身份識別，「刷眼」更可靠

只要輕輕一掃孩子的眼睛,設備便可以進行虹膜識別,將信息錄入系統。如果孩子不慎走失,依據虹膜信息,有助於找回失蹤兒童。

如今,虹膜識別技術開始應用於兒童保護領域。目前,我國已有部分省市著手為兒童錄入虹膜信息,並建立資料庫,以提高失蹤兒童被找回的幾率。

此前,虹膜識別技術已成功應用於礦山、金融、移動通信等多個領域,在身份識別方面發揮著非常重要的作用。通過「刷眼」確認身份正被越來越多的人接受和認可。

相比指紋識別和人臉識別,虹膜識別更為精準,誤識率可低至百萬分之一

眼睛常常被形容為心靈的窗戶,其實它也是身份的標識。通過眼睛中的虹膜,我們可以快速準確地完成對身份的識別及認定。

中國科學院院士譚鐵牛說:「虹膜是位於人眼表面黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環狀部分,包含很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等細節特徵。每個人都有獨一無二的虹膜紋理,即使同一個人的左右眼或同卵雙胞胎,其虹膜紋理也有顯著差異。虹膜識別技術正是通過對比虹膜圖像特徵之間的相似性來確定人的身份。」

相較於生物識別技術中的指紋識別和人臉識別,虹膜識別起步較晚。然而,各類公開的對比測試和實際應用均表明,它是目前最為精準的生物特徵識別技術。

首先,虹膜具有極強的唯一性和穩定性。科學研究表明,虹膜是人體中最獨特的結構之一,自胎兒發育階段形成後終生不變,且不因外部干擾而磨損變化。

「其次,虹膜是比人臉和指紋更可靠、更難偽造的生物特徵。比如,指紋比較容易磨損和破壞,人臉識別會存在雙胞胎難分辨的問題。即使同一個人,隨著年齡變化,容貌也會發生改變。而且,整容、不同光照下的表情、姿態等也都會影響識別效果」,譚鐵牛說,「而虹膜要想偽造和改變,難度就大多了。虹膜是外部可見的,但同時又屬於內部組織,位於角膜後面。要改變虹膜外觀,就要冒失明的危險。」

原公安部物證鑒定中心主任、中國工程院院士劉耀說:「通過虹膜識別,生理特徵極為相似的同卵雙胞胎也能在1秒內進行區分。相較於指紋識別和人臉識別,虹膜識別更為精準,誤識率可低至百萬分之一。」

不過,要將虹膜識別做到好用和便捷,並不容易。

譚鐵牛說:「為了舒適性,在拍攝時又不能要求對方扒大眼睛並一直盯著攝像頭。在這種情況下,如何方便快捷地獲取虹膜圖像就成了難題。還有,採集到的虹膜是不是來自活體?會不會來自玻璃眼球、照片等?這些都是需要解決的問題。」

中國建有目前在國際上使用最廣泛的虹膜圖像資料庫

中國虹膜識別研究開始於1998年底。那一年,譚鐵牛放棄了英國雷丁大學終身教職,回到中科院自動化研究所組建虹膜識別團隊。但由於自主研發虹膜圖像獲取裝置的技術門檻高,研究開展一度受阻。直到2000年,研究團隊開發出虹膜識別核心演算法和原型系統,才擁有了國內第一套虹膜識別的核心知識產權。

譚鐵牛說,虹膜識別主要涉及四大關鍵技術:一是虹膜成像技術,解決虹膜圖像的有無問題；二是活體判別技術,解決虹膜圖像的真假問題；三是質量評價技術,解決虹膜圖像質量好壞問題；四是特徵表達技術,解決虹膜圖像的主體問題。「僅虹膜成像這一項技術,我們就花費了很多精力和時間去攻克。」

譚鐵牛對當年的情況記憶猶新:「當時,國外機構不出售給我們虹膜採集設備。連獲取一些虹膜圖像供研究用,也做不到。所以,關鍵核心技術真的是要不來、買不來、討不來的,我們必須靠自己,一切從零開始。」

