一、生物识别引领21世纪
经济日新月异的增长和科学技术突飞猛进的变革带领着人们进入了高科技的21世纪，21世纪已发展成为以尖端生物识别为主的时代。人们将生物识别系统从一种精密分辨人类特征的学问，转化成一项生产技术，制成相关产品服务于现实生活。生物识别技术是利用人体生物特征和活动性进行身份认证的一种特定技术，细分为生理特征和行为特征。经过大量的实验证明，生物特征是唯一的，且与任何人毫不相同，是可自动识别并被测量与验证的生理特性或行为方式。基于生物识别是利用人自身的生物特征，不存在遗忘或丢失的问题，也很难被窃取，于是，针对这些特点，科研人员利用人体的各部位特征纷纷研发各种生物识别技术。它是采用自动技术测量其身体特征或者个人行为特点，并将这些特征或特点与数据库的模板数据进行比较，完成认证的一种解决方案，从而进行身份验证。生物特征识别技术具有的优势是：对于绝大多数人来说，永不消失、不会遗忘。而密码识别技术可能遗失、可能被窥视、可能被破解；所有物识别技术：可能遗失、可能被盗、可能被复制。
依据人的生物特征的生理特性或行为方式可分为多种生物身份识别。生理特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等；行为特性有签字、声音、按键力度等。根据人体生理特征的不同，目前已经有指纹识别、虹膜识别、面相识别、掌纹识别、声纹识别、静脉识别、脑波识别等各种不同的识别方法。
目前，由于指纹识别在生物识别技术领域中起步较早，并随着指纹识别系统走出金融、政府、机场等要害行业，越来越多的出现在智能化楼宇、PC电脑等企业级民用领域，使得指纹识别成为目前应用最多、市场份额最大的一类生物识别技术。有统计数据表明，2005年中国生物识别市场的年度销售量约为165000台套左右，其中超过96％为指纹识别产品。但在现实应用中，指纹识别也存在一些问题。当要进入办公室时，手指在指纹门禁系统上按了很多次，却总是打不开门锁；指纹纹路浅的人及体力工作者指纹难以识别；识别率不高等等。由于指纹识别技术对环境的要求很高，对手指的湿度、清洁度等很敏感，这些都会影响到识别的结果。基于指纹识别技术存在着种种弊端，科研人员最新研发了静脉识别系统，它是目前世界上最先进的利用人体生物特征进行身份认证的一种技术。
二、生物识别最新科技——静脉识别
静脉识别安防管理系统的原理是根据血液中的血红素有吸收红外线光的特质，将具红外线感应度的小型照相机对着手指进行摄影,即可将照着血管的阴影处摄出图像来。将血管图样进行数字处理，制成血管图样影像。静脉识别系统就是首先通过静脉识别仪取得个人静脉分布图，从静脉分布图依据专用比对算法提取特征值，通过红外线CCD摄像头获取手背静脉的图像，将静脉的数字图像存贮在计算机系统中，将特征值存储。静脉比对时，实时采取静脉图，提取特征值，运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，同存储在主机中静脉特征值比对，采用复杂的匹配算法对静脉特征进行匹配，从而对个人进行身份鉴定，确认身份。全过程采用非接触式。
静脉识别技术已经成为当今数字生活中一种身份鉴别系统，也有人预言它是未来生物识别技术的主流之一。由于在已经投入使用的生物识别技术中，比较多的是指纹识别和虹膜识别，而这种通过分析人体皮肤下面的静脉血管分布情况来识别主人身份的技术，大多数人都未曾了解过。下面我们将静脉识别技术与其他技术进行对比，总结其具有的优势。首先我们来分析原有识别技术存在的弊端：
