——日立(HITACHI)H1EAX 手指靜脈識(shí)別模塊

　　【安防知識(shí)網(wǎng)】當(dāng)前，能做出指靜脈識(shí)別產(chǎn)品的廠家不多，而能將該技術(shù)產(chǎn)品做好的廠家則更少。通過(guò)對(duì)日立H1EAX 手指靜脈識(shí)別模塊的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品識(shí)別率高、識(shí)別速度快，應(yīng)用穩(wěn)定可靠;不可否認(rèn)，日立確實(shí)是該技術(shù)的翹楚。

　　指靜脈識(shí)別技術(shù)是日立集團(tuán)利用近紅外線穿透手指后所得的靜脈紋路圖像來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份識(shí)別，是一種具有高精度、高速度的尖端的生物識(shí)別技術(shù)。從2000年開(kāi)始，日立的該項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)以其安全性和易用性而受到生物識(shí)別領(lǐng)域的廣泛矚目。

　　1、輕便精巧設(shè)計(jì) 適配第三方控制設(shè)備

　　日立H1EAX手指靜脈識(shí)別模塊設(shè)計(jì)小巧，約為成年人拳.頭大小，規(guī)格為76.5(底座長(zhǎng))×55(底座寬)×71.5(高)mm，外殼以黑色ABS工程塑料制作，觸摸舒適、輕便。模塊上部為近紅外線發(fā)射單元，其上設(shè)計(jì)有紅(未識(shí)別報(bào)警狀態(tài))、綠指示燈(識(shí)別通過(guò)認(rèn)證狀態(tài));中間為手指放置區(qū)域，手指與下部識(shí)別模塊間采用手指形凹槽設(shè)計(jì)，便于識(shí)別時(shí)手指快速、正確放置，提高靜脈識(shí)別效率;手指放置區(qū)域的下部為與紅外線發(fā)射器搭配使用的CMOS指靜脈圖像識(shí)別單元，其上置有墊片，以防止不干凈手指(手指上有水、油污等)對(duì)圖像傳感器的侵蝕。

　　該識(shí)別模塊設(shè)計(jì)精致，僅在底座下側(cè)設(shè)計(jì)有一個(gè)12pin排線插孔式連接器即可完成供電、識(shí)別認(rèn)證信息上傳等應(yīng)用，無(wú)需增加其它線纜連接;同時(shí)方便與第三方門(mén)禁控制器配套開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)異的門(mén)禁解決方案。

　　2、優(yōu)良算法打造 識(shí)別精度高速度快

　　該手指靜脈識(shí)別模塊通過(guò)上端的近紅外線LED燈發(fā)出近紅外射線;射線在穿透手指時(shí)，手指靜脈的血紅蛋白將會(huì)吸收紅外光;此時(shí)CMOS所接收到的紅外圖像即是有切割斷點(diǎn)的影像，再經(jīng)模塊內(nèi)置的手指靜脈圖像提取算法對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)字化處理，生成該手指特有的靜脈紋路特征，進(jìn)而建模。該技術(shù)依據(jù)人類(lèi)指靜脈特征穩(wěn)定不變的特性，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、穩(wěn)定的高認(rèn)證識(shí)別應(yīng)用。模塊采用了手指放置部位的凹面設(shè)計(jì)，使手指可快速、正確地放到固定識(shí)別區(qū)域，非惡意情況下，一般不會(huì)出現(xiàn)超過(guò)±2°偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而能采集到與所建立的靜脈特征模型相符度最高的現(xiàn)場(chǎng)指靜脈特征，非常有助于模塊的高速率識(shí)別。

　　該模塊內(nèi)置有FlashROM、SDRAM和指靜脈識(shí)別專(zhuān)用算法集成芯片，特征庫(kù)存儲(chǔ)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)指靜脈圖像采集和量化、分析、比對(duì)直至結(jié)果輸出等功能實(shí)現(xiàn)均在此模塊中獨(dú)立完成。H1EAX手指靜脈識(shí)別模塊可存儲(chǔ)12000枚靜脈特征，依據(jù)單枚指靜脈特征容量約為536Byte計(jì)算，該模塊的flash Memory容量>536×12000÷1024÷1024≈6.13MB。

