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国外安防技术新进展
光纤指纹识别技术
指纹识别技术,在所有人体生物特征自动识别系统中,技术最成熟,实用性最强,使用最广泛,约占全部生物识别系统应用总量的35%。尽管如此,随着高新技术层出不穷的迅猛发展,指纹技术的开发与应用,近年来仍在不断开拓发展。
俄罗斯圣彼得堡电子科研生产联合体工艺设计局开发成功一种命名为德尔西的指纹自动识别系统,并在布鲁塞尔新发明国际博览会上获金奖。该系统的主要特点是综合了现有的光学指纹识别和集成电路指纹识别两种技术的优点。
光学指纹识别技术前期是借助带有物镜的电视摄像机来传输指纹的信息,后来刚采用了一种带CCD的仪器,其特点是分辨率相当高,然而整套体积却相当庞大。而使用场效应晶体管组装的电容式集成电路指纹识别系统虽然设备体积小,但由于它是利用紧贴鉴定装置的手指皮肤处的电容和间隙处的电容之差来读取指纹信息的,故其分辨率则要比光学指纹识别系统的分辨率低几成。此外,还由于这种鉴定方式是让被鉴定者的手指直接与鉴定装置接触,致使鉴定装置接触面多少要受到不洁痕迹的污染,因而其鉴定结果的可靠性也会受到折扣。
新型光纤指纹德尔西系统,内有一个带鉴定输入小孔的CCD,该输入小孔由光学纤维制成。被鉴定者将手指按住该小孔,便有一束光的脉冲贯穿手指,而后将指纹图像显示在输出端。因此,德尔西系统的分辨率相当高,完全可与体积庞大的光学指纹识别系统的分辨率相媲美。
德尔西新型指纹识别系统具有广泛用途,这不仅因为俄罗斯不久前刚通过了关于对指纹鉴定技术进行国家注册登记的法律法规,而且,这种光纤指纹识别技术极有助于警方搜寻刑事犯罪分子和精神障碍者。光纤指纹图像用于公民的所有证件,包括身份证、保险卡等等都是非常适宜的。该光纤指纹识别系统己取得俄罗斯和国际发明专利。
无镜头指纹识别技术
韩国山川野集团开发成功无镜头超压缩指纹识别技术,并已获得商品化突破性进展。其产品与广泛应用于个人身份识别及犯罪调查的传统指纹识别技术产品不同,除了体积小、不用镜头、仅需把光线投到手指上即可外,其价格也只有传统产品的十分之一。它可广泛应用于出入口管理门锁、电脑键盘、汽车门锁、自动提款机ATM、金融机构金库、委托保管箱和个人手机及信用卡等。该集团表示愿与中国企业界共同合作发展由其集团公司开发成功的无镜头指纹识别机,共同开拓中国的应用市场。
美国Veridicom公司也研制成一种指纹传感器,其体积小到足以同笔记本电脑或现金出纳机合用。这一系统使用一种无需复杂软件的特殊微型芯片。使用者只需把手指放在传感器上,计算机就会对照数据库中的指纹图样对指纹加以验核,然后绿灯亮起表示指纹核对相符。体积小,使用简便、快捷。
指纹识别电脑保密
日本富士通公司开发出一种小型电脑指纹识别装置,可自动读取指纹以识别身份。该小型装置安装在情报系统终端。装置中包括电脑普遍使用的PC卡及小型图像读取装置,重约100克。在其上部装有玻璃透视镜。一旦手指接触镜面,装置即将指纹自动转换为电信号,通过电话线传送到其情报系统中枢电脑中。假如其与事先记录的指纹信号相符,那么电脑将顺利接通情报系统,开始情报传递处理工作。
过去为了对企业内部情报系统进行保密,操作者都制定了密码口令,只有输入正确的口令,电脑才予以确认。但如此举措仍屡遭不法分子盗用;为安全起见,操作者只好不厌其烦地加长口令并频繁更换。如今,有了指纹识别装置,这些麻烦便迎刃而解了。
康柏电脑公司也成功开发了这种电脑用指纹识别装置,有效地防止了电脑内的信息被盗取或更改,并省去
日本电信电话公司最近也制成这种高性能指纹识别系统,与电脑系统相连,以验明操作者身份。该系统实际上由指纹读取装置及IC卡组成。它除了用于本公司电脑系统外,还打算利用这项技术以开发新的通信设备,预计在2001年推向市场。
