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        身份識別,“刷眼”更可靠

        2018-11-29 10:15:02吳月輝
        中國計算機報 2018年31期
        關(guān)鍵詞:人臉識別礦山

        吳月輝

        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(rèn)身份正被越來越多的人接受和認(rèn)可。

        相比指紋識別和人臉識別,虹膜識別更為精準(zhǔn),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(biāo)識。通過眼睛中的虹膜,我們可以快速準(zhǔn)確地完成對身份的識別及認(rèn)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(xì)絲、冠狀、條紋、隱窩等細(xì)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?!?/p>

        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(zhǔn)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??茖W(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?!?/p>

        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(zhǔn),誤識率可低至百萬分之一?!?/p>

        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?!?/p>

        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(dá)技術(shù),解決虹膜圖像的主體問題?!皟H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?!?/p>

        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?!?/p>

        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(yuǎn)的圖像獲取,以及從固定到移動狀態(tài)的圖像獲取?!?/p>

        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(dá)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?;貒笈囵B(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(rèn)證很快將應(yīng)用到印度關(guān)乎國計民生的眾多領(lǐng)域?!?/p>

        譚鐵牛認(rèn)為,虹膜識別是未來身份認(rèn)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?!?/p>

        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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