虹膜識別：“眼球經濟”的未來藍海
近日，好萊塢導演斯皮爾伯格執導的科幻新片《頭號玩家》在國內熱映，內地票房也已突破10億大關，相關話題更是成為一時談資，各路討論也刷遍了許多人的朋友圈。而將故事設定在2045年的沉浸式全觸感VR世界的超現實電影中，反派Boss竟因隨手放置記錄密碼的紙條導致虛擬角色被黑功虧一簣，此處的劇情“BUG”也遭來部分非議——要知道即便倒退回信息安全技術邁入生物識別轉型的2018年，僅依靠虹膜識別手段一項就能將妄圖冒名頂替的侵入者拒之門外。
“回溯國內的虹膜識別發展道路，是中科院自動化研究所開啟了自主研究從無到有的嶄新局面，并在計算機視覺與模式識別上辛勤耕耘近20年。“日前，在接受《中國科學報》記者采訪時，中科院自動化所副研究員侯廣琦表示，未來應用虹膜識別的產品將隨處可見，小到街頭安置的智能機，大到國家的居民身份證，都離不開這項技術。尤其在孵化于中科院自動化所的虹星科技突破應用距離限制后，虹膜識別在改造人類未來生活方式上將大有可為。
突破虹膜識別核心算法
縱觀整個世界發展史，身份鑒別技術一直是人類常年致力研究的重要課題。如何利用自身載體數據——人體固有的生理特征如人臉、指紋、虹膜、靜脈、視網膜及行為特性如筆跡、聲音、步態等來進行身份認證，便成了現代信息安全管理的核心環節，而虹膜識別被認為是最具潛力的生物特征識別技術。
中科院自動化所模式識別國家重點實驗室研究員孫哲南介紹，虹膜是人體中最獨特的結構之一，自胎兒發育階段形成后直至死亡終生不變，且不因外部干擾而磨損變化，因此具有極強的唯一性和穩定性。通過虹膜識別，生理特征極為相似的同卵雙胞胎也能在1s內進行區分，即便是要分辨《西游記》的“真假美猴王”也不再是個難題。相較于指紋0.8%、人臉識別2%左右的誤識率，虹膜識別誤識率可低至百萬分之一。
既然虹膜具有外部可見的特征，那么虹膜識別是否就是一個簡單的圖像采集→比對的過程呢？
“答案是否定的，從虹膜圖像的獲取到最終的身份匹配，不經過大量的專業計算是無法得以實現的。”侯廣琦介紹，要保證虹膜識別在黑暗、強光等不同光照下，以及佩戴眼鏡等條件下也能正常工作，搭載虹膜識別的設備需配備紅外LED以及虹膜識別攝像頭。首先紅外LED發射紅外線，虹膜識別攝像頭透過紅外線獲取虹膜圖案信息，對采集的圖案信息進行處理編碼，然后與預先設置存儲的虹膜特征進行精準比對。
由于自主研發虹膜圖像獲取裝置的技術門檻高，中國虹膜識別研究的開展一度受限。直到2000年中科院自動化所開發出虹膜識別核心算法，才擁有了國內第一套虹膜識別的核心知識產權。
而孵化于中科院自動化所譚鐵牛院士團隊的虹星科技，也在團隊潛心鉆研10年的長距離虹膜識別領域后，憑借智能三維人機交互和遠距離虹膜識別兩大核心技術，和擁有的40多項相關核心發明專利和軟件注冊權，于近期打造出全球首款具有“虹膜識別+活體檢測+人證比對”功能產品，能在長達1米左右的距離對活體實現精準識別。
急需掙脫困境的“明日之星”
不得不承認的是，虹膜識別技術對于普通大眾而言，依然屬于比較陌生的領域。究其原因，這與虹膜識別多在煤礦等特殊場景中使用，還尚未得到全面廣泛的應用有關。
“距離與價格是其步履維艱的兩個重要因素。”侯廣琦介紹，目前市面其他虹膜識別設備多為近距離虹膜識別產品，工作距離多不足40厘米，要用戶主動的去配合設備才能完成圖像采集，相對于人臉識別用戶體驗較差。同時，由于研發生產成本高昂，其他虹膜識別設備成本至少在幾萬元以上，接近人臉識別設備的三倍，難以大規模商用，讓不少廠商望而卻步。而擁有世界上規模最大的遠距離虹膜識別研究團隊的虹星科技，目前則正在全力攻克這些難題。
目前，在識別距離上，虹星科技推出了國內首款商業化遠距離虹膜識別產品，批量產品系列的識別距離達0.8-1.2米，為傳統虹膜識別距離的4倍，簡化了用戶肢體配合步驟，極大提升了操作體驗感。與此同時，虹星科技還研發出工作距離長達10米的虹膜識別技術，或將在未來投入量產。在成本控制上，虹星科技采用前沿的計算+成像的人工智能框架，同時在硬件和算法上做整體優化，致力做出售價萬元以內的商用遠距離虹膜識別方案。
值得一提的是，虹星科技掌握的長距離虹膜識別技術，與人臉識別的工作距離處于重合區域，這意味著虹膜、人臉識別可同步進行，識別效果將疊加比對。
將導致生活方式的全面顛覆
毋庸置疑，未來應用虹膜識別的產品將隨處可見，小到街頭安置的智能機，大到國家的居民身份證，都離不開這項技術。目前包括美國、歐洲、日本等在內的很多發達國家，尤其是國土安全、反恐防暴、社會安全等高安全需求場景，虹膜識別其實早已廣泛使用。
侯廣琦認為，對國人而言，第三代居民身份證或將是我們迎來虹膜識別浪潮的先機。據報道，政府目前已在研究相關政策的下發，今后人們在辦理身份證時，很有可能除了照片信息，也會將個人虹膜信息添加進去。在交通出行領域上，虹膜識別將全方位打破傳統安檢手段的桎梏。引入虹膜識別系統后，在機場、車站或者港口，乘客的票務信息與證件信息都可與自身虹膜實現綁定，目光一掃輕松過關，短時間便可實現大批次通關，出行再也不用擔憂延誤卡關的狀況。
“虹膜識別還可根據個人身份實行權限分配，管控檔案室、實驗室、會議室等重要區域的機密安全，學校考試中還能杜絕替考等作弊現象。在公共安全事務上，虹膜識別將令罪犯或潛在危險分子無處遁形。”侯廣琦還指出，在如火災、地震等自然災害或其他突發事件發生時，虹膜識別也可以幫助救援人員快速疏散人群，并第一時間對傷難者進行身份確認，避免事態擴大化，做到信息的及時通報與反饋
金融支付領域上，虹膜識別勢也將引領金融支付方式的全新變革。在中東部分地區，已有銀行推出了ATM虹膜取款功能，配置虹膜識別模塊的ATM機將掃描用戶虹膜來進行身份認證交易。
“可以說，虹膜識別將會對未來生活進行全方位滲透。我們也希望這項技術能夠對構建智慧城市、平安城市有所助力，向每一位公民提供最精準、最安心的保障。”侯廣琦表示。彭科峰
來源：科學網
