护照阅读器软硬件的发展与运用

■傅俊勇

护照阅读器软硬件的发展与运用

■傅俊勇

随着中国国际贸易的发展和对外交流活动的日益增多，护照，越来越成为人们生活中不可缺少的证件。这就为护照阅读器带来了庞大的市场。

目前护照阅读器发展情况以及国际标准

随着中国成为国际贸易中不可或缺的一员，护照越来越成为人们生活中不可缺少的证件。护照阅读器,是用于读取护照信息的光学仪器。目前主要用于国际口岸的出入关检查、领事馆签证、涉外饭店住宿登记以及海关检查、国际航班旅客资料采集等领域。护照阅读器的主要功能为快速准确地读出各种符合ICAO 9303标准的机读旅行证件（包括机读签证、港澳居民来往大陆通行证等）上的机读码，并将护照特殊的机读码传上传给上级管理数据库系统，以便对此证件信息进行比对和登录。

护照阅读器应用国际标准的近红外面阵图像传感器成像技术原理，迅速读取依据国际民航组织标准ICAO Doc 9303设计的本式或卡式OCR证件，如机读护照、签证、大陆居民前往台湾通行证、港澳居民来往内地通行证等。实现持证人个人信息的自动录入，减少检查员工工作压力及人为失误，加快了通关速度。

普通证件阅读器采用白光和红外光进行扫描，可以读取与ICAO 9303兼容的证件—护照、签证和公民身份证信息；可以读取IATA标准ATB、TAT证件信息；也可读取所有3轨和4轨磁道中获取磁性编码数据信用卡、常旅卡和ATB2s信息；还可读取1D条形码的信息。整页式证件阅读器采用白光、红外光和紫外光进行扫描，可以读取包括照片在内的整页信息，还有证件防伪校验功能。

传统护照证件和防伪技术概述

传统照证件指以印刷为基本形式制作的护照证件。目前世界上大多数国家，都在使用这种护照证件。根据国际民用航空组织)制定的标准，大部分国家所制作的护照都采取统一的标准、规格，为了防止本国护照被伪造，大都采取一系列的防伪措施，特别是一些发达国家，为了遏制非法出入境和移民，更是在护照的防伪上煞费苦心。综观世界主要国家，如美国、日本、加拿大、瑞士等国护照证件，所采取的防伪措施主要有：

纸张方面

大多数国家的护照所选用的纸张都是质地较好的币纸，并且在纸张上设计许多防伪技术，常见的有：水印、荧光纤维和荧光点、安全线（防伪条等）。

水印(Watermark)，通常是在纸张的生产过程中，用事先设计好的模具或印刷滚筒压制而成，将纸张对着光可清楚地看到水印，在紫光灯下水印没有反应。这种技术已普遍用于护照的制作过程，不同的国家采用不同的水印图案，如美国护照按照各个州成立的先后顺序分别将该州的地图图形制成水印加入相应的页码。

安全线(Security thread)，是用一条合成磁带(有时是缩微文字)穿过纸张，以防纸页被揭换或伪造，通常是在纸张生产过程中制作而成，如瑞士的护照及身份证上就有荧光的安全线。

荧光纤维和荧光点(Fluorescent fibers dots)，这种暗记在正常光线下看不出来，只有于荧光灯下在紫外线光的作用下，产生光激发现象，荧光点和荧光纤维处才会发亮发光，较其他部位明亮。

印刷方面

护照的印刷一般来说比较精致，在印刷中也常常采取许多先进技术，如背景印刷、凹印、暗影图像、荧光印刷、缩微字母印刷、彩虹印刷、扭纹印刷等。

背景印刷，将许多图案、花纹印制在护照纸张上，护照的内容则印在背景图案上。这样，如果伪造者进行涂改，就会破坏图案的连贯性和一致性。背景图案已成为护照最普通的特点。

凹印(Intaglio printing)，印出的图案是由丰富的线条组成的，将凹纹印刷技术和特殊印刷墨水使用于纸张表面，会使图案周边有隆起的效果，而平面印刷图案则给人以呆板的感觉。

暗影图像(Latentimage)，这种图像使用的是凹印技术，将有图像的区域朝向光源改变角度，图像会逐渐变得清晰可见，看见的图像是在光线平射时由凹印隆起边缘的阴影形成的。最典型的是加拿大签证，其“IMMIGRATION”（移民局）字样隐藏在凹印的涡卷形显示的国名“CANADA”（加拿大）字样中，当朝向光源，在一个很低的角度从下往上看时，“IMMIGRATION”字样就会显现出来。

