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楼宇对讲中的生物识别技术
2014/1/2 16:35:00      来源:中国安防    作者:王明明
生物识别

随着科技的进步,人们对智能化家居产品要求的日益提高,已经成功地将各种先进的识别技术应用于小区可视对讲系统中。目前楼宇对讲的识别技术主要包括指纹识别、掌静脉识别、人脸识别以及声纹识别技术。相信这些专门针对楼宇安全防范而设计的生物识别智能可视对讲系统,必将给楼宇的安全性带来革命性的变化。

 

楼宇对讲中的生物识别技术

                       【本刊记者】 王明明

 

一、指纹识别楼宇对讲产品应用较为广泛

1. 产品概述

指纹,由于其具有终身不变性、唯一性和方便性,几乎成为生物特征识别的代名词。在国内,指纹识别由于发展时间长,经过多年的市场推广和应用,已经是目前最成熟且价格较低的生物特征识别技术,尤其在门禁、考勤、楼宇对讲等方面都有比较成熟的产品。

指纹门禁系统以手指取代传统的钥匙,使用时只需将手指平放在指纹采集仪的采集窗口上,即可完成开锁任务,操作十分简便,避免了其它门禁系统(传统机械锁、密码锁、识别卡等)有可能被伪造、盗用、遗忘、破译等弊端。

2. 技术亮点

目前的指纹识别门禁也已经具备了强大的功能,深圳市百世乐科技发展有限公司的洪伟先生给我们介绍,现在的指纹识别系统容量都比较大,内置强大的指纹识别模组,可以识别8999组指纹,且识别速度快,一般都不超过0.5秒。同时支持手指360度识别,通用性能良好,强型指纹采集传感器,提高了指纹图像质量,可以应用在楼梯口等室外恶劣环境中,干、湿手指,各种肤色的人种手指都可以识别。并且大部分的指纹识别主机已经实现了可视对讲与普通对讲兼容、刷卡开锁和遥控开锁兼容、指纹识别开锁和密码开锁兼容等功能,用户的每一步操作都有语音提示,对用户的操作进行指导,防止用户误操作。

指纹识别技术楼宇对讲目前主要面临的也是普识率的问题。在日常生活中,有一部分人的指纹是无法采集的,这里既有先天遗传的问题,也有诸如后天等原因,这就意味着指纹识别如果要在面向公众的大型系统中应用的话需要慎重一些。

3. 应用举例

在笔者撰稿期间与相应的楼宇对讲企业交流过程中,集指纹或其他生物识别技术、密码、刷卡、IP、可视功能为一体的4151系统也频频被提及,把生物识别的指纹识别技术应用在可视对讲系统中,体现了现代小区可视对讲的数字化、稳定性、布线简单、调试及维护的方便性特点,而IP全数字联网与小区中的宽带系统的物理结构完全相同,因此全数字可视对讲联网系统可以与电信运营商协商将对讲系统与小区的宽带网络共享同一个网络,真正实现小区的数字化和人性化。

 

二、掌静脉识别楼宇对讲产品正发展

1. 产品概述

掌静脉识别在2006年被纳入生物识别一环,之后逐渐被人们应用到技防系统中。随着该技术的发展和成熟,掌静脉识别系统成为众多安防系统的基本配备,从基本的门禁系统,到与RFID(无线射频识别)结合的智能型监控,甚至也已经可以与客户关系管理系统做了整合,这无疑又为楼宇对讲识别技术的发展添了一抹亮色。

从国内的一家掌静脉楼宇对讲系统厂家——青岛文打通科技股份有限公司了解到,掌静脉识别系统就是首先通过静脉识别仪取得个人掌静脉分布图,从掌静脉分布图依据专用比对算法提取特征值,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,采用匹配算法对静脉特征进行匹配,从而对个人进行身份鉴定。

2. 技术亮点

活体识别

用掌静脉进行身份认证时,获取的是掌静脉的图像特征,是掌活体时才存在的特征。在该系统中,非活体的手掌是得不到静脉图像特征的,因而无法识别,从而也就无法造假。

内部特征

用掌静脉进行身份认证时,获取的是手掌内部的静脉图像特征,而不是手掌表面的图像特征。因此,不存在任何由于手掌表面的损伤、磨损、干燥或太湿等带来的识别障碍。

非接触式

用掌静脉进行身份认证,获取手掌静脉图像时,手掌无须与设备接触,轻轻一放,即可完成识别。这种方式没有手接触设备时不卫生的问题以及手指表面特征可能被复制所带来的安全问题,并避免了被当作审查对象的心理不适,同时也不会因脏物污染后无法识别。

安全等级高

因为有了前面的活体识别、内部特征和非接触式3个方面的特征,确保了使用者的掌静脉特征很难被伪造。所以掌静脉识别系统安全等级高,特别适合于安全要求高的场所使用。

3. 应用举例

以该识别技术为代表的青岛文达通的一款M-2000型号产品举例,该系统采用800MhzIMX515嵌入式处理器的硬件平台,以嵌入式LINUX系统为内核,采用国际先进的生物识别算法。在数据、音视频的传输上,基于TCP/IP以太网络,结合音视频编解码技术、消回音技术、音视频同步技术、系统堵塞测评技术、音视频码流自适应技术等,以满足数据稳定可靠传输(如图)。

 

三、人脸识别技术或成未来楼宇对讲的主流

1.产品概述

在上世纪60年代人脸识别技术就已经诞,开启了人脸识别的探索和研究。随着时间的推移、技术的不断革新发展,今天的人脸识别技术无论是识别精确度、对比准确性、识别速度等均达到一个新的高度。随着市场需求的不断变化,不同的应用场合,人脸识别技术也根据需要开发出各种各样的产品来满足用户的需求,而楼宇对讲系统正是人脸识别技术的典范。