1.指纹识别技术对环境的要求很高，对手指的湿度、清洁度等都很敏感，脏、油、水都会造成识别不了或影响到识别的结果；某些人或某些群体的指纹特征少，甚至无指纹，所以难以成像；对于脱皮、有伤痕等低质量指纹存在识别困难、识别率低的问题, 对于一些手上老茧较多的体力劳动者等部分特殊人群的注册和识别困难较大；每一次使用指纹时都会在指纹采集头上留下用户的指纹印痕，而这些指纹痕迹存在被用来复制指纹的可能性；每一次指纹识别摩擦采集时，日积月累会造成设备的磨损；指纹识别时方向要求较高，方位要正,不要斜着刷，用指肚而不是指尖，否则识别不上；指纹识别设备成本仍然较高等；指纹识别的采集点少，识别率较低。
2.虹膜识别技术一个最为重要的缺点是它没有进行过任何的测试，当前的虹膜识别系统只是用统计学原理进行小规模的试验，而没有进行过现实世界的唯一性认证试验；对于盲人和眼疾患者无能为力，无法识别；设备体积较大，未来也很难将图像获取设备的尺寸小型化；因聚焦的需要而需要昂贵的摄像头，一个这样的摄像头最低报价为4000美元，系统成本过高；使用时需要比较好的光源；对黑眼睛识别比较困难；镜头可能会使图像畸变而使得可靠性大为降低；使用者容易存在心理上的排斥感。
3.人脸识别的使用固然简便，它不需要被动配合，可以用在某些隐蔽的场合，利用已有的人脸数据库资源，可更直观、更方便地核查该人的身份，成本也比较低，但其缺点也是显而易见的。人脸的差异性并不是很明显，误识率可能较高；对于双胞胎，人脸识别技术不能区分；人脸的持久性差，例如长胖、变瘦、长出胡须等；人的表情也是丰富多彩的，这也增加了识别的难度；人脸识别受周围环境的影响较大。由于这些困难，人脸识别的准确率不如其他技术。
相比之下，静脉识别有效的解决了这些问题的存在，它所具有的特点是：
一是通过列证和收集数据证明所有人的静脉是不同的理论，完全相同静脉特征的人几乎没有，即使是长相非常相像的双胞胎的静脉图形也不会相同，而且这种差异将会在他们的一生中都不会消失。在成长过程中，静脉也在成长，然而静脉不会发生根本性变化。在成年阶段，静脉是稳定几乎不发生变化。即使在成长过程中，静脉也随时间在成长，但静脉的成长变化非常缓慢，为适应此种缓慢的变化，静脉识别系统有一种“动态模型更新”功能，在每次比对时，使用者的静脉图形数据会得到更新，“动态模型更新”功能使得静脉识别系统对身份识别更准确。
二是由于静脉分布藏匿于身体内部，其特征属天赋密码，不会遗失，不会遗忘，使用简便。所以不存在仿制或失窃的风险，由于不排除凶残的歹徒可能会不择手段，将目标人的静脉载体砍下来通过测试，系统设备已设计成只能扫描有温暖血液流过的静脉血管，只有活体才能识别，因而断指将会失效，所以不存在被盗的可能性。
三是高精密判断，不受外部污染、轻伤影响，人类手部表面的皮肤条件不会对认证工作造成影响，识别速度快。对于被其他物体覆盖、脱皮、有伤痕、一些手上老茧较多的体力劳动者等的皮肤以及无法辨识的毁伤肌肤识别起来不会受到干扰、不存在识别率低的问题,而且速度极为迅速。
四是静脉识别系统对手指的湿度和温度的变化不敏感，对手指清洁度没有要求，不会受脏、油、水等因素的影响，也减少了误读的可能。
五是非侵入性和非接触性成像技术对红外线的采用，可以确保使用者的便捷性和清洁性。不需要直接接触，使用者只要将手掌展开，在识别器上晃一下即可。非接触性使用方式，不会被复制，不会被窥视，使用更安全。而且非接触性在减少设备被污染的同时，也避免了细菌的交叉传播，既卫生又安全，容易被大众接受，非常适用于公共场所使用，并且极大的提高了识别速度。举例来说，在传染病流行的时间内，这种非接触性的感应方式是最安全的，甚至在医院的开刀房，医生都可以戴着外科手套通过感应进行身份认证。