荧光印刷(Fluorescent printing)，已日益成为最普遍的防伪手段，它应用在自然光下不可见的荧光墨水，紫光灯下有荧光反应，如我国新版护照在紫光灯下有长城荧光图案，很多国家则把国徽作为荧光图案印刷在护照页上。

缩微字母印刷，用极小的尺寸印刷，肉眼很难看出，防伪非常有效，如美国护照页码下有--条黑色的线，用肉眼看只是条直线，但在显微镜下，则会清晰地看到这条“黑线”是由一系列“UNITED STATES”（美国）国名字母所组成。

彩虹印刷(Rainbow printing)，是用许多颜色的印刷油墨印刷出来的，像彩虹一样美丽，而伪造者往往很难把握油墨颜色之间的过渡，从而影响印刷的效果。

装订方面

护照的装订有些国家采用荧光线，即该线在紫光灯下会发亮，而肉眼看时则是普通的线；有的对所有的护照页码都采用打孔的方式，当然这种打孔页码非常整齐、美观，且有暗存的含义。

签发过程方面

护照上一般要有发照机关的印章，这种印章有的采用湿式，有的采用干式，有的用钢印，还有的用荧光印，并且对载有持照人资料情况的一页(往往在封二)采用塑封(Lami-nate film)的形式。同时，在照片的粘贴方式上也不断改进，有的国家用铆钉固定，有的用双面胶粘贴，目前最先进的是数字式照片(Digitized photograph)，也就是数字影像的电子打印，即从现代化数据库中提取个人照片、签字及其他可视或生物统计学信息，与传统的文本资料相结合，产生完整的图像卡。数字式照片的产生是电子打印技术的革命性发展与许多其他电子成像技术一起驱动的成果。这种数字式照片改变了传统的照片粘贴方式，使护照页与照片结合成一体，从而使伪造者望而却步。德国的欧共体护照最早采用这一技术，如今美国、日本等国也纷纷采用。

以上这些防伪措施，大都是在护照证件的内容上做文章，目前一些发达国家已经着手对护照证件的制作形式进行研究，开发出了一些新型的护照。

护照阅读器中OCR光学字符防伪技术的运用

OCR光学字符识别防伪术在证件上的应用

OCR（Optical character recognition光学字符识别）技术出现于上世纪50年代中期，至今已有40余年的历史。70年代后期，由于LSI及CCD器件的出现使其进入了一个崭新的实用阶段，在计算机自动录入、票据识别、信函分拣、资料分析等很多方面获得了广泛应用。

近十几年来，它又被成功移植到证件行业上来，并制定出了相应的国际标准。由于其独特的技术特点，在护照、签证、身份证及大型会议代表证等ID（Identification）领域获得了广泛的应用。OCR证件阅读器（OCR ID document reader）就是用于识读此类证件的计算机专用外部设备。该设备融光、机、电、计算机技术于一体，涉及模式识别、图像处理、人工智能等学科知识。

OCR技术的识别原理可以简单地分为相关匹配识别、概率判定准则及句法模式识别三大类。相关匹配识别是根据字符的直观形象提取特征，用相关匹配进行识别。这种匹配既可在空间区域内及时间域内进行，同时也可在频率域内进行，相关匹配又可细分为图形匹法、笔划分析法、几何特征提取法等；利用文字的统计特性中的概率分布，用概率判定准则进行识别称概率判定准则法，如利用字符可能出现的先验概率，结合一些其它条件，计算出输入字符属于某类的概率，通过概率进行判别，根据字符的结构，用有限状态文法结构，构成形式语句，用语言的文法推理来识别文字的方法就是语句模式识别法。近年来，人工神经网络和模糊数学理论的发展，对OCR技术起到了进一步的推动作用。

衡量一个OCR系统性能好坏的主要指标有：拒识率、误识率、识别速度等。

近些年来，现代证件技术和OCR技术相结合产生了OCR技术和证件技术的简单揉和，也不是普通OCR的简单化，而是一门受到有关各界广泛重视的，具有较大发展前途的新兴技术。一般情况下，我们把采用此项技术的证件成为OCR证件（OCR ID document）把OCR证件信息的读出设备成为OCR证件阅读器（OCR ID documents reader），并称适应于OCR证件的文字识别技术为证件OCR。OCR证件技术研究涉及多项国际标准化组织（或某些领域的权威机构）颁发的统一标准，研究内容包括：有别于传统证件的制作工艺和颁发流程、专用的信息读出设备，适用于OCR证件的证件信息管理系统。

