■傅俊勇

護(hù)照閱讀器軟硬件的發(fā)展與運(yùn)用

■傅俊勇

隨著中國國際貿(mào)易的發(fā)展和對外交流活動的日益增多，護(hù)照，越來越成為人們生活中不可缺少的證件。這就為護(hù)照閱讀器帶來了龐大的市場。

目前護(hù)照閱讀器發(fā)展情況以及國際標(biāo)準(zhǔn)

隨著中國成為國際貿(mào)易中不可或缺的一員，護(hù)照越來越成為人們生活中不可缺少的證件。護(hù)照閱讀器,是用于讀取護(hù)照信息的光學(xué)儀器。目前主要用于國際口岸的出入關(guān)檢查、領(lǐng)事館簽證、涉外飯店住宿登記以及海關(guān)檢查、國際航班旅客資料采集等領(lǐng)域。護(hù)照閱讀器的主要功能為快速準(zhǔn)確地讀出各種符合ICAO 9303標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)讀旅行證件（包括機(jī)讀簽證、港澳居民來往大陸通行證等）上的機(jī)讀碼，并將護(hù)照特殊的機(jī)讀碼傳上傳給上級管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以便對此證件信息進(jìn)行比對和登錄。

護(hù)照閱讀器應(yīng)用國際標(biāo)準(zhǔn)的近紅外面陣圖像傳感器成像技術(shù)原理，迅速讀取依據(jù)國際民航組織標(biāo)準(zhǔn)ICAO Doc 9303設(shè)計(jì)的本式或卡式OCR證件，如機(jī)讀護(hù)照、簽證、大陸居民前往臺灣通行證、港澳居民來往內(nèi)地通行證等。實(shí)現(xiàn)持證人個(gè)人信息的自動錄入，減少檢查員工工作壓力及人為失誤，加快了通關(guān)速度。

普通證件閱讀器采用白光和紅外光進(jìn)行掃描，可以讀取與ICAO 9303兼容的證件—護(hù)照、簽證和公民身份證信息；可以讀取IATA標(biāo)準(zhǔn)ATB、TAT證件信息；也可讀取所有3軌和4軌磁道中獲取磁性編碼數(shù)據(jù)信用卡、常旅卡和ATB2s信息；還可讀取1D條形碼的信息。整頁式證件閱讀器采用白光、紅外光和紫外光進(jìn)行掃描，可以讀取包括照片在內(nèi)的整頁信息，還有證件防偽校驗(yàn)功能。

傳統(tǒng)護(hù)照證件和防偽技術(shù)概述

傳統(tǒng)照證件指以印刷為基本形式制作的護(hù)照證件。目前世界上大多數(shù)國家，都在使用這種護(hù)照證件。根據(jù)國際民用航空組織)制定的標(biāo)準(zhǔn)，大部分國家所制作的護(hù)照都采取統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格，為了防止本國護(hù)照被偽造，大都采取一系列的防偽措施，特別是一些發(fā)達(dá)國家，為了遏制非法出入境和移民，更是在護(hù)照的防偽上煞費(fèi)苦心。綜觀世界主要國家，如美國、日本、加拿大、瑞士等國護(hù)照證件，所采取的防偽措施主要有：

紙張方面

大多數(shù)國家的護(hù)照所選用的紙張都是質(zhì)地較好的幣紙，并且在紙張上設(shè)計(jì)許多防偽技術(shù)，常見的有：水印、熒光纖維和熒光點(diǎn)、安全線（防偽條等）。

水印(Watermark)，通常是在紙張的生產(chǎn)過程中，用事先設(shè)計(jì)好的模具或印刷滾筒壓制而成，將紙張對著光可清楚地看到水印，在紫光燈下水印沒有反應(yīng)。這種技術(shù)已普遍用于護(hù)照的制作過程，不同的國家采用不同的水印圖案，如美國護(hù)照按照各個(gè)州成立的先后順序分別將該州的地圖圖形制成水印加入相應(yīng)的頁碼。

安全線(Security thread)，是用一條合成磁帶(有時(shí)是縮微文字)穿過紙張，以防紙頁被揭換或偽造，通常是在紙張生產(chǎn)過程中制作而成，如瑞士的護(hù)照及身份證上就有熒光的安全線。

熒光纖維和熒光點(diǎn)(Fluorescent fibers dots)，這種暗記在正常光線下看不出來，只有于熒光燈下在紫外線光的作用下，產(chǎn)生光激發(fā)現(xiàn)象，熒光點(diǎn)和熒光纖維處才會發(fā)亮發(fā)光，較其他部位明亮。