六是由于静脉形状的相对稳定性和捕捉影像清晰性，所以可对低分辨率相机拍摄的图样资料进行小型的简单数据影像技术处理。所以准确率比指纹识别还高。实验显示，其无法识别的几率仅有0.01％，识别错误的概率则只有0.00008％，识别率已经达到了99.9%。
七是设备使用红外光，不需辅助光。使用时不受天气地点的影响，夜里或树阴下光线不足时，红外光线都会自动扫描，一般在晴天和多云天气下，静脉识别装置都可正常使用。实验证明，通过红外线摄像机采集静脉图科学稳定。
目前，静脉识别技术分为两种：一种是手背静脉识别，一种是手指静脉识别。二者各自具有优势:较之于手背的静脉认证，手指静脉识别的设备工艺要求高，体积较小。手指静脉认证的可信度较高。而且，相比手背认证，手指认证有更多保障。手只有两只，而手指却有十根。极端的话，将两手十指共十份的数据注册后，即使受伤有几根手指不能使用也没有关系。
而相较于手指静脉识别，手背静脉识别的范围更大，准确率也比更高，位移偏差较小，采集容易。相对的，安全性比手指静脉识别率更高，但设备体积较大。手背静脉识别的错误接受率低于0.00008%，错误拒绝率为0.01%。提供使用者高度的保障与准确识别率。
三、静脉识别的传统使用与更新
静脉识别系统由于识别率高，拒真率低，使用方便，识别速度快，受环境干扰小等一系列优势，其适用范围很广。静脉识别将给整个安全防范行业带来一次革命，还将引起以下多个及其他相关行业和交叉领域的变革。
门禁：静脉识别系统可以用于各种重点、高要求场所，用于身份识别和安全防范。从政府机关到军事重地，从企事业单位到家居小区。如可以防止泄漏公司信息，并可阻止未能通过认证的人员进入家中或办公楼内。这种系统还可与公司员工卡或防盗监视器配合使用，以便实施多重安全性能控制。
电子设备的登录：个人电脑甚至手机如果内置了指纹扫描识别设备，用户就可将自己的静脉设置为所使用电子设备的登录认证工具，以便防止非法访问或泄漏自身电脑或手机内的相关信息，极大提高了这些产品的安全保密性。此外，这种静脉认证技术也可用于集中收集信息，从而实现更为有效的信息管理。而且静脉识别技术不会因为被采集者的纹路较淡或皮肤受损而影响识别，这种最新的依靠静脉分布图来作为识别标准的新技术正慢慢步入技术成熟期。
银行业变革：静脉识别技术消除了银行卡或密码的丢失、失窃或伪造引发的相关问题。银行也可利用静脉认证系统对柜台和金库进行有效管理。人们可以不带卡，直接以手作为指令取钱，也可以插卡，凭静脉确认，不存在卡的丢失、被盗、被复制以及密码泄漏的损失。
四、静脉识别在国内外市场的应用
目前我国生产静脉识别系统的厂家主要有深圳市科安信有限公司、深圳市中电视讯有限公司、上海道肯奇科技有限公司、北京中航昊天科技有限公司、深圳市海蓝德科技有限公司等多家企业。除了深圳市科安信有限公司生产手指静脉识别外，其他企业研发的都是手背静脉识别。由于静脉识别在我国的应用还处于起步阶段，已生产产品的种类数量较少，该技术的生产主要集中在门禁领域的产品。同时，这些产品的应用范围还不是很广泛，主要集中在重要的高要求场所。在这种市场的初期，由于人们的知晓程度与了解程度不高，概念的普及与产品的推广需要一定的时间，市场还在开发阶段，产品初期的成本价格较高。应用于各类场所用于身份认证和识别：政府机关、军警机关、金融机关、科研、电视台等重点、高要求场所和企事业单位、家庭等。但随着研发的深入，这项技术可以应用到更多不同的领域。
