虹膜识别技术的机遇与挑战

    【CPS中安网 cps.com.cn】虹膜识别技术是隶属于生物识别技术中的一种重要的识别独特个体的方式。我们一般比较熟悉的是指纹识别和人脸识别，目前这两种较为成熟的技术被应用于智能手机的解锁(如苹果在iPhone5s上开始的尝试的指纹解锁，Nubia的人脸解锁等)。不过，前不久三星正式宣布即将推出首款虹膜识别平板，其准确性是指纹扫描器的1万倍。同时，MWC上富士通的“看一眼便可解锁”眼纹识别手机，可谓是惊艳四座。而微软也称WIN10将全面支持面部、指纹和虹膜识别，集成了市面主流的生物识别技术，只要硬件能采集标准数据。一时间让手机虹膜支付来到了风口浪尖，引发广泛热议。

　　现象

　　一、虹膜识别的发展机遇

　　(一)虹膜识别受厂商追捧

　　众所周知，虹膜识别技术早已运用到军队军械库、银行金库、机场内部管理以及重要安全级别政府部门等的人员进出识别管理系统当中。不过，伴随虹膜技术的普及和推广，技术成本有所下降，越来越多的虹膜设备厂商开始进军民用市场。EyeStart就是其中一家，与Intel、民生银行和联想合作，推出了EyeSmart全球第一款具有支付功能的虹膜手机。除此之外，深圳企业普创天信、富士通等相继推出了虹膜识别技术的智能手机。一时间手机虹膜支付来到了风口浪尖，引发广泛热议。也正是基于这样的背景下，一些手机业人士甚至认为，虹膜识别技术或将是引爆智能手机市场下一新增点。

　　伴随智能手机同质化严重，需要新的技术亮点升级，这也是手机厂商决胜的焦点，必须通过独特功能和体验激发用户的购买欲望。另外，目前手机和APP解锁方式主要是四位密码识别(指纹识别不成功还需密码识别后方可进入)和手势识别这两种方式，安全性极低。随着手机信息私密化程度升高以及手机应用和交易、支付以及银行证券产品的关联，账户安全、信息安全与资金安全都会需要手机生产商提供安全级别更高的“栅栏”去屏蔽随时会出现的不安全性。

　　“移动支付对安全性要求较高，而指纹作为身份认证级别的安全还不及虹膜的万分之一。而且在支付认证方式上，用户不仅要安全还有简单便捷的诉求，移动端交易的最后一步也是最重要的一环就是输入支付账户密码。虹膜识别支付能免除用户忘记密码的尴尬。同时，虹膜可以完全取代指纹开机，直接用虹膜解锁手机和软件更加方便，满足懒人的需求。”

　　(二)虹膜识别优势明显

　　虹膜识别技术是基于眼睛中的虹膜进行身份识别，应用于安防设备(如门禁等)，以及有高度保密需求的场所。虹膜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，这些特征从婴儿胚胎第八个月就以随机组合的方式确定下来了，一旦形成终生不变。可以说虹膜是目前世界上最为精确的生物识别技术，防伪性极好。

　　另外，比起指纹识别，虹膜识别更精准可靠。认假率FAR(FalseAcception)和拒真率FRR(FalseRejectionRate)都要分别比指纹低很多。指纹的特征点大概在五十个左右，而虹膜的特征点可以达到244个独立的自由维度，大大提高精准度。另外，虹膜位置在瞳孔和巩膜(眼白)之间，是人眼的可视部分，但却是人体唯一一个暴露在外的内部器官，不会如皮肤、面部肌肉一样随年龄发生巨大变化。”

　　由此可见，虹膜识别技术在识别的精确程度上而言确实要比指纹识别技术以及人脸识别技术要高一些。

　　不过这还不算什么，在场景适应性方面，虹膜识别技术也展示出了极大的优势，日前，卡耐基梅隆大学生物识别中心已开发出了一种新型虹膜扫描技术，通过扫描人眼球虹膜来识别40英尺(约12米)之外的人。在这项技术的演示视频中，卡耐基梅隆大学生物识别中心主任马里奥?萨维德斯(MariosSavvides)坐在一辆小型货车驾驶座上，在他身后一辆车长距离的地方，他的同事只是简单使用摄像头对准汽车后视镜就识别出了他的身份。具体操作就是，跟摄像头关联的计算机系统会将拍摄的萨维德斯虹膜图片与其数据作对比，然后会准确显示出萨维德斯的名字和其他身份信息。

