變外，虹膜形貌可以保持?jǐn)?shù)十年沒(méi)有多少變化，另外，由于虹膜的外部有透明的角膜將其與外界相隔離，因此，發(fā)育完全的虹膜不易受到外界的傷害而產(chǎn)生變化。虹膜識(shí)別技術(shù)是通過(guò)一種近似紅外線的光線對(duì)虹膜圖案進(jìn)行掃描成像，并通過(guò)圖案像素位的異或操作來(lái)判定相似程度。虹膜識(shí)別過(guò)程首先需要把虹膜從眼睛圖像中分離出來(lái)，再進(jìn)行特征分析，理論上找到兩個(gè)完全相同的虹膜的概率是120萬(wàn)分之一，這也是目前已知的所有生物識(shí)別技術(shù)中最為精確的。

　　虹膜識(shí)別因?yàn)樵O(shè)備復(fù)雜，掃描距離短，以及使用者心理上對(duì)健康的擔(dān)心，而未能在民用市場(chǎng)大量使用。

　　面部

　　面部識(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)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)到的人臉圖像采取一系列相關(guān)技術(shù)措施，包括人臉圖像采集、人臉定位、人臉識(shí)別預(yù)處理、記憶存儲(chǔ)和比對(duì)辨識(shí)，達(dá)到識(shí)別不同人的目的。

　　面部識(shí)別設(shè)備主要分析臉部形狀和特征，這些特征包括眼、鼻、口、眉、臉的輪廓、形狀和位置關(guān)系。因亮度及角度和面部表情各不相同，使得面部識(shí)別非常復(fù)雜。此外，面部識(shí)別系統(tǒng)對(duì)光線的直接照射——尤其是日光非常敏感，這種情況下錯(cuò)誤拒絕率會(huì)大大上升，有些情況下甚至根本不可能進(jìn)行識(shí)別。

　　為了測(cè)試目前市面上的生物識(shí)別技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中的表現(xiàn)，英國(guó)的國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室對(duì)幾種常見(jiàn)的生物識(shí)別技術(shù)做了一個(gè)獨(dú)立的第三方測(cè)試。

　　目前市面上常見(jiàn)生物識(shí)別技術(shù)基本上都能達(dá)到很好的實(shí)用程度，但沒(méi)有任何一種技術(shù)可以擁有對(duì)其它技術(shù)的壓倒性優(yōu)勢(shì)。

　　對(duì)實(shí)際項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，選擇合適的生物識(shí)別設(shè)備依賴于項(xiàng)目對(duì)識(shí)別設(shè)備的硬性需求以及一些隱性因素，比如最終使用者的情況，設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境，設(shè)備提供商的資質(zhì)以及設(shè)備實(shí)施的案例等等。

　　1、應(yīng)用場(chǎng)合：每種技術(shù)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，分別適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。例如，對(duì)于小型辦公場(chǎng)所，瞬時(shí)人流量不高，如用戶數(shù)量在一百人以下、指紋不受磨損、手指沒(méi)污漬的場(chǎng)合，建議使用指紋識(shí)別。對(duì)于工廠礦山，建筑工地或者數(shù)量大于一百人，建議使用掌形儀。在出入人員非常多的情況下，高級(jí)的臉型識(shí)別系統(tǒng)則可以大展身手。而在金融領(lǐng)域，或者一些高級(jí)實(shí)驗(yàn)室，靜脈和虹膜識(shí)別的應(yīng)用較廣泛。

　　2、安全要求：門(mén)禁是用來(lái)保障安全的，安全的級(jí)別有高有低，一個(gè)頂級(jí)的安全要求可能會(huì)用到最先進(jìn)的生物識(shí)別產(chǎn)品，像虹膜、靜脈等，也可以采用多種識(shí)別方式配合來(lái)提升其安全性，例如用門(mén)禁卡加生物識(shí)別設(shè)備。如果是一般的安全級(jí)別，則可以根據(jù)不同的生物識(shí)別設(shè)備的性能來(lái)選擇。