靠指纹打开手机
德国西门子公司在德国汉诺威举办的电脑博览会上展示了一台只有持机者才能打通的移动电话样机。使用时,持机者将大姆指贴在手机面板上的一个凹孔里,凹孔下面带有的65000个光学传感器的微电路立即对该指纹进行识读,同时将其与存储在手机内部微电脑中的该机主人的指纹印迹相比较,确定无误后便可打通该手机;否则打不了。
据称,由于这种识别指纹的新工艺采用了微电子技术,因而价格低廉,具有广泛应用前景。
电子锁自动识主手枪
据报道,在美国有近20%的警察是死于他们自己的警用枪支的枪口之下。这个数据无从查考,或许有所夸张,但事实却并非罕见。令人备受困惑的是:如何防范犯罪分子使用不属于他们自己的武器来行凶呢?不难设想,如果在手枪上装上一个只能由枪主人使用才有效的安全装置就可以了。
著名的科尔特(Colt)武器公司近3年来耗资50万美元研制成一种警察专用手枪,它只有拿在主人手里才能射击。为此,射手应在手腕上戴一个装有小功率发送特定密码的无线电发射机的小盒。如果发射机离开手枪超过几厘米,则信号就不会到达,从而无法扣动扳机。因此,该枪即使被盗窃或被抢夺时,他人都无法射击。其作用原理是:发射机发出特定的无线电波,由电波控制枪托中的电子栓。如果枪主人不用枪时,电子栓就会使枪支的机械 装置锁住。据称,这种有保安装置的枪支价格要比普通枪支高出200至300美元。
科尔特公司最近还研制出一种更为精巧的装置,它可辨别武器所有人的指纹,它是靠一个装入武器内的极小芯片屏幕来实现的。
位于德国巴登符腾堡州的布莱茵林根武器公司也研制成功这种新型手枪,只有使用者的指纹与枪支内微芯片存储的指纹资料相符合,手枪才能击发;否则,手枪不会解除安全保险。
网上交易,启用生物特征识别技术
网络时代的到来,给安全防范领域的远程图像传输带来了新的可能;电子商务的迅猛发展,又给安全防范技术提出了新的挑战。在这里,现代化的人体生物特征自动识别技术巧妙而有效地派上了用场。
富有经验的商家越来越认识到,网上交易需要买卖双方验明正身,特别是网上进行的国际贸易更需要有效的技术来鉴定真伪。近来,美国一些电子商务公司开始应用人体生物特征识别技术来进行身份核对,扫描使用者的指纹便是其中的首选。
由于先期使用过的 密码口令 和尔后发展起来的数码证书及智能卡等使用起来漏洞太多而不尽人意,电子商务的开发商们最近在生物识别技术的应用程序接口(API)的标准方面取得了一致,可以用于视窗或其他操作系统。美国微软公司最近已表示,将在新的视窗系统中安装生物识别技术应用程序接口。
据报道,美国最大的银行美洲银行最近也开始为一些用户提供指纹识别服务:用户要想进入该银行的网上财务服务系统,除了网口令、个人身份号码外,还需要提供指纹。这就大大提高了系统的安全性。此外,一些美国的国际贸易公司也正在积极试用指纹识别软件。目前的国际交易大多需要通过银行签发许可证,但许可证并不可靠,常常便商家陷入各种形式的骗局。有统计表明,使用生物识别技术不但更可靠,而且可以使买方平均节省5%的费用,即省去付给经纪人的佣金和银行的服务费。
除了技术上的进展因素之外,需求的推动也决定了人体生物特征识别技术在电子商务领域内的应用潜力。据国际生物识别产业协会评估,生物识别技术的软件和硬件市场,可望在10年内达到每年20亿美元的规模。
三维扫描身份识别技术
剑桥大学神经动力学研究小组新近开发成功一种世界上第一个能迅速对人的面孔进行三维扫描、进而搜索储存罪犯资料的数据库系统,并能判断所扫描的面孔是否与某一罪犯相一致。这套三维扫描计算机系统正在英国机场试用。
