中國科學(xué)院自動化研究所自主研發(fā)的虹膜識別技術(shù)已在煤礦中投入使用。

中科院自動化研究所供圖

只要輕輕一掃孩子的眼睛，設(shè)備便可以進行虹膜識別，將信息錄入系統(tǒng)。如果孩子不慎走失，依據(jù)虹膜信息，有助于找回失蹤兒童。

如今，虹膜識別技術(shù)開始應(yīng)用于兒童保護領(lǐng)域。目前，我國已有部分省市著手為兒童錄入虹膜信息，并建立數(shù)據(jù)庫，以提高失蹤兒童被找回的幾率。

此前，虹膜識別技術(shù)已成功應(yīng)用于礦山、金融、移動通信等多個領(lǐng)域，在身份識別方面發(fā)揮著非常重要的作用。通過“刷眼”確認身份正被越來越多的人接受和認可。

相比指紋識別和人臉識別，虹膜識別更為精準，誤識率可低至百萬分之一

眼睛常常被形容為心靈的窗戶，其實它也是身份的標識。通過眼睛中的虹膜，我們可以快速準確地完成對身份的識別及認定。

中國科學(xué)院院士譚鐵牛說：“虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，包含很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等細節(jié)特征。每個人都有獨一無二的虹膜紋理，即使同一個人的左右眼或同卵雙胞胎，其虹膜紋理也有顯著差異。虹膜識別技術(shù)正是通過對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人的身份。”

相較于生物識別技術(shù)中的指紋識別和人臉識別，虹膜識別起步較晚。然而，各類公開的對比測試和實際應(yīng)用均表明，它是目前最為精準的生物特征識別技術(shù)。

首先，虹膜具有極強的唯一性和穩(wěn)定性。科學(xué)研究表明，虹膜是人體中最獨特的結(jié)構(gòu)之一，自胎兒發(fā)育階段形成后終生不變，且不因外部干擾而磨損變化。

“其次，虹膜是比人臉和指紋更可靠、更難偽造的生物特征。比如，指紋比較容易磨損和破壞，人臉識別會存在雙胞胎難分辨的問題。即使同一個人，隨著年齡變化，容貌也會發(fā)生改變。而且，整容、不同光照下的表情、姿態(tài)等也都會影響識別效果”，譚鐵牛說，“而虹膜要想偽造和改變，難度就大多了。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，就要冒失明的危險。”

原公安部物證鑒定中心主任、中國工程院院士劉耀說：“通過虹膜識別，生理特征極為相似的同卵雙胞胎也能在1秒內(nèi)進行區(qū)分。相較于指紋識別和人臉識別，虹膜識別更為精準，誤識率可低至百萬分之一。”

不過，要將虹膜識別做到好用和便捷，并不容易。

譚鐵牛說：“為了舒適性，在拍攝時又不能要求對方扒大眼睛并一直盯著攝像頭。在這種情況下，如何方便快捷地獲取虹膜圖像就成了難題。還有，采集到的虹膜是不是來自活體?會不會來自玻璃眼球、照片等?這些都是需要解決的問題。”

中國建有目前在國際上使用最廣泛的虹膜圖像數(shù)據(jù)庫

中國虹膜識別研究開始于1998年底。那一年，譚鐵牛放棄了英國雷丁大學(xué)終身教職，回到中科院自動化研究所組建虹膜識別團隊。但由于自主研發(fā)虹膜圖像獲取裝置的技術(shù)門檻高，研究開展一度受阻。直到2000年，研究團隊開發(fā)出虹膜識別核心算法和原型系統(tǒng)，才擁有了國內(nèi)第一套虹膜識別的核心知識產(chǎn)權(quán)。

譚鐵牛說，虹膜識別主要涉及四大關(guān)鍵技術(shù)：一是虹膜成像技術(shù)，解決虹膜圖像的有無問題;二是活體判別技術(shù)，解決虹膜圖像的真假問題;三是質(zhì)量評價技術(shù)，解決虹膜圖像質(zhì)量好壞問題;四是特征表達技術(shù)，解決虹膜圖像的主體問題。“僅虹膜成像這一項技術(shù)，我們就花費了很多精力和時間去攻克。”

譚鐵牛對當(dāng)年的情況記憶猶新：“當(dāng)時，國外機構(gòu)不出售給我們虹膜采集設(shè)備。連獲取一些虹膜圖像供研究用，也做不到。所以，關(guān)鍵核心技術(shù)真的是要不來、買不來、討不來的，我們必須靠自己，一切從零開始。”