人脸识别利用了人的脸部特征作为一种身份辨认的方式——即通过摄像机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,包括人脸图像采集、人脸定位、人脸识别预处理、建立人脸数学模型、人脸辨识比对等,达到识别不同人身份的目的。

2. 技术亮点

目前绝大多数的楼宇对讲系统采用ID卡的方式,即进出小区或楼宇时通过刷ID卡来开门。看似简单的开门方式却也存在较大的使用弊端和安全隐患:如对卡片遗忘、丢失、以及存在被别人捡到卡片的风险等等。人脸识别楼宇对讲门禁系统能很好地解决上述各种弊端。通过对小区内各住户的人脸特征(照片)采集,以后住户进出楼宇单元、小区门口等,均直接采用人脸识别的方式进行,其优点如下:

·“携带方便,即出门不需考虑带卡的问题,也不会出现忘带卡而造成的不便;

·提高社区楼宇安全性,不存在由于ID卡丢失造成的安全风险;

·相关住户如增加楼宇内进出人员(新增家庭成员),只需到物业处录入人脸信息即可,方便快捷,也不会增加成本;

·由于人脸识别系统特殊的工作原理,因此物业中心能通过楼宇中心管理平台随时查看到刚刚进门的人员的照片信息,并存储相关信息。

人脸识别技术有别于指纹识别,虽然指纹同样具备了人类特有的、独一无二的身份信息,但由于指纹识别的不够直观,人们很难直接观察指纹而知道是哪个人、长什么摸样;还有指纹的识别需要手指触摸,均成为了指纹技术的弊端。因此,人脸识别技术的最大特点——人的身份信息辨认,可以在不同的场合中实现各种各样的智能化应用。

3. 应用举例

以市场上的人脸识别楼宇对讲系统为例,面部档案容量也是比较大的,也可容纳接近1万人的人脸档案,同时基于DSP(数字信号处理器)+ARM9处理器为核心的硬件模块以及V3.0或更高版本的软件控制单元,一起构成面部识别的坚实基础。当人在主机面前停留1秒左右,主机就会自动拍摄你的脸部图像,并和内部存贮的档案做对比,当您符合条件时,主机就会做出动作,使用户通过。

有些设备还具备网络化访客信息管理功能,访客人脸分析功能均通过网络连接后台服务器来完成,由服务器统一管理、登记客户数据,因此数据有较高的安全性和可靠性。而且如果应用于商店或公司,各个分店的来访会员客户信息也可相互共享,相互查询。同时为了适应人脸发生的变化,人脸模板自动更新的功能也被企业关注,为了达到更好的识别准确率,很多系统采用了“自动学习”功能。访客管理系统每次最新抓拍到的访客人脸模板数据,都将自动替换掉模板库中最旧的一个模板数据,始终保持模板库中有客人的最新人脸模板数据,提供系统识别准确率。

 

四、声纹识别楼宇对讲

声纹识别就是利用声音来控制门的出入权限,每个人利用自己的声音做钥匙,利用声纹识别技术,特定人员对着语音采集仪说出预先录制的语句就可以实现身份识别,从而通过门禁。相比指纹识别,声纹识别的优势点主要体现在以下几点:

·在使用方便性上,声纹技术属于非接触式的开启方式优于指纹;

·在使用安全性方面,声纹识别技术利用双因子认证,动态可改变的口令内容和不变的个人声纹特征相结合,减少了终身泄密的可能性,而指纹相关成熟的伪造技术以成为该项技术在安全防范方面的致命弱点,因此在安全防范方面声纹较指纹更具有优势;

·在适用人群方面,声纹适合100%的正常人使用,而指纹有5%的正常人因指纹过浅而无法使用指纹产品;

·在售后维护成本方面,指纹的采集模块会因正常使用产生磨损,易受到恶意破坏,且维护成本较高,而声纹均不存在这方面的问题,大大减少了厂商的后顾之忧。

目前对于声纹识别技术虽未广泛采用,但是技术上正在不断地调整和完善,相应的产品也针对使用环境提出了新的技术辅助,例如抗噪产品,在环境噪音低于60分贝的情况下都能很好地使用。这对于一般在45分贝~50分贝左右的小区环境已经可以游刃有余。并且企业也已经研究出了不同语种均可识别的产品,可同时支持多种语音混合使用,同时和人脸识别技术类似,声纹识别也开发了学习功能,在不同状态下的声音中能提取用户独有的声纹特征,这样即使声音有变化时也能准时识别。

 

五、安装生物识别主机要注意的事项

1.因为生物识别传感器比较敏感,安装时一定要加防雨罩,避免阳光直射和雨水淋湿,否则会影响识别的准确度。

2. 在室外气温低于40°的环境,必须在主机上加一个自动温控模组,防止气温过低引起的识别误差。

3.存储的生物信息越多,识别的速度会适当降低,在300个生物信息时,识别速度是0.1秒,在3000个信息时,识别速度是0.5秒,所以要注意合理分配和管理信息资源,保证设备的高效运行。

4.如果存储生物信息过多,则需要外挂闪存。

目前,国内建筑对安防系统的技术要求不断提高,楼宇对讲产品的技术发展已呈多元化、集成化发展趋势。在生物识别系统中,指纹识别产品仍然占据主导地位,其他如人脸识别、声纹识别、掌静脉识别等仍处于推广阶段,随着科学技术的逐步提高,生物识别楼宇对讲在越来越多的高档小区、酒店以及私人别墅中被采用。另外把生物识别技术融合到一卡通整体平台管理中体系中,实现对讲、门禁、考勤、停车场等一卡通应用平台也是目前门禁系统发展的一个趋势,相信今后的楼宇对讲将走向更加智能化与人性化的发展之路。

编辑:王明明
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