虹膜的魔法：讓一部分人先看到未來
紫冬分享
虹膜識別，是基於眼睛中的虹膜，對指定人和指定用戶進行身份識別，應用於安防設備(如門禁或其他相關安全措施)。在有高度保密要求的場所，虹膜識別的運用非常廣泛。未來，虹膜信息的處理和識別還將在哪些方面改變我們的生活？存在哪些商業價值？
人的眼睛，由鞏膜、虹膜、瞳孔晶狀體、視網膜等部分構成，虹膜是位於黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環狀部分，其中包含著很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等細節特徵。經歷了胎兒發育階段後，虹膜在人的整個生命歷程中會保持相對唯一性，如同指紋一般，決定了身份識別的唯一性，這給安全防護識別提供了巨大的空間和想像力。
電影"少數派報告"中，公民的行蹤隨時被掌握，無論你到哪裡，上天還是入地，虹膜掃描儀總在不遠處觀察、監視、偵測你的一舉一動。更可怕的是，每個人的虹膜信息都儲存在電腦里，毫無隱秘可言。最後，主角湯姆·克魯茲不得不自換眼球以躲避追殺，並在最後時刻換回真眼，英雄救美。
電影"少數派報告"海報
如今，將臉放到識別器前才可被識別的「歷史」已然過去，「虹膜掃描儀」在數米開外仍可以完成識別掃描的工作，讓人不得不感慨未來已來。虹膜識別，作為當前主要的生物特徵識別方式之一，很可能會在不遠的幾年內，走入我們的日常生活。
虹膜的魔法:讓你享受"眨眼服務"的快感
虹膜識別的關鍵是通過對比虹膜圖像特徵之間的相似性，來確定人的身份。虹膜識別技術的過程，一般來說包括：
1.虹膜圖像的獲取。使用特定的攝像器材對整個眼部進行拍攝和掃描，並將拍攝到的圖像傳輸給虹膜識別系統的圖像預處理軟體，完成第一步工作。
2.圖像預處理。對獲取到的虹膜圖像進行定位、歸一和增強處理。所謂定位，是確定內圓、外圓和二次曲線在圖像中的位置。其中，內圓為虹膜與瞳孔的邊界，外圓為虹膜與鞏膜的邊界，二次曲線為虹膜與上下眼皮的邊界；其次是歸一化，將圖像中的虹膜大小，調整到識別系統設置的固定尺寸；第三做圖像增強，針對歸一化後的圖像，進行量度、對比度和平滑度的處理，提升識別率。
3.特徵提取。採用特定演算法對虹膜圖像提取出的虹膜識別所需的特徵點進行編碼。
4. 特徵匹配。將特徵提取到的特徵編碼與資料庫中的虹膜圖像特徵編碼逐一匹配，判斷是否為相同虹膜，從而達到身份識別的目的。
虹膜的應用:全球範圍虹膜商業布局的展開
為何通過眨眼就能解決識別問題？了解虹膜識別技術在生物識別中的運用是關鍵一步。
位於鞏膜和瞳孔之間的虹膜，佔據了眼睛種面積約65%的部分，外觀上，虹膜由許多腺窩、皺褶、色素斑構成。作為人體中最獨特，也幾乎是最個性的結構之一，虹膜完全可以成為個人的另一張身份證，並且虹膜還能在發育完全後保持相對的生理穩定和外觀穩定。
虹膜圖像
另外，虹膜是外部可見的，作為身份鑒別的入口，信息極易採集。究其原因，虹膜高度的獨特性、穩定性及不可更改的特點，使得虹膜可用作身份鑒別的物質基礎而獨立存在。
在這個基礎上，美國的Iridian、Iritech首當其衝，而後，韓國Jiris公司、北京中科虹霸、中科虹星、北京虹安翔宇、日本松下緊隨其後。
其中，美國Iridian公司掌握虹膜識別的核心演算法，是目前全球最大的專業虹膜識別技術和產品供應商，它和LG、松下、OKI、NEC等企業合作，以IRISPASS?、BM-ET300、IG-H100?等產品為依託，授權提供虹膜核心演算法，支持合作夥伴生產虹膜識別系統。Iridian的核心技術還包括圖像處理協議和數據標準PrivateID?，識別伺服器KnoWho?開發工具及虹膜識別攝像頭等。
產品方面，以Iritech公司為例。Iritech公司和印度政府的合作成為大規模使用的金鑰匙。Iritech公司以虹膜識別相機為主，小巧便攜的單眼識別相機"Irishield"系列和多模態雙眼識別相機"Jemmy"系列。
Irishield系列產品
其中，"Irishield"是USB樣式，能夠接入電腦、輸入板等設備終端，正是由於廉價大規模的銷售將會帶來巨額的業績增長。由於印度政府正在登記所有國民的生物ID信息，這個設備已被用於印度政府的生物識別項目、養老金支付的個人身份驗證環節。
