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摘 要:本文通过对电梯手掌静脉识别技术原理以及手掌静脉身份识别技术与其它身份识别技术的比较,提出了手掌静脉识别技术对电梯使用权限控制装置防伪性好,精确度高,速度快等特点,已开始在智能电梯领域运用,有效地提高了电梯的档次和楼宇的安防级别。
关键字: 电梯 手掌静脉识别 技术 应用
1、导言
随着社会的发展,人们对安全和使用权限已经进入了高度认识阶段。正是个人身份识别技术的兴起为电梯权限技术的快速发展创造了机遇,使得电梯权限技术的发展提升一个更高的水平。
我们常用的一些电梯权限控制装置,使用密码、智能卡、指纹等个人身份识别技术实现了电梯操作权限的自动控制。但这几种识别技术存在一些问题:
1. 密码需要记忆,容易遗忘、借用或泄密;
2. 智能卡需要携带,一旦遗失、借用或盗用,直接影响操作电梯;
3. 指纹的注册率低,手潮湿,起皮,指纹磨损、长老茧等,导致指纹无法识别,多人共用指纹识别器,还会带来卫生健康隐患。
为了解决这一难题,广东台日电梯有限公司在电梯权限系统中采用了世界顶尖的富士通手掌静脉识别技术为基础研发了新一代的电梯手掌静脉识别控制器。
本文的目的是通过对广东台日电梯有限公司电梯手掌静脉识别控制器的介绍,让更多人认识一种更安全的电梯权限自动控制器这种产品。
2、手掌静脉技术原理
2.1 手掌静脉的形状具有以下特征:
1. 手掌静脉纹路属于人体内部信息,气温等外部因素的影响程度可以忽略不计,并很难被伪造;
2. 通过实验证明,与手指等人体其它部位相比,手掌更具有稳定性;
3. 富士通在全球采集了75,000人共150,000只手掌静脉标本,并对其进行了认证精确度和适用性的实验,在这些标本中,没有出现一例无法识别的案例,这也进一步证实了该系统极高的适应性。
2.2 手掌静脉身份识别工作原理
1. 介质的生物学特征
1. 静脉是身体中的信息偷不走
2. 静脉在表皮、真皮、皮下组织之下;
3. 直径1mm的静脉可在3mm深处看到;
4. 动脉比静脉处于皮肤深处;
5. 静脉人人不同,永远不变
6. 静脉模式在胎内决定;
7. 血管的粗细及皮肤会变化;
8. 样子不变,随手的大小比例变化(左手和右手不同,双胞胎也彼此不同);
9. “手掌”的特点
10. 识别时手和腕的动作自然;
11. 不长毛发,黑色素少;
12. 不易受皮肤颜色影响;
13. 利用者对手指有心理上抵抗。
2. 静脉识别,使用反射型近红外线赤外线读取静脉模式,与存储的静脉模式进行比较,进行本人识别的识别技术。手掌静脉识别装置的静脉成像流程图如图1所示。

图1 手掌静脉识别装置的静脉成像流程
#p##e#2.3 识别处理流程
电梯手掌静脉自动识别装置安装有设置于电梯操纵箱,或称为外呼盒上的手掌静脉识别传感器1,传感器1将通过近红外线照射手掌,近红外线经过近距离接收、处理、提取特征生成手掌静脉特征图,并生成视频信号后依次通过视频I/O接口2、数模转换器3输入到计算机4,计算机4将静脉特征图通过与存储器中静脉存储样进行对比与匹配手掌静脉特征得到识别结果传送给I/O控制器5,I/O控制器5将处理好的信号通过通讯传输给电梯控制器6驱动电梯轿厢到达指定楼层。
识别处理流程如图2所示。

图2 手掌静脉识别处理流程
3、手掌静脉身份识别技术与其它识别技术
1. 与传统认证技术的比较
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认证手段 |
特点 |
安全性 |
方便性 |
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密码认证 |
需要设定复杂的密码 |
1. 简单密码容易被破译; 2. 遗失后原来加密文件不可用; 3. 公开一个密码,有降低其他密码的有效性; 4. 亲密人群间私密性差; 5. 容易被摄录、仿冒。 |
6. 难以记忆; 7. 使用时输入复杂; 8. 多个密码管理繁琐、混乱。 |
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需要定期修改密码 |
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不同的系统设置不同的密码 |
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使用过程的外显性 |
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IC卡认证 |
使用介质的外部性 |
易被仿冒、复制及替代使用; |
9. 不需要随身携带卡,不方便; 10. 丢失后补办需要增加使用成本和管理成本。 |
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加密、解密技术的普及性 |
易被破解、仿冒和非法使用; |
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样本数据识别特证简单、保密性差 |
容易被复制仿冒和非法使用。 |
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手掌静脉身份认证 |
加密、解密技术的领先性 |