此后經(jīng)過多年努力，譚鐵牛帶領(lǐng)團隊從虹膜的采集、識別、活體檢測等方面逐一攻克技術(shù)難關(guān)，打破了國際上的虹膜識別技術(shù)壟斷，從被動轉(zhuǎn)為主動，實現(xiàn)了國內(nèi)虹膜識別從無到有、從基礎(chǔ)研究走向?qū)嶋H應(yīng)用的跨越式發(fā)展。

譚鐵牛說：“如今，在虹膜圖像獲取方面，我們已經(jīng)可以實現(xiàn)從單目到雙目的圖像獲取，實現(xiàn)由近及遠的圖像獲取，以及從固定到移動狀態(tài)的圖像獲取。”

據(jù)介紹，譚鐵牛研究團隊自主建設(shè)的CASIA虹膜圖像數(shù)據(jù)庫是目前在國際上使用最廣泛的虹膜圖像數(shù)據(jù)庫，有來自180個國家的2萬多個科研團隊申請使用。研究團隊在國際期刊發(fā)表論文120多篇，其中包括6篇《IEEE模式分析與機器智能匯刊》(PAMI)長文。

譚鐵牛說：“現(xiàn)在我們的技術(shù)可以授權(quán)到國外去了，也應(yīng)用到國外去了，很多國家申請使用我們的虹膜數(shù)據(jù)庫，我們擁有了主動權(quán)。這充分說明，只有掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，才能掌握科技發(fā)展主動權(quán)。”

無論是在國家安全層面，還是在行業(yè)級應(yīng)用層面，虹膜識別技術(shù)都有廣闊的應(yīng)用前景

在虹膜識別技術(shù)不斷進步的同時，它的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用也在持續(xù)推進。

在印度、墨西哥、阿聯(lián)酋等國家，尤其是在國土安全、反恐防暴、社會安全等高安全需求場景，虹膜識別早已廣泛使用。

根據(jù)咨詢機構(gòu) Transparency Market Research 的預(yù)計，全球生物識別技術(shù)市場規(guī)模將從2015年的112.4億美元，增長至 2020年的233億美元。其中虹膜識別技術(shù)排在第二位，預(yù)計這一領(lǐng)域市場規(guī)模將會以每年28.6%的速度增長，到2020年市場規(guī)模達到24.5億美元。

在我國，虹膜識別憑借其超高的精確性，也已經(jīng)被應(yīng)用于公安、安防、礦山、金融等多個行業(yè)和領(lǐng)域。

中科院自動化研究所旗下企業(yè)中科虹霸總經(jīng)理馬力是譚鐵牛回國后培養(yǎng)的國內(nèi)虹膜識別領(lǐng)域第一個博士研究生。在他的印象中，中科院的虹膜識別技術(shù)最先應(yīng)用于國內(nèi)的礦山領(lǐng)域。

馬力說：“礦工的出入井核驗是礦山管理當(dāng)中的一個薄弱環(huán)節(jié)。實行打卡容易出現(xiàn)互相替代的情況，上完班礦山工人們臉和手都黑乎乎的，依靠指紋和人臉也無法識別。于是，他們就想到了虹膜識別技術(shù)，并找到我們的研究團隊。”

2007年，譚鐵牛團隊的虹膜識別技術(shù)首先應(yīng)用于黑龍江龍煤集團，此后在全國各大礦山推廣開來。

如今，通過產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，中科院自動化所的虹膜識別技術(shù)成果轉(zhuǎn)化成效顯著。他們推出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的虹膜識別系列產(chǎn)品，并成功應(yīng)用于礦山安全生產(chǎn)、監(jiān)獄犯人管理、銀行金庫門禁、軍隊安保系統(tǒng)等領(lǐng)域，相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)已出口美國、印度、東南亞、中東、歐洲等國家和地區(qū)。

馬力說：“目前，虹膜識別技術(shù)在印度應(yīng)用非常成功。印度現(xiàn)在已經(jīng)有超過12億人口完成虹膜信息采集，虹膜身份認證很快將應(yīng)用到印度關(guān)乎國計民生的眾多領(lǐng)域。”

譚鐵牛認為，虹膜識別是未來身份認證的發(fā)展方向。“無論是在國家安全的需求層面，還是在行業(yè)級的應(yīng)用需求層面，都有非常廣闊的應(yīng)用前景。”

同時，譚鐵牛也坦陳，目前虹膜識別技術(shù)如要在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，成為普通大眾習(xí)慣性使用的識別技術(shù)，還得在用戶體驗和成本價格等方面進行完善。

譚鐵牛說：“比如，目前市面上很多虹膜識別設(shè)備為近距離虹膜識別產(chǎn)品，需要用戶主動去配合設(shè)備才能完成圖像采集，相對于人臉識別，其用戶體驗較差。同時，研發(fā)生產(chǎn)成本還有待進一步降低。

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