该系统被安装在机场安检通道上,当旅客通过该系统时,前置的摄像机拍下他的面部图像,两侧的激光发射器发射出低能量激光束扫描他的侧面轮廓,计算机将面部图像与侧面轮廓组合起来,得到他头部的三维图像,再与数据库中储存的罪犯(例如大盗犯、走私犯、通辑犯)的头部图像进行对比,以此判断该旅客是否为你所要捉拿的罪犯。
专家认为,对面部进行三维扫描非常必要,因为二维扫描通常是通过计算五官之间的距离来识别面孔的,而当面部与摄像机的夹角改变时,五官之间的距离则随之改变, 判断就会产生误差。三维扫描精确得多,除非罪犯用外科手术改变了面容,否则无论是蓄胡子,还是戴眼镜,抑或挤眉弄眼、左顾右盼,都欺骗不了该检测系统。
该研究小组还计划将此成果应用在银行安保系统,让其把关,只允许指定人员进入安全敏感区域,并进一步扩展到取款人身份识别的应用。它的成功,将有助于进一步提高机场、银行等场所的安全技术防范水平,将进一步促进生物特征识别现代化技术的发展。
分析步态身份识别技术
实践和经验表明,犯罪份子在抢劫银行时常蒙头遮面或进行乔装打扮,这往往给安全防范电视监控乃至破案带来困难。如何另立对策? 英国科学家正在研制一种通过分析走路姿态以识别嫌疑犯身份的安防系统。
英国南安普敦大学研究人员指出,除非经过刻意训练,人的走路姿态一般说难以进行伪装。因此,步态有可能起到与面容类似的识别作用,以此可帮助增强技防和破案能力。
步态分析的好处是证据容易收集,使用低分辨率摄像机便可从远距离、任何角度拍摄下可供分析的步态图像。研究人员计划,该系统除用于侦破银行抢劫案外,还可用于其他场合的安防领域。例如,一些女贼会装成孕妇进入超级市场,并将偷盗的商品藏于腹部。步态分析能很方便地识别这些假孕妇,这是因为受体内胎儿的影响,真正的孕妇行走时会有自己的特征,而这特征并非轻易就可模仿。
南安普敦大学马克·尼克森等人已初步研究出两种步态分析方法,其中之一是考察人腿部关节的摆动特征。研究结果表明,人在行走中腿部关节摆动与钟摆类似,但又不像钟摆那样有规律。而不同的人关节摆动一般具有独特性,据此即可判别人的身份。另一种方法主要以数据分析为基础,通过分析肢体形状、手或腿在行走中角度的大小等来对不同的人进行识别。结合这两种方法手段的长处,即将研制出具有较强识别能力的实用性系统。
三维智能防盗监视系统
英国和澳大利亚研究人员合作新近研制生产出世界上第一台三维视觉防盗监控系统。如果盗贼进入安装了该系统的建筑物内,便可准确地将他辨识出来。
据称,该系统的特点是利用所监视场景的三维图像来剔除所有不必要的误报警;它可利用同种摄像机监护几百种单独放置的物品。博物馆中成千上万个分散放置的艺术品,就不需要一对一的红外或微波摄像机。
该三维智能系统已引起英国和澳大利亚博物馆和画廓的兴趣。一套非锁定的、由4台摄像机组成的三维监视系统价格不到3000英镑。
这种新型三维监视系统使用英国新开发的面孔识别技术,使用玛丽王后谢菲尔德大学开发的软件,把人的面孔转换成高度压缩的数据存贮在计算机中。这是一种独特的面孔条形码。这种条形码不仅可节省计算机的存贮空间,而且使用方便,查寻速度快。
美国南加利福尼亚大学和德国波鸿大学的科学家合作组成一个研究小组也开发研制了这种三维面孔识别技术。他们是模拟了大脑辨认图像的技能,采用模糊处理方法抓住每个面孔的特点进行处理,并将其与数据库中的面孔图像相对比。
智能芯片车锁
Exel微电子公司成功研制出世界上第一个变码接触安全集成电路芯片——Surelock IC,广泛适用于车锁,防止未经许可的人使用和汽车被盗。该芯片能承受2000伏静电放电峰值电压,耗电仅1毫微安。目前该芯片已用于汽车锁具和出入口控制门锁。
该芯片成对工作,一个在车内,一个由驾车人随身携带。芯片的密码系统采用极为复杂的变码程序,每次被识别后就会改变其32位数字组合,要想仿制一个芯片并与密码匹配,需用40亿次试验,人工操作约需13年时间。该芯片另一特点是它为真正的独立元件,只需用3根线连接:电源线、地线和一根双向数据线。该芯片成本低廉,售价仅90美分。
