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指纹识别、人脸识别技术正在趋于成熟,也正在被应用到更丰富的场景,逐渐改变我们生活的方方面面。但在大多使用场景中,很多人发现原来指纹可以复制,双胞胎、整容等因素又让人脸识别傻傻分不清楚……某种程度上对指纹识别、人脸识别的安全性提出了挑战。技术永远存在bug,那么要实现精准识别,还能通过什么样的不可替代的生物体特征?答案可能是虹膜识别。人类一直有一个关于“精准身份识别”的梦想,人脸、指纹、虹膜这些不可替代的生物体特征陆续被技术所用。指纹识别、人脸识别的准确度受到质疑的时候,不得不提到虹膜识别。虹膜识别,可能是一项更具有安全性的技术。一、什么是虹膜识别:简单来说,人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成。虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分,是眼球中瞳孔周围的深色部分,其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹等等细节特征。而平时我们常见的近视眼、白内障、红眼病对虹膜也完全不会造成破坏,这些特征决定了虹膜特征以及身份识别的唯一性。虹膜识别技术则是人体生物识别技术的一种,被广泛认为是21世纪最具有发展前途的生物认证技术,可用于未来的安防、国防、电子商务等多种领域的应用。虹膜识别算法程序的开发者是一位名叫JohnDaugman的美国数学家,他被业内称作是虹膜识别算法理论的开创者。二、虹膜识别技术受追捧的另一个因素是:安全因为人眼的虹膜在出生6个月后即发育成熟,之后就会保持终生不变,更不会出现如指纹磨损、面容变化导致设备拒识本人的情况,而且眼球剥离人体后虹膜会随瞳孔放大而失去活性,很难被伪造。相较于指纹0.8%、人脸识别2%左右的误识率,虹膜识别误识率可低至百万分之一。在国内,早期虹膜识别技术被广泛用于煤矿行业的考勤。西安中媒科技、北京中科虹霸是当时最大的两家虹膜识别设备提供商,前者的技术来源于西安交大,后者主要成员来自于中科院自动化所。它们都具备技术研发的基础,同时也做代理国外产品的生意,比如中媒科技就是LG在中国的最大代理商,后来中媒科技由于内部出现问题分支出两家公司:西安中虹智能科技、西安凯虹电子科技,同样是做代理。三、国内的虹膜识别技术主要来源于中科院自动化所和上海交通大学图像所它们分别衍生了前文所提到的中科虹霸和聚虹光电两家公司,这两家公司在虹膜识别技术的研究时间都超过10年,业内人士称之为:北中科,南聚虹。国内虹膜技术的研发方向是针对东亚人的黑色虹膜识别,黑色虹膜由于纹理少,表面色素多,光线原因导致不稳定性又强等因素,是被虹膜识别理论创立者Daugman公认的最难识别的,这也决定着黑色虹膜在可见光下是不能看到的,必须用到红外光识别。中国恰恰又是黑色虹膜最大样本市场。所以,这两家目前在煤矿、电力、安全等领域都有落地的案例。四、虽然目前来看,国内虹膜行业呈现的状态很混乱,行业不规范,但虹膜识别的应用场景却非常广阔,尤其是与医疗、社保、信用、金融相关涉及信息安全、身份验证的领域值得一提的是,虹膜识别的应用,互联网技术落后的印度这次竟然走在了前面。2009年2月,印度就启动了全民虹膜注册项目“AADHAAR”,计划用8年时间,注册总人数达到12亿。无独有偶,2011年,墨西哥将虹膜识别技术用于国民身份证,第一期项目截止2013年,注册总人数达到2800万;2013年,北约部队采用虹膜识别技术为阿富汗人建立身份认证系统,注册总人数达到160万……可以想见,海外的一些国家(比如印度)基础设施虽然落后,但思路清晰,就是要规范化的利用高科技的手段来管理人口。而国内相较而言,虽然生物识别验证喊了很多年,但并没有出台相关规定与政策,这也是虹膜识别无法普及最关键的因素。市场教育不足、价格昂贵也是虹膜识别技术普及面临的难题,一方面大众群体对信息安全缺乏理解,依然沉浸在指纹识别、人脸识别的狂欢中;另一方面,国人面临高科技产品昂贵的价格,最常用的解决方案就是用人为的因素来掩盖技术管理的不足。事实上,抛开用户市场和社会因素,虹膜识别核心算法在国内并未完全成熟,比如识别距离远近、复杂光线环境、睫毛遮挡、异形瞳孔等等因素,都会影响虹膜识别的精准度。