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本技术介绍参考了以下链接
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2017年04月18日

世界上首款滑动式手掌静脉认证技术
基于8mm宽的光学单元,可配置到平板电脑等移动终端

株式会社富士通研究所(注1)(以下简称,富士通研究所)开发出世界上首款滑动式手掌静脉认证技术。

开发背景

在密码认证漏洞日趋严重的情况下,为了防止信息泄露、欺诈行为等带来的危害,目前,利用身体和行为特征等个人差异来确认是否为用户本人的生物认证技术正在得到推广和应用。富士通研究所在生物认证技术方面,开发出了领先全球的手掌静脉认证技术,通过使用体内信息实现了防伪等功能,目前该技术已投入实际使用。

近年来,随着人们工作方式的转变,平板电脑等移动终端趋于小型化,同时被广泛应用于人们工作生活等各个方面。为了让企业客户能够安心地使用这些设备,需要配置同时具有高安全性与易操作性的认证功能,如小型手掌静脉认证功能等。

课题

手掌静脉认证技术是利用易穿透生物体且安全的近红外波段光线照射人体,读取体内静脉分布图实现认证的。掌静脉识别光学单元主要由照明元件和图像捕捉(拍摄)元件组成。为了保证光线以均匀的亮度照射整个手掌,需将照明元件配置在图像捕捉元件的周围。这样,照明元件成了光学单元中最大的部分,因此难以实现小型化。如果图像捕捉元件变小,可以读取的掌静脉区域面积会随之变小。这时如果注册和验证时读取的掌静脉区域相差很多,会导致认证变困难。因此,需要开发一种新技术,既可以让光学单元实现小型化,又能达到高认证度。

开发的技术

此次富士通研究所开发了全球首款小型滑动式静脉认证技术。该技术将光学单元的宽度缩小到只有8mm,可以装载到移动终端触摸屏外侧的框架上。用户只需在触摸屏上快速滑动手指即可完成认证过程。

该技术的主要特点如下:

1. 均匀光强照射矩形区域的光学设计

富士通研究所新开发了一种复合光学元件,该元件利用了光的衍射现象,兼具扩散功能和聚光功能。如图1中显示的原理图,使来自LED光源的光发生衍射照射斜上方,可以实现光线以均匀亮度照射矩形区域,且该区域比照明元件更大。通过向矩形区域衍射亮度均匀的光线,可以显著减少LED的数量,此外将照明元件和图像拍摄元件配置于同一排的结构可使光学单元的尺寸变得更小,进而满足了狭窄移动终端框架对宽度的要求。

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图1  光学单元原型(左图:线框范围内 右图:原理图)

2. 快速轻滑触摸屏的滑动式输入操作和认证算法

用户可以用手指触摸移动终端触摸屏,沿着显示的轨迹滑动手指。当用户手掌通过光学单元时,光学单元可以连续拍摄手掌图像,同时,其位于触摸屏上的坐标数据也会被记录下来(图2)。光学单元尺寸变小,图像捕捉区域也会缩小,但通过滑动手指将静脉分布图分割成小部分读取,可实现对整个手掌静脉分布图的认证。基于轨迹滑动手指可以进一步提高读取区域的再现性。另外,富士通研究所还新开发了一种对分割读取的静脉分布图进行认证的算法,可以利用坐标信息选择适合用于认证的图像等(误识率0.001%,拒识率0.01%(重复1次))。

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图2  操作方法以及处理流程


效果

利用本次开发的技术,可将手掌静脉认证的光学单元宽度控制在8mm,达到了窄边框平板电脑等小型移动终端要求的可搭载尺寸。而且,基于滑动式输入操作和认证算法,在实现小型化的同时,又可达到与原来相同精度的认证水平。


今后

富士通研究所将继续开展光学单元与认证算法的研发,目标于2017年度将滑动式掌静脉认证技术投入实际应用。另外,基于开发出的复合光学元件等新型小型化技术,预计手掌静脉认证的应用范围将会扩大到各种使用场景。

注释

注1 株式会社富士通研究所:
社长 佐佐木 繁
总公司所在地 日本神奈川县川崎市