淺談虹膜技術及其應用領域

在包括指紋在內(nèi)的所有生物識別技術中，虹膜識別是當前應用最為方便和精確的一種。虹膜識別技術被廣泛認為是二十一世紀最具有發(fā)展前途的生物認證技術，未來的安防、國防、電子商務等多種領域的應用，也必然的會以虹膜識別技術為重點。這種趨勢，現(xiàn)在已經(jīng)在全球各地的各種應用中逐漸開始顯現(xiàn)出來，市場應用前景非常廣闊。

　　虹膜技術概念

　　人眼睛的外觀圖由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構成。鞏膜即眼球外圍的白色部分，約占總面積的30%;眼睛中心為瞳孔部分，約占5%;虹膜位于鞏膜和瞳孔之間，包含了最豐富的紋理信息，占據(jù)65%。外觀上看，由許多腺窩、皺褶、色素斑等構成，是人體中最獨特的結構之一。虹膜的形成由遺傳基因決定，人體基因表達決定了虹膜的形態(tài)、生理、顏色和總的外觀。人發(fā)育到八個月左右，虹膜就基本上發(fā)育到了足夠尺寸，進入了相對穩(wěn)定的時期。除非極少見的反常狀況、身體或精神上大的創(chuàng)傷才可能造成虹膜外觀上的改變外，虹膜形貌可以保持數(shù)十年沒有多少變化。另一方面，虹膜是外部可見的，但同時又屬于內(nèi)部組織，位于角膜后面。要改變虹膜外觀，需要非常精細的外科手術，而且要冒著視力損傷的危險。虹膜的高度獨特性、穩(wěn)定性及不可更改的特點，是虹膜可用作身份鑒別的物質基礎。

　　人的眼睛由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構成，虹膜是位于眼睛黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，約占總面積的65%，由相當復雜的纖維組織構成，包含有很多相互交錯的類似于斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等細節(jié)特征，這些特征是以隨機組合的方式確定下來的，一旦形成終生不變。

　　虹膜識別技術則是利用人眼虹膜終身不變性和個體差異性的特點來進行身份鑒別的一項高新技術，它采用光學手段，非接觸采集虹膜圖像，通過計算機圖像處理技術對采集到的虹膜圖像進行識別、存儲，誤識率為120萬分之一。目前世界上還沒有發(fā)現(xiàn)虹膜特征重復的案例。虹膜識別技術與相應的算法結合后，可以到達十分優(yōu)異的準確度，即使全人類的虹膜信息都錄入到一個數(shù)據(jù)庫中，出現(xiàn)認假和拒識的可能性也相當小。

　　虹膜技術應用領域

　　現(xiàn)在國內(nèi)的虹膜識別應用已經(jīng)開始啟動，去年的銷售額估計在1000萬人民幣左右，發(fā)展勢頭強勁?？梢灶A計，我國虹膜識別產(chǎn)業(yè)化將迎來一個明媚的春天。國內(nèi)虹膜識別的主要應用領域有：

　　(1)門禁和考勤這也是國內(nèi)其它生物認證產(chǎn)品的最大應用方向，目前國內(nèi)銷售的國外虹膜識別產(chǎn)品也主要安裝在高檔的房地產(chǎn)項目上用于訪問控制。

　　(2)金融和證券中科院自動化所、模識科技公司和寧波八一集團共同研發(fā)的基于虹膜識別的銀行保險箱/柜已經(jīng)投入市場，國內(nèi)第一臺虹膜識別ATM也于去年研制成功，參加了中國國際金融(銀行)技術暨設備展覽會。

　　(3)電子護照和第二代身份證2003年國際民航組織公布的規(guī)劃將要求在個人護照中加入生物特征(面相識別、虹膜識別、指紋識別)并在進入各個國家的邊境時進行個人身份的確認。我國遲早會加入這個計劃，出于國家安全的考慮，國產(chǎn)虹膜識別系統(tǒng)將有較大的競爭優(yōu)勢。我國的第二代身份證也為生物認證技術的實施預留了空間。

　　(4)醫(yī)療保險和養(yǎng)老保險的發(fā)放我國的社會保障事業(yè)正在蓬勃發(fā)展中，由于虹膜特征能夠保持終身不變，虹膜識別技術將可用于參保人員的身份確認，防止冒領。

　　(5)公安和司法如逃犯追蹤、司法刑偵等方面的應用。

　　(6)電子商務我國已經(jīng)出臺電子簽名法，如果在數(shù)字簽名方案中引入虹膜識別，必將增加網(wǎng)上交易的安全性。

　　(7)信息安全如文件加密，密碼學和虹膜識別的結合。

　　(8)特殊行業(yè)如采礦行業(yè)的工人下井歸來臉部和手部的生物特征提取都受影響，必須采用虹膜識別。

　　人們也應該清醒地認識到和國外優(yōu)秀的虹膜識別產(chǎn)品相比，國產(chǎn)系統(tǒng)還是有較大的差距，尤其在虹膜圖像采集硬件裝置方面?，F(xiàn)在虹膜識別系統(tǒng)在實際應用中的主要問題就是獲取高質量的虹膜圖像需要用戶的良好配合，硬件成本也比較高。所以未來虹膜識別的發(fā)展趨勢是提高系統(tǒng)人機接口的友好性，降低采集設備的成本。

　　從硬件方面，可以設計景深較大的光學鏡頭組，引入自動變焦技術和輔助定位技術來提高系統(tǒng)的易用性;從軟件方面，可以利用超分辨率技術和圖像增強技術來提高圖像質量，通過語音提示或者視頻的方式提醒用戶配合采集設備。在安全級別要求較高的應用環(huán)境中，虹膜圖像的活體檢測也是一個重要的方面，防止假冒者盜用他人的虹膜圖像。為了規(guī)范虹膜圖像的數(shù)據(jù)格式，統(tǒng)一硬件提供商、軟件開發(fā)商和系統(tǒng)集成商之間的數(shù)據(jù)接口，促進各種計算機應用之間的數(shù)據(jù)共享，方便研究人員之間的交流，支撐虹膜識別產(chǎn)品的評測，應該盡早投入力量開展虹膜識別標準化方面的工作。