样本数据不易被破解和使用; |
永久随身携带,并且具有个体的唯一性,没有丢失、遗忘和管理的麻烦,使用简单、快捷。 |
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使用过程中数据非显性化 |
不会被摄录、探测、泄露; |
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样本数据识别特征复杂,保密性好 |
极难伪造、仿冒; |
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个体特征差异极大,活体认证 |
无法仿冒、复制、高度方便、安全。 |
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使用介质与生俱来,永久随身携带 |
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技术 |
安全性 |
适应性 |
使用者感受 |
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声纹 |
FAR=3.0%被他人仿冒机会大,易被复制使用。 |
FRR=3.0%容易受环境、身体状态影响;当使用电话时,为唯一的手段。 |
使用时容易泄露个体信息。 |
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面部特征 |
FAR=1.3%生体的外部信息,容易伪造和仿冒机会。 |
FRR=2.6%受光线、距离、角度等影响大。 |
使用者被支配的感觉强烈,容易产生抵触。 |
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指纹 |
FAR=0.001%存在被仿冒的可能;可复制伪造。 |
FRR=0.1%受手指干净程度影响;指残人士不能使用。 |
接触使用不卫生;在中国文化中有不良的暗示作用。个人信息保密性不高(加密技术)。 |
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手臂/手指静脉 |
FAR=0.0001%中等精度,安全性较好。 |
FRR=0.1%受低温、关节变形、制部毛发等影响。 |
使用不自然;手指静脉产品为接触型使用不够卫生。 |
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虹膜 |
FAR=0.0001%中等精度,安全性较好。 |
FRRA=0.01%受光线、安装位置影响大;价格昂贵。 |
使用者被支配的感觉强烈,易产生抵触。 |
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手掌静脉 |
FAR=0.00008%身体内部信息极难复制、伪造和仿冒;精度最高,加密方式最安全;对身体无害 |
FRR=0.01%受环境影响小,不受身体状况影响,适应性最好。 |
非接触型使用,健康卫生;时尚前卫科技,尊重使用者。 |
由上述内容可以看出,静脉图像识别技术具有以下优点:
1. 高安全性
1. 手掌静脉模式在胎内就定性,个性独特体征,无法仿冒;
2. 手掌静脉为人体内部信息,具备活体检知功能,难以伪造;
3. 静脉数据采用国际下一代AES方式加密,数据管理高度安全;
4. 永远随身携带,不会丢失,不会被不当利用,也不会无法使用。
2. 高精确性实验小组从7万5千人,15万只手掌静脉数据统计计算出,本技术:
1. 本人拒否率(FRR)0.01%(意味着使用简单方便);
2. 他人误识率(FAR)0.00008%以下(意味着高度安全);
3. 是目前国际上生物识别技术的最高精度。
3. 高适用性和高方便性
1. 使用者抵触感小,可广泛使用;
2. 光照、温度、湿度等环境影响小,适应性强;
3. 手掌毛发、黑色素、皮肤颜色、关节变形等无影响,适应性强;
4. 永远随身携带,无需繁琐管理记忆,使用方便;
4. 健康卫生
1. 无需接触,健康卫生;
2. 反射型近红外线赤外线照射比透过型识别装置弱,对人体没有不良影响。
5. 尊重使用者
1. 动作自然舒适,充分尊重使用者,不会引起心理抵触;
2. 时尚前卫科技,充分体现使用者的身份感和尊崇感;
3. 卫生,来自使用者的抵触感较少,特别适合在流动人员多的场合使用。
4、手掌静脉识别技术在电梯中的应用
手掌静脉识别技术具有前述的优点,广东台日电梯有限公司在电梯上推出了手掌静脉识别技术的应用,根据手掌静脉识别器的身份识别结果,实现了电梯操作权限的自动控制。
1. 无关人员不能随意操作电梯,提高了安全性;
2. 缩短了电梯正常操作的等待时间,提高了运行效率;
3. 节约了电力能源,减少了电费支出;
4. 减少了电梯振动和噪声;
5. 对人员使用权限、分权限、分时段、限次数。
5、结束语
手掌静脉识别技术防伪性好,精确性高,速度快,已在日本金融和安全领域获得广泛应用,大部分银行ATM机使用手掌静脉识别技术进行终端用户认证。台日电梯手掌静脉识别技术在电梯应用,将行业领先的手掌静脉识别技术引进到智能电梯中,有效提高了电梯的档次和楼宇的安防级别,方便了业主使用,减轻了物业管理部门的工作量,今后还将进一步提高产品性能、增加功能、缩小体积、降低成本和功耗。