近幾年，隨著生物特征識別技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，生物特征識別技術(shù)在門禁系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸變成主流。生物特征識別門禁系統(tǒng)是以人的生物特征為識別條件的門禁系統(tǒng)，主要包括對人臉識別、指紋識別、虹膜識別、掌紋識別、指靜脈識別、聲紋識別等。總體來說，生物識別門禁的發(fā)展呈螺旋上升趨勢，目前在智慧安防、視頻監(jiān)控、樓宇對講、智能社區(qū)、地鐵保安、智慧銀行等領(lǐng)域的應(yīng)用極大的便捷了人們的生活，它似乎不在像從前那么高不可攀。
指紋識別門禁系統(tǒng)
指紋門禁系統(tǒng)的硬件主要由微處理器、指紋識別模塊、液晶顯示模塊、鍵盤、時鐘/日歷芯片、電控鎖和電源等組成。微處理器作為系統(tǒng)的上位機，控制整個系統(tǒng)。指紋識別模塊主要完成指紋特征的采集、比對、存儲、刪除等功能。液晶顯示器模塊用于顯示開門記錄、實時時鐘和操作提示等信息，和鍵盤•起組成人機界。
指紋讀取裝置(采集器)采用光電技術(shù)或電容技術(shù)將指紋信息采集下來、然后進(jìn)行特征提取并與已存儲的特征信息比對，完成識別過程。這個過程全部在讀取裝置中完成，也可以是讀取裝置僅進(jìn)行指紋采集，然后將其傳送到后臺設(shè)備(如PC)完成特征提取和識別。單獨進(jìn)行指紋采集的裝置易于小型化，使用方便，系統(tǒng)識別速度也較快。進(jìn)行指紋特征采集要求在操作時人的手指與采集器建立規(guī)定的關(guān)系.所以系統(tǒng)友好性稍差。
生物統(tǒng)計學(xué)表明:指紋具有很高的唯一性，人之間出現(xiàn)相同指紋的概率很低，因止安全性較高，但仍存在被仿制的風(fēng)險。所以，出現(xiàn)了具有活體指紋采集功能的產(chǎn)品，主要是增加對溫度，彈性、微血管的探測來確認(rèn)采集指墳的真實性。安全要求的門禁系統(tǒng)，除指紋識別外，還應(yīng)增加其它識別手段，如密碼等來提高系統(tǒng)的安全性。
掌紋識別門禁系統(tǒng)
掌紋所包含的信息豐富，利用掌紋的紋線特征、點特征、紋理特征、幾何特征完全可以確定一個人的身份。掌紋識別技術(shù)的基礎(chǔ)就是手掌幾何學(xué)識別。手掌幾何學(xué)識別是通過測景使用者的手掌和手指的物理特征來進(jìn)行識別，高級的產(chǎn)品還可以識別三維圖象。
手掌幾何學(xué)識別使用比較方便。它適用于用戶人數(shù)較多或者容易接受的場景，準(zhǔn)確性非常高。低于l秒的時間內(nèi)，通過檢測使用者獨一無二的手掌的大小、形狀、表面積等三維特征來確認(rèn)用戶的身份，以確保只有被授權(quán)的人員身份，以確保只有授權(quán)的人員才能進(jìn)入特定的區(qū)域，從而達(dá)到門禁控制的目的。作為射頻卡門禁系統(tǒng)的替代品，掌紋門禁系統(tǒng)使用戶節(jié)省了使用與管理卡的成本，也可以與其他門禁系統(tǒng)結(jié)合使用以增加安全性。 與指紋識別系統(tǒng)相比，掌形識別系統(tǒng)具有污物和傷疤不影響測量，手很齊易放入掃描器的正確位置等，使用者很容易接受。
虹膜識別門禁系統(tǒng)
虹膜識別門禁系統(tǒng)就是通過對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份并確定是否開啟門鎖。虹膜識別技術(shù)的過程一般來說包含四個步驟：一是使用特定的攝像器材對人眼部進(jìn)行拍攝，獲取虹膜圖像并傳輸給虹膜識別系統(tǒng)的圖像預(yù)處理軟件。二是定位虹膜，確定內(nèi)圓、外圓和二次曲線在圖像中位置；將圖像中的虹膜大小調(diào)整到系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)即歸一并進(jìn)行圖像增強。三是采取特定的算法從虹膜圖像中提取虹膜識別所需的特征點并對其進(jìn)行編碼。四是將特征提取得到的特征編碼與數(shù)據(jù)庫中的虹膜圖像特征編碼逐一匹配，判斷是否為相同虹膜，從而達(dá)到身份識別的目的。虹膜識別門禁系統(tǒng)不需要物理接觸，誤識率低，可靠性高；但是很難將前端設(shè)備小型化，造價很高，很難大范圍推廣。
人臉識別門禁系統(tǒng)