　　靜脈模塊支持1:1和1:N(N≤12000，即特征庫(kù)容量)兩種認(rèn)證模式，1:1認(rèn)證模式需要如感應(yīng)卡、鍵盤(pán)等作先期的識(shí)讀，先期識(shí)讀通過(guò)后再調(diào)出相對(duì)應(yīng)的指靜脈特征庫(kù)，再進(jìn)行指靜脈特征比對(duì)認(rèn)證，此方式采用的是雙認(rèn)證方式，既提高了身份辨識(shí)的安全度，又能快速調(diào)出指定的特征模型，加快了指靜脈識(shí)別速度。而采用1:N逐次認(rèn)證模式，系統(tǒng)將會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集的靜脈特征逐一地與特征庫(kù)中的每一個(gè)靜脈特征進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)特征庫(kù)中有兩個(gè)以上模型接近于現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別的靜脈特征，即被認(rèn)為識(shí)別失敗。此種嚴(yán)格的算法比對(duì)過(guò)程，提升了識(shí)別的安全等級(jí)，基于其嚴(yán)酷的識(shí)別算法，在安全等級(jí)設(shè)定最高等級(jí)的情況下，該指靜脈識(shí)別模塊能達(dá)到拒真率(FRR)<0.01%(1/1萬(wàn))、識(shí)假率(FAR)<0.0000067%(1/1500萬(wàn));與此同時(shí)，其識(shí)假率不會(huì)隨著內(nèi)嵌模型數(shù)據(jù)庫(kù)中建模數(shù)的增加而增大，識(shí)別算法表現(xiàn)得非常穩(wěn)定、可靠。

　　為了降低識(shí)假率，H1EAX可以禁止同一手指重復(fù)注冊(cè)。當(dāng)然，依托優(yōu)良的識(shí)別算法，識(shí)別速度并不慢，如當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)N=2000時(shí)，識(shí)別時(shí)間小于1.5S;當(dāng)N=12000時(shí)，識(shí)別時(shí)間小于5S。

　　3、算法成熟可靠 實(shí)測(cè)識(shí)別精準(zhǔn)快捷

　　該模塊還可對(duì)建模的品質(zhì)(5個(gè)等級(jí))、現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證的特征品質(zhì)(3個(gè)等級(jí))進(jìn)行鑒定，便于分析建模特征是否易于比對(duì)、現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證特征是否優(yōu)良、手指放置是否正確等。

　　▲圖1 為測(cè)試模塊的辨識(shí)能力，建模時(shí)隨意地放置一下手指，此時(shí)模塊系統(tǒng)鑒定建模質(zhì)量?jī)H為最低等級(jí)1▲

　　▲圖2 完成建模后，即便特征庫(kù)和實(shí)時(shí)采集的靜脈特征都是最低等級(jí)，也能準(zhǔn)確識(shí)別，此時(shí)綠色LED燈亮▲

　　▲圖3 若放置未建模的手指，紅色LED燈即刻閃亮▲

　　通過(guò)接口板將指靜脈連接到電腦后，測(cè)試時(shí)參測(cè)人員逐個(gè)對(duì)指靜脈進(jìn)行建模(每人需建兩個(gè)特征模)，單個(gè)手指的建模時(shí)間快速，約為1s。為測(cè)試模塊的辨識(shí)能力，建模時(shí)隨意地放置一下手指，此時(shí)模塊系統(tǒng)鑒定建模質(zhì)量?jī)H為最低等級(jí)1(圖1);完成建模后進(jìn)行識(shí)別測(cè)試，多次驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，雖然特征庫(kù)為最低等級(jí)，即使現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集的特征也為最低等級(jí)，模塊的指靜脈識(shí)別均顯示出辨識(shí)成功(LED綠燈亮)，且反應(yīng)速度小于1s;再多次換人、多次比對(duì)均未出現(xiàn)識(shí)別錯(cuò)誤信息(圖2);若放置未建模的手指，紅色LED燈即刻閃亮(圖3)，并可從軟件中查到拒認(rèn)信息，從實(shí)際測(cè)試看，該指靜脈模塊識(shí)別精準(zhǔn)、快捷、品質(zhì)優(yōu)良。

　　專(zhuān)家觀點(diǎn)：日立的指靜脈識(shí)別?？煊腥筇攸c(diǎn)：形體精巧接口完備，適合與第三方控制設(shè)備整合;識(shí)別非常精準(zhǔn)、迅捷可靠;算法成熟、應(yīng)用方便。已成為一款比較實(shí)用的生物識(shí)別產(chǎn)品。

　　提升空間：在1:N逐次認(rèn)證中，當(dāng)2000＜N≤12000時(shí)，識(shí)別速度隨著數(shù)據(jù)庫(kù)N的增大而變慢，此部分的識(shí)讀速度，廠家仍可再進(jìn)行自我突破。

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