静脉识别系统在我国的成功应用是第十一届世界女子垒球锦标赛。作为北京奥组委确定的42场奥运测试赛首场比赛，这场比赛中，任何人进出场馆安保中枢，均需伸手接受“手背静脉门禁系统”检测。这是第一次在比赛中使用了手背式静脉门禁系统。此次赛事突出了科技安保意识，在安保指挥中心的大门设置了手背式静脉门禁系统，要想通过这个系统，要过三关，一是检测手背上静脉的形状和走向，二是要检测每条静脉的宽度，三是要检测血管内血流的速度。手背式静脉门禁系统的出错率低于百万分之一，而且只能识别活体，即使采用其他材料进行仿造，也无法达到以假乱真的效果。媒体和其他注册人员进入场内，除了人工查验外，还必须通过身份识别系统的验证。注册人员靠近感应区，上方的电脑屏幕立即能显示注册人的相关信息。如果无法显示注册信息或者拿他人证件，都将被拒之门外。五天的举办期间现场内外秩序良好，安保工作获得了观众、参赛队以及媒体的赞赏。
据深圳市科安信有限公司技术研发人员王刚介绍，静脉识别技术在我国目前还处于起步与发展阶段，产品的体积还比较大，但随着技术与工艺的提高，这一弊端将逐步解决，体积会越做越小。另外静脉识别在我国的应用也将逐步发展，从目前主要集中在门禁领域发展到银行业、电子产品领域，只要有模块，用于识别类的产品就容易生产出来。
在率先研制静脉识别系统成功的日本，对于该项技术与系统的使用已经达到了高速发展的阶段：已有上万家企业采用基于静脉识别技术的安全保密系统。如东京银行用于ATM以及柜台的身份认证、保险箱及电脑系统登录；日本千叶工业大学则应用于个人资料查询，如成绩单、上课记录、出入管理、图书借阅等; 东京大学医院用于资料室的出入管制等等;日本主要的财务组织、学校、实验室、政府机关以及私人企业所引用，至今已经超过10,000个单位使用手掌静脉识别系统，其中6,000家是属于主要公立及市立的银行，4,500家应用在企业行号的设备上，1,000个应用在电脑登入上，300个应用在机关行号以及民宅大厦的门禁管理上。
另外，利用手指静脉识别技术的特点，日本日立公司已开发出一套新型汽车安全系统，当司机拉车把手时，安装在车把手后面的一个传感器利用近红外线识别一个人手指上的静脉纹理图案。系统便可识别司机手指中静脉构成的独特图案。而且车把手的独特设计能引导司机的手正好进入他每次打开车门的位置，保证系统每次读取数据时手指静脉都在同一位置。静脉图案对不上号，即使偷车贼有汽车钥匙，他也打不开汽车，这样偷车贼便无计可施了。
静脉识别设备的另一研究方向是综合多种技术于一身，支持系统升级，支持多种锁类。比如对于带有静脉识别技术的ATM机着眼的不仅仅是现在能够得到应用的技术。研发人员表示，由于今后利用手机代替信用卡提款，或者应用非接触技术的IC卡等必将得到广泛应用，所以这种提款机也“未雨绸缪”地备有与这些新设备相对应的接口。举个例子说，手指静脉认证传感器同时也可以作为针对非接触IC卡技术的读写器，或者用以蓝牙、红外线传输，或者代替现金卡的相应手机等，方便各领域使用。
21世纪是生物智能的时代，多种生物识别技术的存在需要人们做出理性的选择，需知没有哪一项技术是绝对完美的，人们应根据自身需求、经济承受能力、设备的使用者、技术的安全性等一系列因素来选购产品；科研人员也应依靠自主研发，提高国内产品的技术和功能，提高识别率、减小误差，从而真正使人们步入生物智能时代，愿生物识别技术发展得更快更好！
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