此後經過多年努力,譚鐵牛帶領團隊從虹膜的採集、識別、活體檢測等方面逐一攻克技術難關,打破了國際上的虹膜識別技術壟斷,從被動轉為主動,實現了國內虹膜識別從無到有、從基礎研究走向實際應用的跨越式發展。

譚鐵牛說:「如今,在虹膜圖像獲取方面,我們已經可以實現從單目到雙目的圖像獲取,實現由近及遠的圖像獲取,以及從固定到移動狀態的圖像獲取。」

據介紹,譚鐵牛研究團隊自主建設的CASIA虹膜圖像資料庫是目前在國際上使用最廣泛的虹膜圖像資料庫,有來自180個國家的2萬多個科研團隊申請使用。研究團隊在國際期刊發表論文120多篇,其中包括6篇《IEEE模式分析與機器智能彙刊》(PAMI)長文。

譚鐵牛說:「現在我們的技術可以授權到國外去了,也應用到國外去了,很多國家申請使用我們的虹膜資料庫,我們擁有了主動權。這充分說明,只有掌握關鍵核心技術,才能掌握科技發展主動權。」

無論是在國家安全層面,還是在行業級應用層面,虹膜識別技術都有廣闊的應用前景

在虹膜識別技術不斷進步的同時,它的產業應用也在持續推進。

在印度、墨西哥、阿聯酋等國家,尤其是在國土安全、反恐防暴、社會安全等高安全需求場景,虹膜識別早已廣泛使用。

根據諮詢機構TransparencyMarketResearch的預計,全球生物識別技術市場規模將從2015年的112.4億美元,增長至2020年的233億美元。其中虹膜識別技術排在第二位,預計這一領域市場規模將會以每年28.6%的速度增長,到2020年市場規模達到24.5億美元。

在我國,虹膜識別憑藉其超高的精確性,也已經被應用於公安、安防、礦山、金融等多個行業和領域。

中科院自動化研究所旗下企業中科虹霸總經理馬力是譚鐵牛回國後培養的國內虹膜識別領域第一個博士研究生。在他的印象中,中科院的虹膜識別技術最先應用於國內的礦山領域。

馬力說:「礦工的出入井核驗是礦山管理當中的一個薄弱環節。實行打卡容易出現互相替代的情況,上完班礦山工人們臉和手都黑乎乎的,依靠指紋和人臉也無法識別。於是,他們就想到了虹膜識別技術,並找到我們的研究團隊。」

2007年,譚鐵牛團隊的虹膜識別技術首先應用於黑龍江龍煤集團,此後在全國各大礦山推廣開來。

如今,通過產學研相結合,中科院自動化所的虹膜識別技術成果轉化成效顯著。他們推出了具有自主知識產權的虹膜識別系列產品,並成功應用於礦山安全生產、監獄犯人管理、銀行金庫門禁、軍隊安保系統等領域,相關產品和技術已出口美國、印度、東南亞、中東、歐洲等國家和地區。

馬力說:「目前,虹膜識別技術在印度應用非常成功。印度現在已經有超過12億人口完成虹膜信息採集,虹膜身份認證很快將應用到印度關乎國計民生的眾多領域。」

譚鐵牛認為,虹膜識別是未來身份認證的發展方向。「無論是在國家安全的需求層面,還是在行業級的應用需求層面,都有非常廣闊的應用前景。」

同時,譚鐵牛也坦陳,目前虹膜識別技術如要在更多領域得到應用,成為普通大眾習慣性使用的識別技術,還得在用戶體驗和成本價格等方面進行完善。

譚鐵牛說:「比如,目前市面上很多虹膜識別設備為近距離虹膜識別產品,需要用戶主動去配合設備才能完成圖像採集,相對於人臉識別,其用戶體驗較差。同時,研發生產成本還有待進一步降低。」

《 人民日報 》( 2018年07月30日 20 版)

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