淺談虹膜技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域

在包括指紋在內(nèi)的所有生物識(shí)別技術(shù)中，虹膜識(shí)別是當(dāng)前應(yīng)用最為方便和精確的一種。虹膜識(shí)別技術(shù)被廣泛認(rèn)為是二十一世紀(jì)最具有發(fā)展前途的生物認(rèn)證技術(shù)，未來(lái)的安防、國(guó)防、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域的應(yīng)用，也必然的會(huì)以虹膜識(shí)別技術(shù)為重點(diǎn)。這種趨勢(shì)，現(xiàn)在已經(jīng)在全球各地的各種應(yīng)用中逐漸開(kāi)始顯現(xiàn)出來(lái)，市場(chǎng)應(yīng)用前景非常廣闊。

　　虹膜技術(shù)概念

　　人眼睛的外觀圖由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構(gòu)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(gòu)成，是人體中最獨(dú)特的結(jié)構(gòu)之一。虹膜的形成由遺傳基因決定，人體基因表達(dá)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(gè)月左右，虹膜就基本上發(fā)育到了足夠尺寸，進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期。除非極少見(jiàn)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?jǐn)?shù)十年沒(méi)有多少變化。另一方面，虹膜是外部可見(jiàn)的，但同時(shí)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(xì)的外科手術(shù)，而且要冒著視力損傷的危險(xiǎn)。虹膜的高度獨(dú)特性、穩(wěn)定性及不可更改的特點(diǎn)，是虹膜可用作身份鑒別的物質(zhì)基礎(chǔ)。

　　人的眼睛由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構(gòu)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(dāng)復(fù)雜的纖維組織構(gòu)成，包含有很多相互交錯(cuò)的類似于斑點(diǎn)、細(xì)絲、冠狀、條紋、隱窩等細(xì)節(jié)特征，這些特征是以隨機(jī)組合的方式確定下來(lái)的，一旦形成終生不變。

　　虹膜識(shí)別技術(shù)則是利用人眼虹膜終身不變性和個(gè)體差異性的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行身份鑒別的一項(xiàng)高新技術(shù)，它采用光學(xué)手段，非接觸采集虹膜圖像，通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)采集到的虹膜圖像進(jìn)行識(shí)別、存儲(chǔ)，誤識(shí)率為120萬(wàn)分之一。目前世界上還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)虹膜特征重復(fù)的案例。虹膜識(shí)別技術(shù)與相應(yīng)的算法結(jié)合后，可以到達(dá)十分優(yōu)異的準(zhǔn)確度，即使全人類的虹膜信息都錄入到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，出現(xiàn)認(rèn)假和拒識(shí)的可能性也相當(dāng)小。

　　虹膜技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

　　現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的虹膜識(shí)別應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)，去年的銷售額估計(jì)在1000萬(wàn)人民幣左右，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁?？梢灶A(yù)計(jì)，我國(guó)虹膜識(shí)別產(chǎn)業(yè)化將迎來(lái)一個(gè)明媚的春天。國(guó)內(nèi)虹膜識(shí)別的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：

　　(1)門(mén)禁和考勤這也是國(guó)內(nèi)其它生物認(rèn)證產(chǎn)品的最大應(yīng)用方向，目前國(guó)內(nèi)銷售的國(guó)外虹膜識(shí)別產(chǎn)品也主要安裝在高檔的房地產(chǎn)項(xiàng)目上用于訪問(wèn)控制。

　　(2)金融和證券中科院自動(dòng)化所、模識(shí)科技公司和寧波八一集團(tuán)共同研發(fā)的基于虹膜識(shí)別的銀行保險(xiǎn)箱/柜已經(jīng)投入市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)第一臺(tái)虹膜識(shí)別ATM也于去年研制成功，參加了中國(guó)國(guó)際金融(銀行)技術(shù)暨設(shè)備展覽會(huì)。

　　(3)電子護(hù)照和第二代身份證2003年國(guó)際民航組織公布的規(guī)劃將要求在個(gè)人護(hù)照中加入生物特征(面相識(shí)別、虹膜識(shí)別、指紋識(shí)別)并在進(jìn)入各個(gè)國(guó)家的邊境時(shí)進(jìn)行個(gè)人身份的確認(rèn)。我國(guó)遲早會(huì)加入這個(gè)計(jì)劃，出于國(guó)家安全的考慮，國(guó)產(chǎn)虹膜識(shí)別系統(tǒng)將有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)的第二代身份證也為生物認(rèn)證技術(shù)的實(shí)施預(yù)留了空間。

　　(4)醫(yī)療保險(xiǎn)和養(yǎng)老保險(xiǎn)的發(fā)放我國(guó)的社會(huì)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(shí)別技術(shù)將可用于參保人員的身份確認(rèn)，防止冒領(lǐng)。

　　(5)公安和司法如逃犯追蹤、司法刑偵等方面的應(yīng)用。

　　(6)電子商務(wù)我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)電子簽名法，如果在數(shù)字簽名方案中引入虹膜識(shí)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(xué)和虹膜識(shí)別的結(jié)合。

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

　　人們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到和國(guó)外優(yōu)秀的虹膜識(shí)別產(chǎn)品相比，國(guó)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。現(xiàn)在虹膜識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的主要問(wèn)題就是獲取高質(zhì)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(lái)虹膜識(shí)別的發(fā)展趨勢(shì)是提高系統(tǒng)人機(jī)接口的友好性，降低采集設(shè)備的成本。

　　從硬件方面，可以設(shè)計(jì)景深較大的光學(xué)鏡頭組，引入自動(dòng)變焦技術(shù)和輔助定位技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的易用性;從軟件方面，可以利用超分辨率技術(shù)和圖像增強(qiáng)技術(shù)來(lái)提高圖像質(zhì)量，通過(guò)語(yǔ)音提示或者視頻的方式提醒用戶配合采集設(shè)備。在安全級(jí)別要求較高的應(yīng)用環(huán)境中，虹膜圖像的活體檢測(cè)也是一個(gè)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(kāi)發(fā)商和系統(tǒng)集成商之間的數(shù)據(jù)接口，促進(jìn)各種計(jì)算機(jī)應(yīng)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(shí)別產(chǎn)品的評(píng)測(cè)，應(yīng)該盡早投入力量開(kāi)展虹膜識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作。