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人体各部位都在成为鉴定身份的依据。
每天都在用的指纹识别
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越来越常见的人脸识别
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早已走出科幻电影的虹膜识别
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但人体还有一个“隐藏”结构,也可以用来识别。
那就是静脉血管识别。
深藏功与名的静脉识别
世界上没有两片完全相同的树叶,也没有两个完全相同的静脉血管分布。
△两个人指静脉分布相同的几率是34亿分之一
每个人的静脉分布独一无二,健康成年人的静脉形状通常也不会发生变化。
指纹容易被盗,人脸识别双胞胎傻傻分不清楚,而深藏功与名的静脉被复制或盗用的机会很小。
和指纹、人脸、虹膜识别最大的不同是,静脉隐藏在身体内部。识别人手指或手背处的静脉,基本不受生理或环境因素影响,手脏、手汗、手破皮一样可以识别无压力。
静脉是这样被识别的
静脉识别就是对生物体内的静脉进行红外成像,并通过对图像的识别,实现身份认证的技术。
具体来说,就是让手指或手掌在近红外光照条件下成像,进而通过滤波、图像二值化、旋转矫正等手段提取静脉分布特征,并存储在数据库中。当需要身份认证的时候,再将手指或手掌成像,并通过静脉特征提取与比对过程,同数据库中已有数据对照,来确认身份。
近红外光照到手指或手掌上时,相对于皮肤、肌肉等其他生理组织,皮下静脉中的血红蛋白对近红外光的吸收率更高,此时肌肉组织呈浅色,血管则呈深色,可以将血管结构反映得异常清晰。
△黑白对比鲜明的静脉识别图像模式
也因此,只有针对活体才能进行静脉识别。此外,识别时只需要将手放入近红外光范围之内,不需要直接接触仪器,洁癖星人的福音无疑。
更轻更薄的静脉识别系统
不过,目前识别系统整体体积较大,限制了静脉识别技术的应用范围。
和指纹识别不同,手指静脉分布范围更广。识别时,通常需要对边长2-3cm的矩形视场进行成像,这样的观测范围通常是指纹识别的几倍甚至几十倍。
目前的手指静脉识别系统,都是基于单透镜搭建成像单元,系统厚度难以大幅度压缩,所以使用范围受限,尤其难以应用于移动终端。
怎么让静脉识别系统更轻薄?广州中科院先进所精密工程研究中心副主任邸思博士团队,提出以微透镜阵列搭建静脉成像单元。
团队将整个观测视场分为若干个区域,每个区域对应一个微透镜,大大缩小单个透镜的观测范围,使整个成像单元的厚度大幅降低。
△手指静脉分布提取效果
邸思博士团队的方法,使静脉图像获取单元的整体厚度比传统识别系统减小70%以上,更容易和移动终端对接。
△超薄指静脉身份认证系统
同时,在指静脉特征提取上,引入旋转矫正过程,结合直方图均衡和中值滤波提高算法的适用性,并将指静脉身份认证的核心过程嵌入移动终端应用环境,可用于用户身份认证、移动支付等。
目前团队已完成第一代超薄指静脉识别系统的开发,并获得多项专利。相关技术可应用于安防、门禁、储值支付等身份认证场景。
△开发的静脉识别算法软件
△静脉眼镜显示系统
怕打针星人的福音
邸思团队同时在开发可用于医疗场景的静脉显示技术,比如儿科辅助静脉注射。
小朋友们的血管细小又难以分辨,经常小时候生病打针,护士打了几次还是找不准血管,大人小孩哭作一团。
以后打针,先拍一张静脉分布图,让医生更加清楚地看到血管分布,一针成功率会提高很多。此外,新手医生接受培训时,也可以用上这套系统。
(部分图片来自广州中科院先进所)
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读创记者 袁斯茹
编辑 月儿
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