　　3、性能：對(duì)于生物識(shí)別設(shè)備的性能，向來(lái)都沒(méi)有一個(gè)可以準(zhǔn)確衡量的標(biāo)準(zhǔn)，所以，實(shí)際的實(shí)施案例以及設(shè)備的品牌對(duì)于最終的選擇起到很大的影響力。如果要求較高的情況下，選用經(jīng)過(guò)實(shí)際項(xiàng)目考驗(yàn)的設(shè)備會(huì)是一個(gè)比較好的選擇，在這種情況下，國(guó)外品牌會(huì)有一些優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗麄兊纳镒R(shí)別產(chǎn)品一般都有很長(zhǎng)的應(yīng)用歷史以及大量的實(shí)際案例。

　　4、系統(tǒng)集成：目前由于各種生物識(shí)別產(chǎn)品采用的生物識(shí)別算法的不同，生物識(shí)別產(chǎn)品針對(duì)于識(shí)別個(gè)體的生物識(shí)別模板也不盡相同，因此對(duì)于生物識(shí)別產(chǎn)品廠商而言，他們不能采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生物識(shí)別產(chǎn)品的模板管理，這就導(dǎo)致了不同的生物識(shí)別產(chǎn)品的輸出方式和協(xié)議不統(tǒng)一，有RS232、RS485、 TCP/IP等等接口方式。因此在為門(mén)禁系統(tǒng)集成生物識(shí)別設(shè)備時(shí)，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的集成可行性問(wèn)題，要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件接口、軟件接口、管理流程、系統(tǒng)操作等多方面進(jìn)行綜合的考慮，要充分考慮最終用戶的實(shí)際需求。

　　當(dāng)前，韋根協(xié)議已經(jīng)為絕大多數(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)產(chǎn)商所接受，實(shí)際上已經(jīng)成為門(mén)禁系統(tǒng)集成不同前端識(shí)別設(shè)備的一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，采用能夠輸出韋根協(xié)議的生物識(shí)別產(chǎn)品，對(duì)集成商有很大方便。但是，需要注意的是，由于韋根協(xié)議采用單方向的數(shù)字傳輸方式，其傳輸距離和傳輸信息內(nèi)容都受到影響，因此采用韋根協(xié)議的集成方式只適用于在門(mén)禁系統(tǒng)中加入生物識(shí)別讀頭。如果涉及到生物識(shí)別模板管理等等高級(jí)功能則需要采用RS485或者 TCP/IP等方式，對(duì)進(jìn)行生物識(shí)別設(shè)備進(jìn)行集中管理。

　　其次，生物識(shí)別產(chǎn)品的廠商多種多樣，大部分廠家產(chǎn)品的通訊協(xié)議都不同，門(mén)禁系統(tǒng)的廠商通常會(huì)找一些生物識(shí)別產(chǎn)品廠商進(jìn)行合作，將其通訊協(xié)議集成到門(mén)禁系統(tǒng)的管理平臺(tái)中，尤其是一些既提供生物識(shí)別設(shè)備，也提供門(mén)禁系統(tǒng)的廠商，通常，這類門(mén)禁系統(tǒng)能夠很好地整合生物識(shí)別產(chǎn)品。門(mén)禁系統(tǒng)的管理平臺(tái)具有能對(duì)生物識(shí)別產(chǎn)品進(jìn)行生物特征模板的管理、分配等功能，門(mén)禁系統(tǒng)控制器也能夠和生物識(shí)別產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)的通訊。

　　隨著生物識(shí)別產(chǎn)品的不斷問(wèn)世，其在門(mén)禁系統(tǒng)的應(yīng)用也必將會(huì)越來(lái)越多，生物識(shí)別產(chǎn)品的高安全性和非易失等特性正在被越來(lái)越多的用戶所認(rèn)同。在不久的將來(lái)，生物識(shí)別產(chǎn)品必將會(huì)成為門(mén)禁系統(tǒng)前端識(shí)別設(shè)備的強(qiáng)大力量，在安防領(lǐng)域也必將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越大的作用。