相對于其他識別技術(shù)，人臉識別技術(shù)在應(yīng)用過程中具有獨特的優(yōu)勢，例如在圖像信息采集的過程中較方便，逐漸成為生物特征識別技術(shù)中最為直接和自然的一種，已成為目前人工智能以及模式識別的焦點，也在門禁系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。
人臉識別門禁系統(tǒng)是采集允許訪問門禁系統(tǒng)的全部人員的人臉信息并存儲在人臉數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)某一個人訪問門禁系統(tǒng)時，人臉識別門禁系統(tǒng)會首先通過攝像頭來獲取人像信息，然后將采集的人像信息輸進(jìn)計算機中，再進(jìn)行人臉識別。這個過程系統(tǒng)對來訪者的人像信息進(jìn)行預(yù)處理，避免表情、光照以及輸入設(shè)備對結(jié)果的影響，將經(jīng)過預(yù)處理的人像進(jìn)行特征提取，將提取的信息與數(shù)據(jù)庫中的人臉信息進(jìn)行識別與對比，并記錄識別的結(jié)果。一旦在數(shù)據(jù)庫中識別出能夠?qū)Ρ瘸晒Φ娜四樞畔ⅲT禁系統(tǒng)就會接收到計算機的開門指令，通過門禁系統(tǒng)的硬件部分實現(xiàn)允許來訪者進(jìn)入的操作；否則，計算機不會發(fā)出開門的指令，門禁系統(tǒng)也不會打開，還會將訪問者的人臉信息進(jìn)行記錄，方便以后查詢和監(jiān)管。
由于人臉識別門禁系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)距離、快速、無接觸式地識別、記錄人臉，在有條件的建筑和小區(qū)可將門禁系統(tǒng)連接黑名單數(shù)據(jù)庫或公安機關(guān)數(shù)據(jù)庫并實時比對，及時發(fā)現(xiàn)可疑人員并自動預(yù)警，實現(xiàn)智慧安防管理。
生物特征識別技術(shù)不僅在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特長，最重要的是更符合節(jié)能環(huán)保的大趨勢。從中遠(yuǎn)期來看，很難有一種生物識別技術(shù)能通吃。不同生物識別各有長短，多重生物識別組合使用是未來發(fā)展趨勢。未來多種生物識別技術(shù)將組合運用，守護(hù)安全大門。
——節(jié)選自《智慧安防背景下的門禁技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展》(朱得旭)一文，原文載于《中國安全防范技術(shù)與應(yīng)用》2018年第3期。
指紋識別門禁系統(tǒng)
指紋門禁系統(tǒng)的硬件主要由微處理器、指紋識別模塊、液晶顯示模塊、鍵盤、時鐘/日歷芯片、電控鎖和電源等組成。微處理器作為系統(tǒng)的上位機，控制整個系統(tǒng)。指紋識別模塊主要完成指紋特征的采集、比對、存儲、刪除等功能。液晶顯示器模塊用于顯示開門記錄、實時時鐘和操作提示等信息，和鍵盤•起組成人機界。
指紋讀取裝置(采集器)采用光電技術(shù)或電容技術(shù)將指紋信息采集下來、然后進(jìn)行特征提取并與已存儲的特征信息比對，完成識別過程。這個過程全部在讀取裝置中完成，也可以是讀取裝置僅進(jìn)行指紋采集，然后將其傳送到后臺設(shè)備(如PC)完成特征提取和識別。單獨進(jìn)行指紋采集的裝置易于小型化，使用方便，系統(tǒng)識別速度也較快。進(jìn)行指紋特征采集要求在操作時人的手指與采集器建立規(guī)定的關(guān)系.所以系統(tǒng)友好性稍差。
生物統(tǒng)計學(xué)表明:指紋具有很高的唯一性，人之間出現(xiàn)相同指紋的概率很低，因止安全性較高，但仍存在被仿制的風(fēng)險。所以，出現(xiàn)了具有活體指紋采集功能的產(chǎn)品，主要是增加對溫度，彈性、微血管的探測來確認(rèn)采集指墳的真實性。安全要求的門禁系統(tǒng)，除指紋識別外，還應(yīng)增加其它識別手段，如密碼等來提高系統(tǒng)的安全性。
掌紋識別門禁系統(tǒng)
掌紋所包含的信息豐富，利用掌紋的紋線特征、點特征、紋理特征、幾何特征完全可以確定一個人的身份。掌紋識別技術(shù)的基礎(chǔ)就是手掌幾何學(xué)識別。手掌幾何學(xué)識別是通過測景使用者的手掌和手指的物理特征來進(jìn)行識別，高級的產(chǎn)品還可以識別三維圖象。