芯片锁具使用方便,将钥匙插入锁孔后,孔内的3个金属刷接触器与相应电路上印刷电路相吻合,钥匙上的芯片就会复活,并与主芯片进行数字对话,以此检查钥匙是否正确。
Exel微电子公司的这种微型芯片,尺寸只有2.7mm×2.lmm,能把传统的车用钥匙转变为智能 计算机外设,与车内主芯片实现对话。芯片上的密码电路可防止车辆被盗,其512位EPROM可实现编程,使汽车的每种计算机控制功能独立化。
智能电池汽车防盗系统
美国西尔斯(Sears)公司新近研制成功一种汽车电池,在此电池上加装一部微型电脑,便使电池能够有效防止任何类型的汽车被盗。这种智能电池外表上与普通汽车电池没有区别,安装方法也一样;不同的是,智能电池不但供电,还加入了掣动器技术。有了这种技术,即使盗贼成功登车,也无法启动引擎将车开走。
智能电池的运作方式如下: 它会与一个跟普通汽车防盗系统相似的遥控器一起售出,车主只需在离开汽车时按下遥控器,电池便会进入保护程序,此后若有任何企图启动汽车,引擎在震了两三下以后便会假装缺电而停止工作,而且电池还会大响一声,若登车者是盗贼,也能吓退他们;若是车主登车,则是通知车主此时先要关掉保护程序。该智能电池开始面市,售价169美元,约为普通汽车电池价格的两倍。
移动电话汽车防盗系统
匈牙利一位专家拉扎罗·泽克利最近研制出通过移动电话控制汽车防盗系统的技术,一经上市,深受欢迎。
此项技术构思简单,但很巧妙,其核心是移动电话与汽车防盗系统的结合。倘若您的汽车门被盗车贼打开,汽车上的一个传感装置便会自动拔打您的手机,告诉您汽车已被盗贼侵入。这时您就可以通过手机向汽车发去一个密码,汽车上的传感装置收到这个密码后,就会自动切断油路和电路迫使汽车停下来。然后通过全球卫星定位系统,就能找到您的车在什么地方。据称,此项技术目前已在87个国家申请了专利。
使用英特网监控住宅安全
emWare公司最近开发成功一项全新理念的安防技术,可使上班的人们透过Internet来监控自家住宅的安全,用户只要在计算机运行的网络测览器软件中用鼠标点击一 下,即可使用该技术达到监控的目的。
emWare公司展示了这种将专用装置与计算机相结合应用的产 品,其关键是嵌入式微接口技术(EMIT)。该技术可以利用计算机网络测览器软件和一台摄像机,对住宅门锁的开启和各种状态进行监控。EMIT的技术基础是嵌入了专用芯片的网络服务器。这种服务器容许客户通过某种方式(如调制解调器、Internet网)与之相联的计算机调用和控制这种专用装置。这种新型的、可在网络上使用的系统能够利用计算机进行各种复杂的处理工作,其本身只要具有一些简单的处理能力,从而大大简化了其构造。该设备仅需配置一个750字节的只读存贮器ROM和一个28字节的随机存取存贮器RAM。
据称,该系统的软件除了可以控制门锁外,还可控制家中的恒温设备、安全设备、娱乐设备等,甚至可用于监护住在家中的病人。
数字水印防止伪造证件
德国弗劳恩生产设备与设计技术研究所的研究人员最近开发成功一种加数字水印来防止用纸制作证件被伪造的技术。以制作个人身份证为例,一般要经过扫描照片、签名、输入制证机、打印和塑封等过程。上述新技术是在打印证件前,在照片上附加一个暗藏的附加水印。具体做法是在照片上对某些不为人们注意的地方进行改动。处理后的照片用肉眼看去与原来完全一样,只有专用的扫描器才能发现水印。 据称,这种方法可以迅速无误地确定证件的真伪。
该研究所还正在开发另一种新的系统,既可在照片上加上牢固的水印,也可以经改动而使水印消失, 使任何伪造企图都无法得逞。
新型漫射式X射线安检设备