印刷方面

護(hù)照的印刷一般來說比較精致，在印刷中也常常采取許多先進(jìn)技術(shù)，如背景印刷、凹印、暗影圖像、熒光印刷、縮微字母印刷、彩虹印刷、扭紋印刷等。

背景印刷，將許多圖案、花紋印制在護(hù)照紙張上，護(hù)照的內(nèi)容則印在背景圖案上。這樣，如果偽造者進(jìn)行涂改，就會破壞圖案的連貫性和一致性。背景圖案已成為護(hù)照最普通的特點(diǎn)。

凹印(Intaglio printing)，印出的圖案是由豐富的線條組成的，將凹紋印刷技術(shù)和特殊印刷墨水使用于紙張表面，會使圖案周邊有隆起的效果，而平面印刷圖案則給人以呆板的感覺。

暗影圖像(Latentimage)，這種圖像使用的是凹印技術(shù)，將有圖像的區(qū)域朝向光源改變角度，圖像會逐漸變得清晰可見，看見的圖像是在光線平射時(shí)由凹印隆起邊緣的陰影形成的。最典型的是加拿大簽證，其“IMMIGRATION”（移民局）字樣隱藏在凹印的渦卷形顯示的國名“CANADA”（加拿大）字樣中，當(dāng)朝向光源，在一個(gè)很低的角度從下往上看時(shí)，“IMMIGRATION”字樣就會顯現(xiàn)出來。

熒光印刷(Fluorescent printing)，已日益成為最普遍的防偽手段，它應(yīng)用在自然光下不可見的熒光墨水，紫光燈下有熒光反應(yīng)，如我國新版護(hù)照在紫光燈下有長城熒光圖案，很多國家則把國徽作為熒光圖案印刷在護(hù)照頁上。

縮微字母印刷，用極小的尺寸印刷，肉眼很難看出，防偽非常有效，如美國護(hù)照頁碼下有--條黑色的線，用肉眼看只是條直線，但在顯微鏡下，則會清晰地看到這條“黑線”是由一系列“UNITED STATES”（美國）國名字母所組成。

彩虹印刷(Rainbow printing)，是用許多顏色的印刷油墨印刷出來的，像彩虹一樣美麗，而偽造者往往很難把握油墨顏色之間的過渡，從而影響印刷的效果。

裝訂方面

護(hù)照的裝訂有些國家采用熒光線，即該線在紫光燈下會發(fā)亮，而肉眼看時(shí)則是普通的線；有的對所有的護(hù)照頁碼都采用打孔的方式，當(dāng)然這種打孔頁碼非常整齊、美觀，且有暗存的含義。

簽發(fā)過程方面

護(hù)照上一般要有發(fā)照機(jī)關(guān)的印章，這種印章有的采用濕式，有的采用干式，有的用鋼印，還有的用熒光印，并且對載有持照人資料情況的一頁(往往在封二)采用塑封(Lami-nate film)的形式。同時(shí)，在照片的粘貼方式上也不斷改進(jìn)，有的國家用鉚釘固定，有的用雙面膠粘貼，目前最先進(jìn)的是數(shù)字式照片(Digitized photograph)，也就是數(shù)字影像的電子打印，即從現(xiàn)代化數(shù)據(jù)庫中提取個(gè)人照片、簽字及其他可視或生物統(tǒng)計(jì)學(xué)信息，與傳統(tǒng)的文本資料相結(jié)合，產(chǎn)生完整的圖像卡。數(shù)字式照片的產(chǎn)生是電子打印技術(shù)的革命性發(fā)展與許多其他電子成像技術(shù)一起驅(qū)動的成果。這種數(shù)字式照片改變了傳統(tǒng)的照片粘貼方式，使護(hù)照頁與照片結(jié)合成一體，從而使偽造者望而卻步。德國的歐共體護(hù)照最早采用這一技術(shù)，如今美國、日本等國也紛紛采用。

以上這些防偽措施，大都是在護(hù)照證件的內(nèi)容上做文章，目前一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)著手對護(hù)照證件的制作形式進(jìn)行研究，開發(fā)出了一些新型的護(hù)照。

護(hù)照閱讀器中OCR光學(xué)字符防偽技術(shù)的運(yùn)用

OCR光學(xué)字符識別防偽術(shù)在證件上的應(yīng)用

OCR（Optical character recognition光學(xué)字符識別）技術(shù)出現(xiàn)于上世紀(jì)50年代中期，至今已有40余年的歷史。70年代后期，由于LSI及CCD器件的出現(xiàn)使其進(jìn)入了一個(gè)嶄新的實(shí)用階段，在計(jì)算機(jī)自動錄入、票據(jù)識別、信函分揀、資料分析等很多方面獲得了廣泛應(yīng)用。

