详细分析智能门锁中所用到的五大生物识别技术

生物识别技术是目前最为方便与安全的识别技术，利用生物识别技术进行身份认定，安全、可靠、准确。此外，生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现，很容易配合电脑、互联网和安全、监控、管理系统整合，实现自动化、智能化管理。因此生物识别认证技术较传统认证技术存在较大的优势。

所谓生物识别技术就是，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。

生物识别技术，是依靠人体的身体特征来进行身份验证的识别技术。其因为具有不会丢失、不会遗忘、唯一性、不变性、防伪性能好和使用方便的特点，被广泛用于门禁、考勤、金融、公共安全和终端电子设备中。下面我们讲的将是智能门锁中常见的的五大生物识别技术

指纹识别，绝对主力

每个指纹都有几个独一无二可测量的特征点，每个特征点都有大约七个特征，人们的十个手指产生最少4900个独立可测量的特征。指纹识别技术通过分析指纹可测量的特征点，从中抽取特征值，然后进行认证。验证其真实身份。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，是唯一的，并且终身不变。依靠这种唯一性和稳定性，我们才能创造指纹识别技术。这是生物识别阵营中的中流砥柱，由于成本较低也是目前应用最为广泛的生物技术。

优点

指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征。

如果想要增加可靠性，只需登记更多的指纹，鉴别更多的手指，最多可以达到十个，而每一个指纹都是独一无二的。

扫描指纹的速度很快，使用非常方便。

读取指纹时，用户必须将手指与指纹采集头互相接触，与指纹采集头直接接触是读取人体生物特征最可靠的方法，这也是指纹识别技术能够占领大部分市场的一个主要原因。

指纹采集头可以更加小型化，并且价格会更加低廉。

缺点

某些人或某些群体的指纹因为指纹特征很少，故而很难成像。

过去因为在犯罪记录中使用指纹，使得某些人害怕“将指纹记录在案”。然而，实际上现在的指纹鉴别技术都可以保证不存储任何含有指纹图像的数据，而只是存储从指纹中得到的加密的指纹特征数据。

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。

部分产品（如配有光学指纹读头的智能锁）受到指纹复制的威胁，不同的皮肤，皮肤的湿度情况、以及指纹识别的认证效果，也存在着很大不同。因此智能锁在适应性，拒真率、识假率方面有着很大的提升空间。

人脸识别，广泛且便捷

人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。

人脸与人体的其它生物特征（指纹、虹膜等）一样与生俱来，它的唯一性和不易被复制的良好特性为身份鉴别提供了必要的前提。

优势

使用方便，用户接受度高人脸识别技术使用通用的摄像机作为识别信息获取装置，以非接触的方式在识别对象未察觉的情况下完成识别过程。

直观性突出人脸识别技术所使用的依据是人的面部图像，而人脸无疑是肉眼能够判别的最直观的信息源，方便人工确认、审计，“以貌取人”符合人的认知规律。

识别精确度高，速度快与其它生物识别技术相比，人脸识别技术的识别精度处于较高的水平，误识率、拒认率较低。

不易仿冒在安全性要求高的应用场合，人脸识别技术要求识别对象必须亲临识别现场，他人难以仿冒。人脸识别技术所独具的活性判别能力保证了他人无法以非活性的照片、木偶、蜡像来欺骗识别系统。这是指纹等生物特征识别技术所很难做到的。举例来说，用合法用户的断指即可仿冒合法用户的身份而使识别系统无从觉察。

使用通用性设备人脸识别技术所使用的设备为一般的PC、摄像机等常规设备，由于计算机、闭路电视监控系统等已经得到了广泛的应用，因此对于多数用户而言使用人脸识别技术无需添置大量专用设备，从而既保护了用户的原有投资又扩展了用户已有设备的功能，满足了用户安全防范的需求。

基础资料易于获得，人脸识别技术所采用的依据是人脸照片或实时摄取的人脸图像，因而无疑是最容易获得的。

成本较低，易于推广使用由于人脸识别技术所使用的是常规通用设备，价格均在一般用户可接受的范围之内，与其它生物识别技术相比，人脸识别产品具有很高的性能价格比。

概括地说，人脸识别技术是一种高精度、易于使用、稳定性高、难仿冒、性价比高的生物特征识别技术，具有极其广阔的市场应用前景。

缺点

面部识别被认为是生物特征识别领域甚至人工智能领域最困难的研究课题之一。面部识别的困难主要是面部作为生物特征的特点所带来的。

相似性不同个体之间的区别不大，所有的面部的结构都相似，甚至面部器官的结构外形都很相似。这样的特点对于利用面部进行定位是有利的，但是对于利用面部区分人类个体是不利的。