尤其是双Camera(双眼)的虹膜识别,相当于是建立一个双目立体视觉系统,对高质量的图像采集,两路数据的同步传输,都具有极大的挑战,同时成本也更高。除此之外,虹膜识别大多局限于工业领域的应用,极少有成型的产品投放到个人消费市场,即便有了,囿于虹膜市场产品的层次不齐,用户也不知如何去选择,这也解释了为何很多用户只听闻虹膜识别这项技术,而真正体验过产品的却很少。所以,目前生物识别领域,指纹识别和人脸识别依然占据了主流市场。虹膜识别短时间内不可能普及,也不会立即取代其他生物识别方式。但是随着ToB市场大批案例应用的数据积累,以及虹膜识别算法的趋于成熟,行业内没有技术积累、靠忽悠作秀赚快钱的入局者注定要被时代抛弃。到了那一天,想必只要涉及身份识别的场景,就都有可能使用专业的虹膜识别技术。最后,我们不妨大胆预测下,未来“人脸识别+虹膜识别”是否会成为一种更安全的组合验证方式呢?概述编辑虹膜识别技术是人体生物识别技术的一种。人眼睛的外观图由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成。巩膜即眼球外围的白色部分,约占总面积的30%;眼睛中心为瞳孔部分,约占5%;虹膜位于巩膜和瞳孔之间,包含了最丰富的纹理信息,占据65%。外观上看,由许多腺窝、皱褶、色素斑等构成,是人体中最独特的结构之一。虹膜的形成由遗传基因决定,人体基因表达决定了虹膜的形态、生理、颜色和总的外观。人发育到八个月左右,虹膜就基本上发育到了足够尺寸,进入了相对稳定的时期。除非极少见的反常状况、身体或精神上大的创伤才可能造成虹膜外观上的改变外,虹膜形貌可以保持数十年没有多少变化。另一方面,虹膜是外部可见的,但同时又属于内部组织,位于角膜后面。要改变虹膜外观,需要非常精细的外科手术,而且要冒着视力损伤的危险。虹膜的高度独特性、稳定性及不可更改的特点,是虹膜可用作身份鉴别的物质基础。在包括指纹在内的所有生物识别技术中,虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种。虹膜识别技术被广泛认为是二十一世纪最具有发展前途的生物认证技术,未来的安防、国防、电子商务等多种领域的应用,也必然的会以虹膜识别技术为重点。这种趋势已经在全球各地的各种应用中逐渐开始显现出来,市场应用前景非常广阔。虹膜识别研究机构主要有美国的Iridian,Iriteck,韩国的Jiris公司、北京中科虹霸、北京虹安翔宇,日本松下。Iridian公司掌握虹膜识别核心算法,是目前全球最大的专业虹膜识别技术和产品提供商,它和LG、松下、OKI、NEC等企业进行合作(如IRISPASS®,BM-ET300,IG-H100®等产品),以授权方式提供虹膜识别核心算法,支持合作伙伴生产虹膜识别系统。Iridian的核心技术还包括图像处理协议和数据标准PrivateID®,识别服务器KnoWho®,KnoWho®开发工具及虹膜识别摄像头等。国内在2000年以前在虹膜识别方面一直没有自己的核心知识产权,经过10年的不断努力,截止2013年,国内以形成北京为主虹膜研发生产聚集地,在多年研究的基础上也均开发出了各自虹膜识别的核心算法,成为了世界上少数几家掌握了虹膜识别核心算法的单位之一,通过在矿山苛刻的环境下使用,证明了中国的虹膜产品不管是在识别速度、设备稳定、解决矿工黑脸问题上,都远胜国外虹膜产品。作为中国首个开始虹膜识别机理研究的研究基地,中科院自动化所模式识别国家重点实验室研究的具有自主知识产权的虹膜识别活体检测技术不仅填补了中国活体虹膜识别技术在国际领域的空白,而且可以和世界主流的算法相媲美。2005年,实验室的虹膜识别科研成果荣获“国家科学技术发明二等奖”。2006年9月,模式识别国家重点实验室作为中国虹膜识别技术的权威,参加了由国际生物识别组织举办的生物识别技术测评(2006BiometricConsortiumConferenceand2006BiometricsTechnologyexperiment),其虹膜识别算法的速度和精度得到了国际同行的认可。此外,模式识别国家重点实验室的虹膜图像数据库已成为国际上最大规模的虹膜共享库。已有70个国家和地区中的2000多个研究机构申请使用,其中国外单位1500多个。