近十幾年來，它又被成功移植到證件行業(yè)上來，并制定出了相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。由于其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，在護(hù)照、簽證、身份證及大型會議代表證等ID（Identification）領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。OCR證件閱讀器（OCR ID document reader）就是用于識讀此類證件的計(jì)算機(jī)專用外部設(shè)備。該設(shè)備融光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，涉及模式識別、圖像處理、人工智能等學(xué)科知識。

OCR技術(shù)的識別原理可以簡單地分為相關(guān)匹配識別、概率判定準(zhǔn)則及句法模式識別三大類。相關(guān)匹配識別是根據(jù)字符的直觀形象提取特征，用相關(guān)匹配進(jìn)行識別。這種匹配既可在空間區(qū)域內(nèi)及時(shí)間域內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)也可在頻率域內(nèi)進(jìn)行，相關(guān)匹配又可細(xì)分為圖形匹法、筆劃分析法、幾何特征提取法等；利用文字的統(tǒng)計(jì)特性中的概率分布，用概率判定準(zhǔn)則進(jìn)行識別稱概率判定準(zhǔn)則法，如利用字符可能出現(xiàn)的先驗(yàn)概率，結(jié)合一些其它條件，計(jì)算出輸入字符屬于某類的概率，通過概率進(jìn)行判別，根據(jù)字符的結(jié)構(gòu)，用有限狀態(tài)文法結(jié)構(gòu)，構(gòu)成形式語句，用語言的文法推理來識別文字的方法就是語句模式識別法。近年來，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊數(shù)學(xué)理論的發(fā)展，對OCR技術(shù)起到了進(jìn)一步的推動作用。

衡量一個(gè)OCR系統(tǒng)性能好壞的主要指標(biāo)有：拒識率、誤識率、識別速度等。

近些年來，現(xiàn)代證件技術(shù)和OCR技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了OCR技術(shù)和證件技術(shù)的簡單揉和，也不是普通OCR的簡單化，而是一門受到有關(guān)各界廣泛重視的，具有較大發(fā)展前途的新興技術(shù)。一般情況下，我們把采用此項(xiàng)技術(shù)的證件成為OCR證件（OCR ID document）把OCR證件信息的讀出設(shè)備成為OCR證件閱讀器（OCR ID documents reader），并稱適應(yīng)于OCR證件的文字識別技術(shù)為證件OCR。OCR證件技術(shù)研究涉及多項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（或某些領(lǐng)域的權(quán)威機(jī)構(gòu)）頒發(fā)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，研究內(nèi)容包括：有別于傳統(tǒng)證件的制作工藝和頒發(fā)流程、專用的信息讀出設(shè)備，適用于OCR證件的證件信息管理系統(tǒng)。

一般來說，適于采用OCR技術(shù)的證件主要是一次性頒發(fā)，長時(shí)期有效，信息不可改寫的身份證件，如由政府機(jī)關(guān)頒發(fā)的護(hù)照、簽證、居民身份證、兒童證等?？傊?，隨著應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，OCR證件從1990年以來，已有加拿大、美國、日本、新加坡、泰國、南韓等十幾個(gè)國家的國民護(hù)照上采用了光學(xué)字符（OCR），使護(hù)照證件能夠機(jī)讀，大大地加快了通關(guān)速度。此外，還有荷蘭、法國、列支敦士登等國家頒發(fā)了含有OCR字符的身份證件。我國的因私護(hù)照也在1992年推廣了在資料頁上打印OCR字符的工作，設(shè)計(jì)有三行OCR字符的“港澳居民往來內(nèi)地通行證”也已正式啟用。

OCR證件閱讀器是OCR證件是否能很好地推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在。OCR證件閱讀器其主要功能是盡量快速、準(zhǔn)確地識讀證件上的機(jī)讀碼信息，一般地說，閱讀一本證件的時(shí)間應(yīng)2秒，按字符計(jì)識別準(zhǔn)確率應(yīng)達(dá)到99.9%以上。

與普通OCR系統(tǒng)不同，OCR證件閱讀器不可能采用普通掃描儀掃描圖像，必須有專用的圖象掃描設(shè)備；此外，針對證件這一特殊對象，文字識別軟件較普通OCR也存在一些差異。一般情況下，我們可以把OCR證件閱讀器粗略地劃分為由圖象掃描和字符識別兩大部分組成，不同的設(shè)計(jì)，其實(shí)現(xiàn)方案也不同。