　　据了解，目前，美国执法机构现在对生物识别技术的应用越来越感兴趣。西雅图最近宣布，他们将成为美国境内采用人脸识别软件的最大城市。去年夏季，美国FBI也采用了类似系统。

　　最后，关于虹膜识别技术的应用成本问题，有业内人士表示，“与视网膜扫描技术不同，虹膜识别仅需使用相机拍摄眼球的虹膜部分，技术层面上要简单许多。”因而，虹膜识别的成本要接近指纹甚至更低。

　　二、虹膜识别的发展难点与挑战

　　在完成虹膜技术识别之后，通过技术转移转换之后，对于监狱犯人的管理、机场安检、计划生育、防恐、国外的提款机都有应用，也会发布虹膜安全手机。现在虹膜虽然经过多年的发展，可以取得很好的识别效果，但是并不一定完全解决虹膜识别的问题，因为在复杂场景中，特别是在远距离、多目标包括沟通量的条件下，怎么精确识别人的身份还需要很大的研究。

　　包括用户处于不同的姿态和速度，环境不同的光照等等，都是这个系统未来的发展方向。特别是网络条件下，为虹膜识别提出了无处不在新的机遇，比如说三五米甚至十米之外实现虹膜采集和识别，包括互联网上、移动互联网怎么在手机上进行挑战。有三个挑战：一是如何便捷性的挑战。二是鲁棒性的挑战。三是安全性的挑战。即：

　　如何便捷获取远距离移动人群的虹膜图像?

　　如何识别多源导质的虹膜图像?

　　如何保障泛在网络环境下虹膜识别系统的安全性?

　　虽然虹膜内在的安全比指纹跟人脸安全很多，但是也有可能别人用这种虹膜文理或者是玻璃眼球，或者是戴有隐性眼镜来进入虹膜识别系统。因此虹膜要从近距离到远距离，从被动成像到主动成像，从静态成像到动态成像。以后不管在什么样情况下，可以同时采集多个人的虹膜，包括从远距离到近距离，甚至人可以呈现3D的人脸，包括成像的获取和用户的配合。在虹膜在生物特征进行上还需要变革的创新，因为虹膜采集的对象、距离都是千变万化，因此用固定的模式去应对变化的场景，很难保证每次都能采集到高质量的虹膜成像。

　　除此之外，由于之前虹膜识别的应用范围属于高精尖但是涉及人数很少，所以未能拥有大量的可供虹膜算法自主学习的数据库，也就是大量的虹膜信息库。在全球范围内，目前规模最大的虹膜数据采集是在印度，大概有6亿多人参与到了身份证的虹膜采集工作中，积累了本国大量虹膜数据和样本，可以更好地优化虹膜识别算法。而我国这方面数据的积累工作起步较晚，还未进入大规模商业化应用中。

　　“在发达的欧美国家，出于对人权的考虑以及公民隐私信息的保护，虹膜识别是否能如印度一样在大范围内得到使用还有待商议。同时，我国政府部门目前在护照审批等方面一直采用指纹识别，用户对虹膜识别还需要一段时间去了解和认可。

　　另外，还需要注意的是，不同人种的虹膜差异也需要手机生产商进行综合考量，尤其是全球化战略的手机厂商。据记者调查发现，西方人的虹膜含黑色素很少，相对较容易获取图像，而东方人的眼睛大部分是黑色的，也有些人是黑色中带茶色。普通摄像头采集东方人的纹理特征不明显。这些问题需要从硬件设备到算法层面针对不同地区用户进行细分和定制。

　　可以预见，未来智能手机将在安全性和便捷性上得到更大提升，Intel今年无疑给大家提了一个醒。虹膜支付将成为继苹果指纹解锁手机后在安全性上的新亮点，而虹膜技术带来的更加酷炫的手机使用体验会迅速让虹膜技术走到普通用户之中。

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