员工指纹身份识别系统技术解决方案

开发背景：

为了加强管理，某公司希望在其厂区使用指纹识别技术进行员工考勤。在众多的用于身份验证的生物识别技术中，指纹识别技术是目前最方便、可靠、非侵害和价格便宜的解决方案。指纹识别作为识别技术有着悠久的历史，这种技术通过分析指纹的全局特征和局部特征，从指纹中抽取的特征值可以非常的详尽以便可靠地通过指纹来确认一个人的身份。平均每个指纹都有几个独一无二可测量的特征点，每个特征点都有大约七个特征，我们的十个手指产生最少4900个独立可测量的特征--这足够来确认指纹识别是否是一个更加可靠的鉴别方式。指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征；如果我们想要增加可靠性，我们只需登记更多的指纹，鉴别更多的手指，最多可以多达十个，而每一个指纹都是独一无二的；扫描指纹的速度很快，使用非常方便；读取指纹时，用户必需将手指与指纹采集头相互接触，与指纹采集头直接接触是读取人体生物特征最可靠的方法。这也是指纹识别技术能够占领大部份市场的一个主要原因。该公司厂区估计员工人数为：3-5千人，厂区内共有3个大门、10个小门，员工指纹考勤点分布在各个小门的入口处，每个小门考勤人数大约为400人，即本系统解决方案需要完成3-5千名员工的日常指纹考勤管理。

主要技术困难及其解决方法：

一、人数多

1、指纹识别算法方面
尽管Biokey是目前最快的指纹识别算法，但是若以4千人每人登记2枚指纹来算，整个系统需要登记的指纹数为8千枚，在PentiumⅢ 800的计算机上考勤通过的平均验证时间就达到了3秒，而考勤失败的验证时间达到了5秒，这显然是不能够接受的，因此必须采取必要的手段来解决此问题。在考勤时，人们能够接受最多3秒的验证时间，因此一个验证终端验证指纹时搜索的范围就不能超过4000枚指纹。
方法一：在某一个验证终端，限制搜索的人数在可接受范围。例如只允许某一分厂的员工在该厂前的考勤机上用指纹签到，而在别处签到时不能识别。通常情况下，员工只需要在自己的分厂进行考勤、也只能进出自己的分厂，因此这种方法可以运用在小于2000人的分厂上，进行考勤是可行的。然而对于大门处的考勤管理，每一个分厂的员工都有可能使用，因此就不能使用该方法了。
方法二：在比对指纹前输入工号。这样一来，系统只需要比对与该工号相同的登记指纹即可验证员工的身份，属于一对一的比对，因此对于能够在此验证的员工数量就没有任何限制了。该方法的缺点在于：必须输入员工的工号，这会增加员工的记忆负担和使用时的操作时间。

2、员工操作方面
由于上下班时间比较集中，因此上下班时的考勤就会聚集很多员工，必须要保证他们能够在短时间内完成考勤，不应该出现排长队现象。每个人考勤的时间不能简单地计算为计算机比对指纹的时间，因为员工还需要有走向考勤机、按指纹的过程，另外指纹有可能一次识别不出来，也可能员工操作不当，导致识别失败等等，根据实际经验，每个员工的平均通过时间为3秒。以20分钟作为一次考勤的时间估算，一个考勤点可以容纳450人同时考勤。考虑到突发事件的存在，因此每个考勤点只能按400人计算。
对于大于400人的分厂，建议必须按照实际人数的多少来设立考勤点的数量，例如1000人同时上下班的分厂应该设立3个考勤点,或者一台计算机连接3个考勤终端。少于400人的分厂可以只设立一个考勤点。

二、 指纹识别技术的不可靠性

指纹识别技术并非100%可靠，存在着两个指针"拒真率"和"认假率"用来刻画一个指纹识别系统识别的可靠性：
拒真率：指系统把不能识别一个已经登记的指纹的概率百分比。
认假率：指系统把一指纹错误地识别成为其它指纹的概率百分比。
中控科技的Biokey指纹识别技术是目前最可靠的指纹识别技术之一，标称的拒真率为1.0%，认假率为0.001%，这意味着4000名员工中，有50名左右的员工指纹识别难于通过，同时以最多的4000名员工的分厂计算，一个月可能会出现一次误判。
拒真率和认假率是两个相互制约的指针，降低其中之一，另一个就会上升。由于认假率是一个非常关键的指针，我们必须保证至少在一个月内不会出现过多的误判。对于出现误判时，必须管理员在管理程序中修改纪录，以保证考勤的正确性。
输入号码和结合卡使用是解决系统识别性能的最有效方法。比对指纹时仅仅与自己的指纹进行比对，因此不存在认假的可能性，为了防止代人考勤，认假率可以调节到0.1%左右，此时的拒真率为0.6%，把识别困难的人降低到了24人。

三、小结

如果有专人负责考勤的统计，那么可以只用指纹进行考勤，对于大型的工厂和企业来说，这是首选方案。如果不希望出现误判情况，可以采用ID+指纹的方式进行考勤。