全球首款滑动式掌静脉识别传感器：宽仅8毫米

导读

昨日，富士通实验室有限公司宣布开发世界上首款滑动式掌静脉识别传感器。该传感器的光学单元足够小，宽度仅8毫米，便于集成到小型移动设备中，未来应用潜力无限。

掌静脉识别技术

掌静脉识别技术，一般是指采用近红外线感应器，获取手掌静脉的分布图像，并将图像样板存储，建立基于每个人的独特的手掌静脉数据库，然后通过再次读取的掌静脉图像，和数据库中存储的手掌静脉图像数据进行比较，从而达到生物识别，验证个人身份的目的。

掌静脉识别技术具有不易伪造（掌静脉属于非肉眼可见的生物特征，而指纹和人脸属于人体外部生物特征，容易被复制伪造）、高识别率、识别速度较快、非接触特性等优点，已经广泛应用于电信、公安、物流等多个领域。

前几年，富士通就发布了多款基于掌静脉识别技术的传感器和设备。富士通称这项技术为“PalmSecure? ”，同时还为使用 PalmSecure? 传感器的客户，提供有效支持解决方案，或者项目开发的软件开发工具（SDK）。

背景

难题

但是，掌静脉识别技术和智能手机之类的小型移动设备相结合，前提是要将光学单元做的足够小。这目前这是一个业界公认的难题，也是之前的掌静脉识别传感器所无法应对的问题。

掌静脉识别技术，利用了具有对人体安全的近红外波段的光线，照射手掌获取图像。掌静脉识别设备，由光学单元组成包括：一个照明元件、一个图像捕捉元件。为了均匀地照射整个手掌，照明元件（光学单元最宽的一部分），被安放在图像捕捉元件的周围。

所以，问题就来了：如何让元件变得更小？更进一步地说，如果图像捕捉元件变得更小，掌静脉上可以读取的面积就会更窄。所以每张图像读取掌静脉的区域，在注册或者验证时，就会变得显著不同，导致认证变得更加困难。

所以，开发一种新技术，既可以让光学单元变小，又可以达到高准确性，十分具有挑战性

突破

核心技术

富士通将光学单元的宽度缩小到只有8毫米，这样很容易匹配移动设备的触摸板。用户只需在触摸板上方，滑动手指，即可完成认证过程。这项突破的核心技术如下：

均匀照亮矩形区域的光学设计技术

为此，富士通实验室特别开发了一种复合光学元件，它利用了光的衍射现象。光在传播路径中，遇到不透明或透明的障碍物或者小孔（窄缝），会绕过障碍物，产生偏离直线传播的现象，这称为光的衍射。弗朗西斯科·格里马第（Francesco Grimaldi）于1665年发现此现象并描述道：

“光不仅会沿直线传播、折射和反射，还能够以第四种方式传播，即通过衍射的形式传播。”

LED 发出的光线会发生衍射，会呈斜对角地照亮上方，从而让光线可以均匀地照亮比照明元件更宽的矩形区域。通过以均匀的强度向矩形区域衍射光线的方式捕捉图像，LED的数量可以显著减少。

更进一步说，富士通实验室创建了一种让照明元件和图像捕捉元件处于同一排的结构，将光学单元的尺寸变得足够小，以满足移动设备狭窄的宽度要求。

　　图: P光学单元原型（左：虚线包围的区域是元件；右：原理图）

滑动式手掌静脉图像采集和认证算法

用户可以在移动设备触摸板上滑动手指，当用户手掌通过光学单元时，光学单元可以连续地捕捉用户手掌图像。同时，其位于触摸板上的坐标数据，也会被连续地记录。

光学单元尺寸变小，从而导致了捕捉区域变小，手掌通过光学单元时，手掌静脉图像是被分割成小片读取的，然后再组成整个手掌静脉图像，用于认证识别。

更进一步地说，富士通实验室开发了一种新型算法用于识别分割的手掌静脉图像，算法在验证数据时用到了例如图像选择的功能（认假率只有0.001%，而一次重试的拒识率只有0.01%）。

　　新技术的使用方式和处理信息的流程

　　所以，富士通新开发的这项技术结合了滑动式掌静脉识别的算法，使得该传感器的光学单元仍然具有高度可靠性。