浅析指纹识别与指静脉识别的区别

　　21世纪是一个科技迅速发展的时代，新技术层出不穷，对于安全，人们的关注程度比任何时候都要高，我们的保密措施经过了由钥匙到密码再到IC卡的过程，而现阶段，为安全可靠的保密识别方式就莫过于生物特征识别技术了。

　　生物特征识别技术系统包括虹膜、人脸、人耳、指纹、掌纹、手形、静脉在内的几种生物特征识别技术，内容取材于作者以及国内外研究人员近几年来在生物特征识别方面的研究成果。主要包括两部分：部分为头部特征识别，包括虹膜识别、人脸识别和人耳识别；第二部分为手部特征识别，包括指纹识别、掌纹识别、手形识别和静脉识别。对每一种生物特征识别，分别按照预处理、特征提取、匹配分类等步骤介绍了国内外近些年的研究成果，并给出了发展趋势。生物特征识别技术正在成为一个蓬勃发展的领域，成为计算机工业的一个重要应用方向，也是 技术竞争为激烈的方向。

　　生物特征识别技术是通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，（如指纹、脸象、虹膜等）和行为 特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定。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特征身份识别。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。

　　指纹识别技术把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。每个人（包括指纹在内）皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是的，并且终生不变。依靠这种性和稳定性，我们才能创造指纹识别技术

　　由于指纹识别在生物特征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、机场等要害部门，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多、市场份额的一类生物特征识别技术。有统计数据表明，2005年中国生物特征识别市场的年度销售量约为 16.5万台套左右，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。

　　指纹识别技术的评价标准主要是拒登率（FTE）、拒识率（FRR）、误识率（FAR）、相等错误率（EER）。尽管不少指纹验证技术的提供厂商，通常宣称 他们的产品可以达到的指标为FRR<0.01%，FAR<0.001%。但从公开发表的学术论文和权威性的测试看，这样的指标很难达到。

　　指纹识别技术的原理

　　指纹其实是比较复杂的。与人工处理不同，许多生物识别技术公司并不直接存储指纹的图象。多年来在各个公司及其研究机构产生了许多数字化的算法（美国有关法律认为，指纹图象属于个人隐私，因此不能直接存储指纹图象）。但指纹识别算法终都归结为在指纹图象上找到并比对指纹的特征。 指纹的特征 我们定义了指纹的两类特征来进行指纹的验证：总体特征和局部特征。总体特征是指那些用人眼直接就可以观察到的特征，包括： 基本纹路图案 环型（loop）， 弓型（arch）， 螺旋型（whorl）。其他的指纹图案都基于这三种基本图案。仅仅依靠图案类型来分辨指纹是远远不够的，这只是一个粗略的分类，但通过分类使得在大数据库中搜寻指纹更为方便。 模式区（Pattern Area）模式区是指指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹是属于那一种类型的。有的指纹识别算法只使用模式区的数据。 Aetex 的指纹识别算法使用了所取得的完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别。 点（Core Point）点位于指纹纹路的渐进中心，它用于读取指纹和比对指纹时的参考点。 三角点（Delta）三角点位于从点开始的个分叉点或者断点、或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点。三角点提供了指纹纹路的计数和跟踪的开始之处。 式样线（Type Lines）式样线是在指包围模式区的纹路线开始平行的地方所出现的交叉纹路，式样线通常很短就中断了，但它的外侧线开始连续延伸。 纹数（Ridge Count）指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时，一般先在连接点和三角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。 局部特征 局部特征是指指纹上的节点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征--节点，却不可能完全相同 节点（Minutia Points）指纹纹路并不是连续的，平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或打折。这些断点、分叉点和转折点就称为"节点"。就是这些节点提供了指纹性的确认信息。 指纹上的节点有四种不同特性： 1. 分类 - 节点有以下几种类型，典型的是终结点和分叉点 A. 终结点（Ending） -- 一条纹路在此终结。 B. 分叉点（Bifurcation） -- 一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路。 C. 分歧点（Ridge Divergence） -- 两条平行的纹路在此分开。 D. 孤立点（Dot or Island） -- 一条特别短的纹路，以至于成为一点 E. 环点（Enclosure） -- 一条纹路分开成为两条之后，立即有合并成为一条，这样形成的一个小环称为环点 F. 短纹（Short Ridge） -- 一端较短但不至于成为一点的纹路， 2. 方向（Orientation） -- 节点可以朝着一定的方向。 3. 曲率（Curvature） -- 描述纹路方向改变的速度。 4. 位置（Position） -- 节点的位置通过（x,y）坐标来描述，可以是的，也可以是相对于三角点或特征点的。

　　指纹识别的不足还体现在几个方面：

　　1. 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；

　　2.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；

　　3.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；

　　4.每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；

　　5. 指纹识别时的操作规范要求较高；

　　与这些相比，指静脉识别则有效的避免了上述问题，通过下面的介绍，我们可以看出指静脉识别所拥有的优势。

　　手指静脉识别是一种利用近红外线照射对生物体体内的静脉进行照射，通过取得的图像并进行加密，的技术。医学研究证明，手指静脉的形状具有性和稳定 性，即每个人的手指静脉图像都不相同，同一个人不同的手指的静脉图像也不相同；健康成年人的静脉形状不再发生变化。这就为指静脉提供了医学依据。

　　与指纹识别技术相比，它具有指静脉隐藏在身体内部，被复制或者盗用的机会很小，使用者心理抗拒性低，受生理和环境因素的影响小，克服了皮肤干燥，油污，灰 尘，皮肤表面异常等因素，原始手指静脉影像从被捕获到数字化处理，整个过程不到1秒等，并可触发的高准确识别率（认假率为0.0001%，拒真率为 0.01%，注册失败率0%）等多项重要的特点，使它在高度安全和使用便捷上远胜于指纹识别技术。

　　在现阶段，指静脉识别还是有着不可否认的竞争优势，在未来的一段时间之内，这种优势将会保持下去，直到更新、更完善的技术、产品出现。现在，指静脉识别技 术正在高速发展之中，正在逐步取得更大的市场空间，指静脉识别也必将会取得更加快速的发展，进入到更多领域之中。