美国海关新近开始装备一种新型X光机,它不是直接用X光照射检查,而是借助它反映出来的影像进行识别处理。该装备用于检查所有目标都很方便,从活人体到几吨重的载重卡车。具体做法是,用电脑处理漫射在目标上的X光辐射能的资料,从而形成一个完整的影像,例如,检查出箱子或者载重卡车内藏匿的枪支、麻醉剂、爆炸物或偷渡客。据称,采用这种新型安检设备,被检人受到X光照射的剂量,要低于在1万米高空中飞机飞行1分钟所接受的宇宙射线的剂量。
塑料炸弹快速探测
欧美一些国家对机场爆炸物探测除使用X射线外,多采用痕量分析法,即用仪表采集被检测物品周围的空气,然后用化学分析方法检测采集的空气是否含有炸药的成分。这种方法花费时间长,难以大面积推广。此外,这种痕量分析法(亦称踪迹法)虽可检测出硝化甘油(NG)和梯恩梯(TNT)炸药,但很难检测出塑性炸药。这是因为塑性炸药的主要成分是环三亚甲基三硝基胺(RDX)和太安炸药(PETN),这种炸药的蒸汽压只有梯恩梯炸药的千分之几,因而很难快速地检测出所采集空气中极其微量的炸药成分。要想采用此法进行检测,首先必须对采集的空气进行浓缩,或者对被检测物品进行加热以促进炸药的挥发。但这样做又必须耗费较长的时间,因而不可取。
日本日立公司为了克服上述缺点,最近正在研制一种高灵敏度的快速探测装置。该装置利用吸嘴采集被检测物品周围的空气,采集的空气通过0.8毫米直径的细管进入质量分析仪。质量分析仪有互相重叠的3个圆盘,每个圆盘都是各自独立的环状电极。采集的空气相继流过3个圆盘,空气中的物质在电磁波的作用下电离并形成离子流。 离子化的物质在质量分析仪中被浓缩,从而可测出该物质极其微量的蒸汽压,并可根据离子确定炸药的种类。试验结果表明,从采集空气样品到得出结果,每次检测仅需1至2 秒钟,而从电离到得出结果也只需0.2秒左右。该检测装置还可用于对麻醉品等毒品的检测。目前,该技术正处于样机改进阶段,准备尽快投入实际应用,安装在日本的机场、 海关和发电厂,并计划出口到国外。
体味的安防应用
研究表明,每个人身上都散发出一种独特的人体气味,生理学家称之为体味。由于每个人所进食的食物成分不同,加上代谢的机制也有差异,故人的体味各不相同,这就构成人体生物的又一特征。
最近,科学家利用现代技术对人体气味进行测定发现,体味所含的物质多达数百种。其中由呼吸系统排出的有149种,尿液中的有299种,粪便中有196种,汗液中有152种,通过皮肤排出的还有相当一部分。
因为人各有味,所以对体味的研究就为安全技术防范提供了人体生物特征自动识别技术的又一新途径。例如,利用体味的唯一性制造门锁,被视为量保险的锁。日本科学家新近研制成这种以人的体味为钥匙的锁,以主人的体味为指示器来控制锁的开关。当主人站在锁前时: 他身上特有的气味就会使指示器拨出信号,打开门锁,既便捷又安全防丢失,格外保险。
比利时兴建气味库
居于体味的唯一性,比利时警方继建起指纹库和DNA档案库之后,最近在比利时首都又建起国家气味库,以便更好地加强安全防范及侦破工作。该库目前已收集到了300余个体味标本,其中少量是研究人员自己的,而大多数刚来自犯罪现场的实物,如罪犯的一只鞋或一只杯子。负责国家气味库的气味专家拉布拉说,鉴于迄今为止尚无准确性较高的分辨气味的仪器可供实用,在气味库担任主角的仍是受过专门训练的警犬。目前,一只优秀 的辨味犬的成功率可高达95% 以上。而这个成功率尚须进一步提高,但更关键的是要设计出更为科学的收集和存贮气味的方法。
欧洲其他国家如英国、法国、荷兰对体味技术都先后做了一些工作,且对比利时的国家气味库都颇感兴趣,并密切注视着其试验和发展。他们希望在自己国家也能建立各自的国家气味库,以提高本国的安防和破案能力,并为联手打击国际罪犯提供一个新的强有力的武器。
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