多模態雙眼識別相機"Jemmy"用一個相機感測器進行臉部識別、虹膜驗證。臉的正面、側面左右25度角都可以被掃描、識別。美國政府和軍事機構採用了此系列識別儀。
在2000年以前，國內在虹膜識別方面一直沒有自己的核心知識產權。經過10年的不斷努力，截止2017年，以中科虹霸為代表的北京虹膜研發生產聚集地開始形成。
依託於中科院自動化研究所譚鐵牛院士帶領的模式識別國家重點實驗室，該實驗室具有的自主知識產權的虹膜識別活體檢測技術，不僅填補了中國活體虹膜識別技術在國際領域的空白，而且完全可以和世界主流演算法相媲美。
正是因為如此，2005年，實驗室的虹膜識別科研成果榮獲"國家科學技術發明二等獎"。2006年9月，模式識別國家重點實驗室作為中國虹膜識別技術的權威，參加了由國際生物識別組織舉辦的生物識別技術測評(2006 Biometric Consortium Conference and 2006 Biometrics Technology experiment), 其虹膜識別演算法的速度和精度得到了國際同行的認可。
此外，模式識別國家重點實驗室的虹膜圖像資料庫已成為國際上最大規模的虹膜共享庫。已有70個國家和地區的2000多個研究機構申請使用，其中國外單位1500多個。
另外，遠距離虹膜識別產品提供商"虹星科技"也即將啟動新一輪融資。虹星科技又名中科虹星，同樣出自中科院自動化所譚鐵牛院士團隊，團隊以工作距離長達10米的虹膜識別技術為核心，推出了國內首款商業化遠距離虹膜識別的產品。
市場上大多虹膜識別都屬於近距離識別(工作距離一般不超過40cm)，但近距離識別對於用戶體驗而言並不理想，人們需要花費特別多的時間和精力，採用特別的行為和動作，才能完成圖像採集。所有需要用戶主動配合的人工智慧產品，其運用領域必然受到限制。
和當前市面上的虹膜識別產品有很大的不同，遠距離虹膜識別很好的解決了這個問題，並且可以在用戶不採取特別動作的前提下完成虹膜的採集和識別。遠距離虹膜識別設備，需要採集接近一米處的直徑1厘米大小的虹膜圖像，並進行快速的高精度識別，技術複雜程度非常高，即使能夠在科研場景下實現，成本也在幾萬元左右，大規模商用顯得非常困難。
遠距離虹膜識別
此前，美國的Iridian、Iritech和韓國的Jiris公司都嘗試生產遠距離虹膜識別的產品，但是售價非常昂貴，難以商用。作為以遠距離虹膜識別為主要競爭武器和商業定位的虹星科技來說，採用前沿的計算+成像的AI框架，同時在硬體和演算法上進行整體優化是必經之路，而最後在商業上完成售價萬元以內的高性價比定位，才是虹星在市場上競爭的最大武器。
畢竟萬元以下的商業化遠距離虹膜識別的產品，僅以閘機為例，在安防、反恐、金融、智能出行、智慧交通、智慧校園、社區等領域都有商業化落地的可能。
要完成售價萬元以內的高性價比定位，整機可能並不是最佳的選擇。虹星科技結合現有的市場真實需求和客戶反饋，將現有的產品確定在標準版設備S200、旗艦版設備S200P、閘機S200G、二次開發模組S200M幾款產品上。
中科虹星主要產品
在傳統閘機上略加改造，他們的產品便可以基本完成防、反恐、金融、智能出行、智慧交通、智慧校園、社區等領域的覆蓋，讓虹膜技術在閘機領域得到廣泛的普適性應用。
結語
通過近年的資本滲透和品牌推廣，AI技術也在逐漸走向高性價比、商業化落地的正確方向。從虹膜識別的層面上講，人們也已慢慢適應被AI產品主動服務，在用戶授權的前提下讀取個人的生物數據完成AI的理解和學習，最終完成AI反向關懷人類的目的。
所以，從電影出現全臉貼合屏幕完成虹膜掃描還能被稱之為科幻的瞬間開始，現有遠距離虹膜掃描商業設備都可到萬元以下級別，仿似時空完成了不經意的物換星移。
當AI主動服務在機器學習和商業落地的時代被徐徐打開後，也就意味著AI會有更多變革的可能。智能，從此被賦予了更加豐富的含義。這遠遠不是自動化執行人類指令的一種期待，而是經過數據積累，最終能夠體察人類靈魂和情感的心靈交換，在這種似人非人的空間中輔助著人類用全新的方式改變和體察整個世界。
未來已來，未來終究不再會是未來。