易变性面部的外形很不稳定，人可以通过脸部的变化产生很多表情，而在不同观察角度，面部的视觉图像也相差很大，另外，面部识别还受光照条件（例如白天和夜晚，室内和室外等）、面部的很多遮盖物（例如口罩、墨镜、头发、胡须等）、年龄等多方面因素的影响。

在面部识别中，第一类的变化是应该放大而作为区分个体的标准的，而第二类的变化应该消除，因为它们可以代表同一个个体。通常称第一类变化为类间变化，而称第二类变化为类内变化。对于面部，类内变化往往大于类间变化，从而使在受类内变化干扰的情况下利用类间变化区分个体变得异常困难。

虹膜识别，安全系数最高

每一个虹膜都包含着一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、凹点、皱纹和条纹等特征的结构。虹膜识别技术是利用虹膜终身不变性和差异性的特点来识别身份。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将是保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的唯一性，同时也决定了身份识别的唯一性。因此，可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。

虹膜测定技术可以读取 266 个特征点，而其他生物测定技术只能读取 13-60 个特征点。根据富士通方面的数据，虹膜识别的认假率为 1/1500000，高于指纹识别的1/50000，更适合作为“密码”。而虹膜识别又属于非接触式的识别，识别非常方便高效。

优点

快捷方便，不需要携带任何证件，就能实现门控，可单向亦可双向；既可以被授权控制一扇门，也可以控制开启多扇门；

授权灵活，根据管理的需要，可任意调整用户权限，随时了解用户动态，包括客户身份、操作地点、功能及时间次序等，实现实时智能管理；

无法复制，虹膜信息为密码，不可复制；且每一次活动，都可自动记录，便于追溯、查询，非法情况则自动报警；

配置灵活多样，使用人和管理者可根据自身喜好、需要或场合的不同，设定不同的安装及运行方式。比如在大堂等公共场所，可以只采用输入密码的方式，但在重要场合，则禁止使用密码，只采用虹膜识别方式，当然也可以两种方式同时使用；

投入少、免维护，装配系统可以保留原来的锁，但其机械运动件减少，且运动幅度小，门栓的寿命更长；系统免维护，并可随时扩充、升级，无须重新购置设备。长远来看，效益显著，并可使管理档次大大的提高。

缺点

很难将图像获取设备的尺寸小型化；

设备造价高，无法大范围推广；

镜头可能产生图像畸变而使可靠性降低；

两大模块：硬件和软件；

一个自动虹膜识别系统包含硬件和软件两大模块：虹膜图像获取装置和虹膜识别算法。分别对应于图像获取和模式匹配这两个基本问题。

声纹识别，获取便捷，适用要求严格

人类语言的产生是人体语言中枢与发音器官之间一个复杂的生理物理过程，人在讲话时使用的发声器官--舌、牙齿、喉头、肺、鼻腔在尺寸和形态方面每个人的差异很大，所以任何两个人的声纹图谱都有差异。这也使得声纹识别也可以称为身份认证的一种方式。

所谓声纹识别，是通过用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱来识别身份。声纹识别非常适合远程身份确认，只需要一个电话、手机或麦克风就可以通过网络实现远程登录。

优点

声纹提取方便，可在不知不觉中完成，因此使用者的接受程度也高。

合远程身份确认，只需要一个麦克风或电话、手机就可以通过网路（通讯网络或互联网络）实现远程登录。

获取语音的识别成本低廉，使用简单，一个麦克风即可，在使用通讯设备时更无需额外的录音设备。

声纹辨认和确认的算法复杂度低。

缺点

同一个人的声音具有易变性，易受身体状况、年龄、情绪以及外在其他因素干扰。

静脉识别，市场难以突破

静脉识别系统一种方式是通过静脉识别仪取得个人静脉分布图，依据专用比对算法从静脉分布图提取特征值，另一种方式通过红外线 CCD摄像头获取手指、手掌、手背静脉的图像，将静脉的数字图像存贮在计算机系统中，实现特征值存储。静脉比对时，实时采取静脉图，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，采用复杂的匹配算法同存储在主机中静脉特征值比对匹配，从而对个人进行身份鉴定，确认身份。

优点

属于内牛理特征，不会磨损，较难伪造，具有很高安全性。

血管特征通常更明显，容易辨识，抗干扰性好。

可实现非接触式测量，卫生性好，易于为用户接受。

不易受手表面伤痕或油污的影响。

缺点

手背静脉仍可能随着年龄和生理的变化而发生变化，永久性尚未得到证实

虽然可能性较小，但仍然存在无法成功注册登记的可能。

由于采集方式受自身特点的限制，产品难以小型化。

采集设备有特殊要求，设计相对复杂，制造成本高。