虹膜识别技术虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状各色环状物,每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构,据称,没有任何两个虹膜是一样的。虹膜识别技术识别过程编辑虹膜识别就是通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份。虹膜识别技术的过程一般来说包含如下四个步骤:1.虹膜图像获取使用特定的摄像器材对人的整个眼部进行拍摄,并将拍摄到的图像传输给虹膜识别系统的图像预处理软件。2.图像预处理对获取到的虹膜图像进行如下处理,使其满足提取虹膜特征的需求。虹膜定位:确定内圆、外圆和二次曲线在图像中的位置。其中,内圆为虹膜与瞳孔的边界,外圆为虹膜与巩膜的边界,二次曲线为虹膜与上下眼皮的边界。虹膜图像归一化:将图像中的虹膜大小,调整到识别系统设置的固定尺寸。图像增强:针对归一化后的图像,进行亮度、对比度和平滑度等处理,提高图像中虹膜信息的识别率。3.特征提取采用特定的算法从虹膜图像中提取出虹膜识别所需的特征点,并对其进行编码。4.特征匹配将特征提取得到的特征编码与数据库中的虹膜图像特征编码逐一匹配,判断是否为相同虹膜,从而达到身份识别的目的。虹膜识别技术优缺点编辑虹膜识别技术优点1.便于用户使用;2.可能会是最可靠的生物识别技术;3.不需物理的接触;4.可靠性高。快捷方便:拥有本系统,不需要携带任何证件,就能实现门控,可单向亦可双向;既可以被授权控制一扇门,也可以控制开启多扇门;授权灵活:本系统根据管理的需要,可任意调整用户权限,随时了解用户动态,包括客户身份、操作地点、功能及时间次序等,实现实时智能管理;无法复制:本系统以虹膜信息为密码,不可复制;且每一次活动,都可自动记录,便于追溯、查询,非法情况则自动报警;配置灵活多样:使用人和管理者可根据自身喜好、需要或场合的不同,设定不同的安装及运行方式。比如在大堂等公共场所,可以只采用输入密码的方式,但在重要场合,则禁止使用密码,只采用虹膜识别方式,当然也可以两种方式同时使用;投入少、免维护:装配本系统可以保留原来的锁,但其机械运动件减少,且运动幅度小,门栓的寿命更长;系统免维护,并可随时扩充、升级,无须重新购置设备。长远来看,效益显著,并可使管理档次大大的提高。应用行业广泛:广泛应用于煤矿、银行、监狱、门禁、社保、医疗等多种行业;虹膜识别技术缺点1.很难将图像获取设备的尺寸小型化;2.设备造价高,无法大范围推广;3.镜头可能产生图像畸变而使可靠性降低;4.两大模块:硬件和软件;5.一个自动虹膜识别系统包含硬件和软件两大模块:虹膜图像获取装置和虹膜识别算法。分别对应于图像获取和模式匹配这两个基本问题。虹膜识别技术发展历程编辑追溯至19世纪80年代。1885年,ALPHONSEBERTILLON将利用生物特征识别个体的思路应用在巴黎的刑事监狱中,当时所用的生物特征包括:耳朵的大小、脚的长度、虹膜等。1987年,眼科专家ARANSAFIR和LEONARDFLOM首次提出利用虹膜图像进行自动虹膜识别的概念,到1991年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的JOHNSON实现了一个自动虹膜识别系统。1993年,JOHNDAUGMAN实现了一个高性能的自动虹膜识别原型系统。今天,大部分的自动虹膜识别系统使用DAUGMAN核心算法。虹膜是位于眼睛黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分,总体上呈现一种由里到外的放射状结构,由相当复杂的纤维组织构成,包含有很多相互交错的类似于斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等细节特征,这些特征在出生之前就以随机组合的方式确定下来了,一旦形成终生不变。虹膜识别的准确性是各种生物识别中最高的。·采集从直径11mm的虹膜上,Dr.Daugman的算法用3.4个字节的数据来代表每平方毫米的虹膜信息,这样,
本文标题:虹膜识别技术
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