一般来说，适于采用OCR技术的证件主要是一次性颁发，长时期有效，信息不可改写的身份证件，如由政府机关颁发的护照、签证、居民身份证、儿童证等。总之，随着应用范围的不断扩大，OCR证件从1990年以来，已有加拿大、美国、日本、新加坡、泰国、南韩等十几个国家的国民护照上采用了光学字符（OCR），使护照证件能够机读，大大地加快了通关速度。此外，还有荷兰、法国、列支敦士登等国家颁发了含有OCR字符的身份证件。我国的因私护照也在1992年推广了在资料页上打印OCR字符的工作，设计有三行OCR字符的“港澳居民往来内地通行证”也已正式启用。

OCR证件阅读器是OCR证件是否能很好地推广应用的关键所在。OCR证件阅读器其主要功能是尽量快速、准确地识读证件上的机读码信息，一般地说，阅读一本证件的时间应2秒，按字符计识别准确率应达到99.9%以上。

与普通OCR系统不同，OCR证件阅读器不可能采用普通扫描仪扫描图像，必须有专用的图象扫描设备；此外，针对证件这一特殊对象，文字识别软件较普通OCR也存在一些差异。一般情况下，我们可以把OCR证件阅读器粗略地划分为由图象扫描和字符识别两大部分组成，不同的设计，其实现方案也不同。

护照图像对比软件在护照阅读器中的识别与运用

护照图像对比软件是针对每次读取护照的图片信息与第一次录入的护照的图片信息进行数据库匹配比对。首先软件对海关录取的第一次护照照片信息作为基本数据库的护照信息，通过以后每次录取的所拍摄的照片进行比对，得出一个图像相似度百分比来判断护照的真伪，比对的参数包括照片的色彩度、幽默度、水印大小比例等基本参数。通过软件可以避免人眼的不确定性产生的误差，是海关人员或公安人员识别护照真伪的重要辅助手段。

新型护照证件的防伪技术概述

在护照证件防伪领域，防伪技术的应用与伪造技术的使用几乎是同步的，因而防伪技术的高科技含量越小，伪造起来就越容易。因此，凡技术和财力都比较雄厚的国家，无一不在研究如何把高科技应用到护照证件的防伪性能上来，目前已经出现了一些从观念到技术完全打破传统做法的全新护照，这一做法将把护照证件的防伪技术带入一场新的革命。

使用指纹和机读码技术的通行证件

指纹技术与机读码技术，即电子扫描技术和磁感应技术，早巳被广泛用于证件防伪，其特点是既有相对好的防伪功能，又便于查验。如美国目前使用的“INSPASS”身份证就是比较典型的一例。INSPASS是Immigration Naturalization Service Passenger Access Service System(移民入籍旅客通行服务系统)的缩写。“INSPASS”身份证由美国各大航空公司签发，其对象为1年中至少去美3次者。旅客本人可向美国的航空公司申请，但须有足够理由说明为何频繁去美，移民机构对其商业史、移民资料、犯罪信息、民航记录筹进行审查之后，对符合要求者，发给这种“INSPASS”卡。该卡片类似于我国的居民身份证，只是比身份证更厚一些，分正反两面，正面载有持证人的资料、照片、大拇指指纹及机读码，反面是颁发机关及“INSPASS”字样和美国地图。领取该卡片的审查手续较为严格，又载有持证人的指纹和机读码，较难被伪造。

采用OCR(光学字符识别)技术的证件，目的在于使证件能够用机器阅读，实现持证人个人信息的自动录入，减少检查人员的工作强度，同时由于机读的所有信息只能由机器阅读，对防伪也起到一定作用。

使用激光和集成块技术的电子护照

电子护照，又称掌纹护照，是使用激光和集成块等高科技的产物。它的设想最初是由德国提出的，但技术是美国和加拿大开发出来的，目前除德、美、加外，澳大利亚、荷兰和英国也打算采用这种电子护照。

电子护照，实际上是一张类似信用卡的电子卡，也称FAST卡，它的上面记录着持卡人右手的14个数据，其中最重要的五个数据是手的长度、手的宽度、手的厚度、手指的长度及手指的粗细。世界上不存在14个数据完全相同的另一只手掌，因此，每张这种与信用卡差不多大的FAST护照都是独一无二的。使用者办理护照时，将右手伸进一个特定的设备，让计算机进行三维扫描，并把有关的14个数据记录在电子卡上。这种电子卡是一种一次性写入型磁性介质，数据一旦写入后便不能更改或删除。检验这种电子护照的仪器是一种称为FAST的旅行者身份检查仪。持有电子护照者到另一国家入境时，先把电子护照放进一个读数器，然后把右手放进所谓的“扫描仪”，仪器阅读手上的生物特征，并把它同FAST卡上的14个数据比较，以确认是否有误。可以看出，这种电子护照的防伪性能极强，用一般手段无法伪造。

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