淺談虹膜技術(shù)及其應用領(lǐng)域

在包括指紋在內的所有生物識別技術(shù)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(shù)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(shù)，未來(lái)的安防、國防、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域的應用，也必然的會(huì )以虹膜識別技術(shù)為重點(diǎn)。這種趨勢，現在已經(jīng)在全球各地的各種應用中逐漸開(kāi)始顯現出來(lái)，市場(chǎng)應用前景非常廣闊。

　　虹膜技術(shù)概念

　　人眼睛的外觀(guān)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65%。外觀(guān)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(guān)。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)入了相對穩定的時(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(guān)上的改變外，虹膜形貌可以保持數十年沒(méi)有多少變化。另一方面，虹膜是外部可見(jiàn)的，但同時(shí)又屬于內部組織，位于角膜后面。要改變虹膜外觀(guān)，需要非常精細的外科手術(shù)，而且要冒著(zhù)視力損傷的危險。虹膜的高度獨特性、穩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。

　　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(lèi)似于斑點(diǎn)、細絲、冠狀、條紋、隱窩等細節特征，這些特征是以隨機組合的方式確定下來(lái)的，一旦形成終生不變。

　　虹膜識別技術(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)計算機圖像處理技術(shù)對采集到的虹膜圖像進(jìn)行識別、存儲，誤識率為120萬(wàn)分之一。目前世界上還沒(méi)有發(fā)現虹膜特征重復的案例。虹膜識別技術(shù)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(lèi)的虹膜信息都錄入到一個(gè)數據庫中，出現認假和拒識的可能性也相當小。

　　虹膜技術(shù)應用領(lǐng)域

　　現在國內的虹膜識別應用已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)，去年的銷(xiāo)售額估計在1000萬(wàn)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(lái)一個(gè)明媚的春天。國內虹膜識別的主要應用領(lǐng)域有：

　　(1)門(mén)禁和考勤這也是國內其它生物認證產(chǎn)品的最大應用方向，目前國內銷(xiāo)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(fǎng)問(wèn)控制。

　　(2)金融和證券中科院自動(dòng)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(chǎng)，國內第一臺虹膜識別ATM也于去年研制成功，參加了中國國際金融(銀行)技術(shù)暨設備展覽會(huì )。

　　(3)電子護照和第二代身份證2003年國際民航組織公布的規劃將要求在個(gè)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(jìn)入各個(gè)國家的邊境時(shí)進(jìn)行個(gè)人身份的確認。我國遲早會(huì )加入這個(gè)計劃，出于國家安全的考慮，國產(chǎn)虹膜識別系統將有較大的競爭優(yōu)勢。我國的第二代身份證也為生物認證技術(shù)的實(shí)施預留了空間。

　　(4)醫療保險和養老保險的發(fā)放我國的社會(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，虹膜識別技術(shù)將可用于參保人員的身份確認，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用。

　　(6)電子商務(wù)我國已經(jīng)出臺電子簽名法，如果在數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(xué)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(lái)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)系統還是有較大的差距，尤其在虹膜圖像采集硬件裝置方面?，F在虹膜識別系統在實(shí)際應用中的主要問(wèn)題就是獲取高質(zhì)量的虹膜圖像需要用戶(hù)的良好配合，硬件成本也比較高。所以未來(lái)虹膜識別的發(fā)展趨勢是提高系統人機接口的友好性，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(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(hù)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(gè)重要的方面，防止假冒者盜用他人的虹膜圖像。為了規范虹膜圖像的數據格式，統一硬件提供商、軟件開(kāi)發(fā)商和系統集成商之間的數據接口，促進(jìn)各種計算機應用之間的數據共享，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(kāi)展虹膜識別標準化方面的工作。