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行使3D打印手艺、特制胶水等仿造指纹,从而破解手机、指纹锁……类似的手法早已从银幕被搬进现实。作为现在使用最广的生物识别手艺,指纹识别正面临攻击名堂繁多以及识别率有待提升这两大挑战。

克日,记者从浙江工业大学获悉,该校盘算机科学与手艺学院梁荣华教授团队与公安部第一研究所互助,研发出了新一代手指内部多模态生物特征采集手艺和响应仪器装备,可获得手指皮肤外面下1至3毫米深度的信息,采集到包罗内部指纹的高分辨率三维皮下结构信息,既为指纹识别平安增添防御屏障,也解决了指纹信息采集效果不佳等痛点。相关研究功效刊登于《IET图像处置》。

采集三维信息 填补传统手艺破绽

将手指放在指纹识别处,与之相连的显示屏随即投映出集内外指纹及汗腺汗孔在内的立体扫描影像——位于浙江工业大学智能感知与系统教育部工程研究中央实验室内,记者看到了团队研制的新型手部生物特征采集装备样机。

指尖皮肤主要由表皮层和真皮层组成。表皮层的顶部是角质层,其轮廓提供了外部指纹的详细示意,而在角质层和活性表皮层之间存在着活表皮毗邻区域,该区域的颠簸可代表人体的指尖内部指纹。

“指尖内部指纹是外部指纹纹线的泉源,不容易被损坏,可作为外部指纹的弥补。”团队成员、浙江工业大学盘算机科学与手艺学院王海霞副教授先容。

“现有指纹采集/识别手艺通过光线反射、电容传感和射频等方式来获取手指外面纹路,对纹路举行图形化处置,凭证纹路特征信息举行对比,实现身份认证。”王海霞先容,然则传统方式采集的指纹只有外部信息,很容易受到诸如灰尘、汗水、疤痕、伤口等环境的影响,加之随着人的岁数增进皮肤褶皱增多,导致指纹质量及识别精度较差。

公安部统计数据显示,我国有5%的人口其表皮指纹无法识别。与此同时,指纹识别手艺还面临伪造攻击的滋扰,假指纹膜制造成本低廉,工艺简朴,使得指纹识其余平安性大大降低。

2019年8月,央视《每周质量讲述》对指纹智能锁举行检测,28个品牌的32款智能锁可用假指纹膜解锁。此外,外洋已有科研职员行使电子产物指纹识别系统的破绽,借助智能算法实验研究“万能指纹”。

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“当今社会信息化手艺快速生长,信息平安与人身平安已经成为国家日益关注的焦点问题。”王海霞示意,单一身体特征或行为特征有时不足以证实小我私人身份,团队通过采集包罗内部指纹的高分辨率三维皮下结构信息,运用人工智能手艺对采集数据举行处置,乐成获取皮下指纹、皮下汗腺和汗孔等生物识别特征。

王海霞先容道,这些手指皮下生物特征的优势在于庞大的皮肤内部组织结构特征使得其伪造难度极大,人工伪造的指纹膜只具有外面指纹纹路,并不具有皮下指纹信息、汗腺等信息,可对传统指纹识别手艺存在的缺陷举行填补。

攻克四项难点 研发智慧安防利器

“超声波在组织中的衰减较强,还会受噪声影响,对皮下指纹的探测深度有限且成像分辨率不高。”王海霞先容,由于皮下组织结构的庞大性,光波在其内部经由多次散射,会使得成像中泛起散斑。

记者领会到,研究初期,团队总结了大面积皮下生物特征信息成像、强散斑滋扰下低质量信息增强、自顺应角质层深度差异化提取、跨平台下多模态特征信息采集这四项手艺难点。

通过将棱镜、滤光片、荧光光源、工业相机、光纤耦合器等器件全心设计组装,团队在全球局限内首次提出了一种划分行使全内反射(TIR)和光学相关断层扫描(OCT)同步采集外部指纹和内部指纹的指纹采集系统,连系了两个完全差其余光路系统,并使用自制的梯形棱镜将其融合。

值得一提的是,该系统接纳小光斑光纤准直器和长焦透镜保证光学相关层析成像有足够的面积,接纳自制的梯形棱镜组合TIR和OCT光路,实现相同的丈量面积和同步采集。

“每小我私人的皮肤角质层厚度不完全一致,团队为此开发出深度自顺应多卷积融合手艺,运用智能算法可凭证差异人体组织深度,准确获取皮下特征。”王海霞注释道。

团队成员、浙江工业大学盘算机科学与手艺学院2020级博士生于洋先后用特制假手指和指纹膜对样机举行测试诱骗攻击。记者透过显示器看到,由于没有内部指纹和皮下三维结构数据,假手指所得成像仅浅浅一层,即有用信息仅来自其外面的人造指纹。

“在指纹膜极薄的情形下,仪器甚至可以透过它提取到我本人的真实指纹信息,而指纹膜的指纹纹路信息与我真实手指的指纹信息是纷歧致的。”于洋注释道,相当于内外指纹等皮下结构信息,都是指纹解锁密码的组成部门,要准确识别必须用整套密码。

“此前,团队已建有包罗百余人的指纹数据库,准备再将数据容量扩大至千人。”王海霞示意,下一步,团队将团结企业对装备性能举行连续验证,同时降 *** 造成本,助力我国智慧安防建设。

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