手掌幾何學(xué)識別使用比較方便。它適用于用戶人數(shù)較多或者容易接受的場景，準(zhǔn)確性非常高。低于l秒的時間內(nèi)，通過檢測使用者獨一無二的手掌的大小、形狀、表面積等三維特征來確認(rèn)用戶的身份，以確保只有被授權(quán)的人員身份，以確保只有授權(quán)的人員才能進(jìn)入特定的區(qū)域，從而達(dá)到門禁控制的目的。作為射頻卡門禁系統(tǒng)的替代品，掌紋門禁系統(tǒng)使用戶節(jié)省了使用與管理卡的成本，也可以與其他門禁系統(tǒng)結(jié)合使用以增加安全性。 與指紋識別系統(tǒng)相比，掌形識別系統(tǒng)具有污物和傷疤不影響測量，手很齊易放入掃描器的正確位置等，使用者很容易接受。
虹膜識別門禁系統(tǒng)
虹膜識別門禁系統(tǒng)就是通過對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份并確定是否開啟門鎖。虹膜識別技術(shù)的過程一般來說包含四個步驟：一是使用特定的攝像器材對人眼部進(jìn)行拍攝，獲取虹膜圖像并傳輸給虹膜識別系統(tǒng)的圖像預(yù)處理軟件。二是定位虹膜，確定內(nèi)圓、外圓和二次曲線在圖像中位置；將圖像中的虹膜大小調(diào)整到系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)即歸一并進(jìn)行圖像增強。三是采取特定的算法從虹膜圖像中提取虹膜識別所需的特征點并對其進(jìn)行編碼。四是將特征提取得到的特征編碼與數(shù)據(jù)庫中的虹膜圖像特征編碼逐一匹配，判斷是否為相同虹膜，從而達(dá)到身份識別的目的。虹膜識別門禁系統(tǒng)不需要物理接觸，誤識率低，可靠性高；但是很難將前端設(shè)備小型化，造價很高，很難大范圍推廣。
人臉識別門禁系統(tǒng)
相對于其他識別技術(shù)，人臉識別技術(shù)在應(yīng)用過程中具有獨特的優(yōu)勢，例如在圖像信息采集的過程中較方便，逐漸成為生物特征識別技術(shù)中最為直接和自然的一種，已成為目前人工智能以及模式識別的焦點，也在門禁系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。
人臉識別門禁系統(tǒng)是采集允許訪問門禁系統(tǒng)的全部人員的人臉信息并存儲在人臉數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)某一個人訪問門禁系統(tǒng)時，人臉識別門禁系統(tǒng)會首先通過攝像頭來獲取人像信息，然后將采集的人像信息輸進(jìn)計算機中，再進(jìn)行人臉識別。這個過程系統(tǒng)對來訪者的人像信息進(jìn)行預(yù)處理，避免表情、光照以及輸入設(shè)備對結(jié)果的影響，將經(jīng)過預(yù)處理的人像進(jìn)行特征提取，將提取的信息與數(shù)據(jù)庫中的人臉信息進(jìn)行識別與對比，并記錄識別的結(jié)果。一旦在數(shù)據(jù)庫中識別出能夠?qū)Ρ瘸晒Φ娜四樞畔ⅲT禁系統(tǒng)就會接收到計算機的開門指令，通過門禁系統(tǒng)的硬件部分實現(xiàn)允許來訪者進(jìn)入的操作；否則，計算機不會發(fā)出開門的指令，門禁系統(tǒng)也不會打開，還會將訪問者的人臉信息進(jìn)行記錄，方便以后查詢和監(jiān)管。
由于人臉識別門禁系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)距離、快速、無接觸式地識別、記錄人臉，在有條件的建筑和小區(qū)可將門禁系統(tǒng)連接黑名單數(shù)據(jù)庫或公安機關(guān)數(shù)據(jù)庫并實時比對，及時發(fā)現(xiàn)可疑人員并自動預(yù)警，實現(xiàn)智慧安防管理。
生物特征識別技術(shù)不僅在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特長，最重要的是更符合節(jié)能環(huán)保的大趨勢。從中遠(yuǎn)期來看，很難有一種生物識別技術(shù)能通吃。不同生物識別各有長短，多重生物識別組合使用是未來發(fā)展趨勢。未來多種生物識別技術(shù)將組合運用，守護(hù)安全大門。
——節(jié)選自《智慧安防背景下的門禁技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展》(朱得旭)一文，原文載于《中國安全防范技術(shù)與應(yīng)用》2018年第3期。
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