生物特征認證使用獨特的解剖特征(例如指紋或面部特征)來驗證一個人的身份，它正逐漸取代傳統(tǒng)的密碼來訪問從智能手機到執(zhí)法系統(tǒng)的所有內容。使用手指靜脈的3D圖像的新開發(fā)方法可以大大提高這種身份驗證的安全性。

紐約州立大學布法羅分校的研究組負責人夏軍說：“我們開發(fā)的3-D手指靜脈生物特征認證方法可以實現(xiàn)以前無法實現(xiàn)的特異性和反欺騙水平。” “由于沒有兩個人具有完全相同的3D靜脈模式，因此，偽造靜脈生物特征認證將需要創(chuàng)建一個人的手指靜脈的精確3D副本，這基本上是不可能的。”

在光學協(xié)會(OSA)的《應用光學》雜志上，研究人員描述了他們的新方法，這是首次將光聲層析成像技術用于3-D手指靜脈生物特征認證。對人的方法測試表明，它可以在99%的時間內正確接受或拒絕身份。

NEC Laboratories America，Inc.的研究小組成員Giovanni Milione說：“由于大流行，現(xiàn)在許多工作和服務都可以遠程執(zhí)行。由于我們的技術可以檢測3D隱形特征，因此可以用來支持更好的身份驗證技術，以保護人員數(shù)據(jù)和敏感文檔。”

添加深度信息

盡管已經開發(fā)了其他基于手指靜脈的生物特征認證方法，但它們都基于二維圖像。通過增加3D圖像的深度，可以使偽造身份更加困難，并且使該技術接受錯誤的人或拒絕正確的人的可能性降低，從而提高了安全性。

為了使用人的手指上的靜脈完成3-D生物特征認證，研究人員轉向了光聲層析成像技術，該技術將光和聲結合在一起。首先，來自激光的光用于照亮手指。如果光線打到靜脈，它發(fā)出的聲音與格柵在第一次點燃時發(fā)出“ po”聲的方式幾乎相同。然后，系統(tǒng)使用超聲波檢測器檢測到該聲音，并使用該聲音重建靜脈的3D圖像。

夏說：“由于成像系統(tǒng)體積大，視野小以及手的位置不便，使用光聲層析成像技術進行3-D手指靜脈生物特征認證一直是一個挑戰(zhàn)。” “我們通過更好地結合光束和聲束以及定制換能器以改善成像視野，解決了新系統(tǒng)設計中的這些問題。”

設計實用的系統(tǒng)

為了更好地將光照明和聲學檢測集成在一起，研究人員制造了一種新型的光和聲束合成器。他們還設計了一個成像窗口，類似于全尺寸指紋掃描儀，該窗口可以將手自然地放在平臺上。另一個重要的發(fā)展是計算機科學與工程系的徐文耀開發(fā)的一種新的匹配算法，該算法可以進行生物特征識別和3-D空間中的特征匹配。

研究人員通過對四個左手指和四個右手指進行成像，用36個人測試了他們的新系統(tǒng)。測試表明，該方法不僅可行而且準確，尤其是在使用多個手指的情況下。

Milione說：“我們預想這種技術將用于要求高度安全的關鍵設施中，例如銀行和基地。” “隨著進一步的小型化，3-D靜脈認證還可以用于個人電子產品中，或者與2-D指紋結合進行兩因素認證。”

研究人員正在努力使該系統(tǒng)變得更小，并將成像時間減少到不到一秒鐘。他們指出，由于已經開發(fā)了可在智能手機中使用的超聲系統(tǒng)，因此應該有可能在智能手機中實現(xiàn)光聲系統(tǒng)。這可以使便攜式或可穿戴系統(tǒng)實時執(zhí)行生物特征認證。