護(hù)照圖像對比軟件在護(hù)照閱讀器中的識別與運(yùn)用

護(hù)照圖像對比軟件是針對每次讀取護(hù)照的圖片信息與第一次錄入的護(hù)照的圖片信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫匹配比對。首先軟件對海關(guān)錄取的第一次護(hù)照照片信息作為基本數(shù)據(jù)庫的護(hù)照信息，通過以后每次錄取的所拍攝的照片進(jìn)行比對，得出一個(gè)圖像相似度百分比來判斷護(hù)照的真?zhèn)?，比對的參?shù)包括照片的色彩度、幽默度、水印大小比例等基本參數(shù)。通過軟件可以避免人眼的不確定性產(chǎn)生的誤差，是海關(guān)人員或公安人員識別護(hù)照真?zhèn)蔚闹匾o助手段。

新型護(hù)照證件的防偽技術(shù)概述

在護(hù)照證件防偽領(lǐng)域，防偽技術(shù)的應(yīng)用與偽造技術(shù)的使用幾乎是同步的，因而防偽技術(shù)的高科技含量越小，偽造起來就越容易。因此，凡技術(shù)和財(cái)力都比較雄厚的國家，無一不在研究如何把高科技應(yīng)用到護(hù)照證件的防偽性能上來，目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些從觀念到技術(shù)完全打破傳統(tǒng)做法的全新護(hù)照，這一做法將把護(hù)照證件的防偽技術(shù)帶入一場新的革命。

使用指紋和機(jī)讀碼技術(shù)的通行證件

指紋技術(shù)與機(jī)讀碼技術(shù)，即電子掃描技術(shù)和磁感應(yīng)技術(shù)，早巳被廣泛用于證件防偽，其特點(diǎn)是既有相對好的防偽功能，又便于查驗(yàn)。如美國目前使用的“INSPASS”身份證就是比較典型的一例。INSPASS是Immigration Naturalization Service Passenger Access Service System(移民入籍旅客通行服務(wù)系統(tǒng))的縮寫?！癐NSPASS”身份證由美國各大航空公司簽發(fā)，其對象為1年中至少去美3次者。旅客本人可向美國的航空公司申請，但須有足夠理由說明為何頻繁去美，移民機(jī)構(gòu)對其商業(yè)史、移民資料、犯罪信息、民航記錄籌進(jìn)行審查之后，對符合要求者，發(fā)給這種“INSPASS”卡。該卡片類似于我國的居民身份證，只是比身份證更厚一些，分正反兩面，正面載有持證人的資料、照片、大拇指指紋及機(jī)讀碼，反面是頒發(fā)機(jī)關(guān)及“INSPASS”字樣和美國地圖。領(lǐng)取該卡片的審查手續(xù)較為嚴(yán)格，又載有持證人的指紋和機(jī)讀碼，較難被偽造。

采用OCR(光學(xué)字符識別)技術(shù)的證件，目的在于使證件能夠用機(jī)器閱讀，實(shí)現(xiàn)持證人個(gè)人信息的自動錄入，減少檢查人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)由于機(jī)讀的所有信息只能由機(jī)器閱讀，對防偽也起到一定作用。

使用激光和集成塊技術(shù)的電子護(hù)照

電子護(hù)照，又稱掌紋護(hù)照，是使用激光和集成塊等高科技的產(chǎn)物。它的設(shè)想最初是由德國提出的，但技術(shù)是美國和加拿大開發(fā)出來的，目前除德、美、加外，澳大利亞、荷蘭和英國也打算采用這種電子護(hù)照。

電子護(hù)照，實(shí)際上是一張類似信用卡的電子卡，也稱FAST卡，它的上面記錄著持卡人右手的14個(gè)數(shù)據(jù)，其中最重要的五個(gè)數(shù)據(jù)是手的長度、手的寬度、手的厚度、手指的長度及手指的粗細(xì)。世界上不存在14個(gè)數(shù)據(jù)完全相同的另一只手掌，因此，每張這種與信用卡差不多大的FAST護(hù)照都是獨(dú)一無二的。使用者辦理護(hù)照時(shí)，將右手伸進(jìn)一個(gè)特定的設(shè)備，讓計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維掃描，并把有關(guān)的14個(gè)數(shù)據(jù)記錄在電子卡上。這種電子卡是一種一次性寫入型磁性介質(zhì)，數(shù)據(jù)一旦寫入后便不能更改或刪除。檢驗(yàn)這種電子護(hù)照的儀器是一種稱為FAST的旅行者身份檢查儀。持有電子護(hù)照者到另一國家入境時(shí)，先把電子護(hù)照放進(jìn)一個(gè)讀數(shù)器，然后把右手放進(jìn)所謂的“掃描儀”，儀器閱讀手上的生物特征，并把它同F(xiàn)AST卡上的14個(gè)數(shù)據(jù)比較，以確認(rèn)是否有誤?？梢钥闯?，這種電子護(hù)照的防偽性能極強(qiáng)，用一般手段無法偽造。

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