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虹膜识别技术的挑战与未来:远距离识别,动物虹膜识别或是新方向

2019-11-08 08:36:09| |查看: 1903

[摘要] 虎扑9月13日讯 卢卡库在espn的采访中透露,国米发现了他消化系统的问题。卢卡库一加盟国米,孔蒂就安排他去见了营养师,并且对他的排泄物进行了检查,很快就有了结果。随后卢卡库开始吃鱼、红薯、香菇意面和

除了指纹和人脸,虹膜识别也是一种应用相对较多的生物识别技术。长期以来,它被广泛应用于金融、医疗、安检、安防、特殊行业考勤和门禁、工业控制等领域。2015年,富士通首次将虹膜识别技术应用于智能手机,随后三星也在旗舰机型note7中引入了虹膜识别,随后三星的s8/s8也再次以虹膜识别为标准。然而,随着3d人脸识别和离屏指纹技术的应用,不方便使用的虹膜识别在手机市场的应用受到了影响。

在2019生物识别技术及应用峰会论坛上,SMIC邀请中国科学院深圳高级技术研究所集成研究所研究员陈巍博士和中国红坝移动商务市场总监陈华分享虹膜识别技术及行业应用的最新发展。

与其他生物测定技术相比,虹膜在6-8个月后趋于稳定,虹膜有226个生物测定点,这是极其独特的。即使是长着同一张脸的双胞胎也有不同的虹膜。两个人拥有相同虹膜的概率是十分之一,这是非常低的。有必要知道,一年中落到地球上的雪花总数只有10片中的22片。因此,虹膜识别具有极高的安全性。

一些研究数据表明,虹膜识别的交叉错误率仅为0.00077%,远远低于声纹、指纹、掌纹和人脸识别,具有极高的稳定性、安全性和实用性。

此外,虹膜还具有很强的生物活性。例如,瞳孔的大小随着光的强度而变化,并且在观察物体时有一个非自愿的调整过程。有一个不自觉的瞳孔放大到每秒10次以上,这也导致虹膜每秒振动10次以上。此外,当人脑死亡、深度昏迷或眼球组织脱离人体时,虹膜组织完全收缩,瞳孔散大。这些特征也使得虹膜极其防伪。

因此,虹膜识别经常被应用于一些安全性要求更高、虹膜识别更方便的领域。例如,美国国防部——自动生物识别系统(ABIS);印度的国家身份认证(具有极高的唯一性);阿联酋的出入境制度(也是由于中东的习俗,许多女性通常只露出两只眼睛)、矿山的安全管理和一些体力劳动密集型人员(这些人员通常手指磨损得很厉害)等。

▲陈华,红坝移动中国区市场总监

中国红坝移动业务市场总监陈华表示,印度国家身份认证系统、阿联酋出入境系统以及包括神华集团、中国煤炭集团、同煤集团等大型煤炭企业在内的400多家国内矿山采用的虹膜识别系统都是基于中国红坝技术。

此外,在移动设备方面,中化鸿巴自2016年以来与多家手机公司和移动解决方案公司合作,至今已推出十几款移动虹膜设备和手机。针对目前火热的智能门锁市场,中科鸿巴还推出了虹膜识别门锁解决方案,并已批量生产。

"门锁追求的关键点是安全、易用和持久耐用."陈华透露:“中科鸿巴基于该平台进行了深度优化,可以达到百万分之一的安全级别。就易用性而言,我们的识别距离可以是30-55厘米。就长电池寿命而言,7000毫安时的电池一天开启18次,我们可以有超过100天的电池寿命。可以说虹膜方案目前具有最长的耐久性。第二代仍然是迭代的,有更好的场景。”

此外,在中长距离识别产品方面,中科鸿巴还推出了“虹膜和人脸”双模集成产品,提供rs232、rj45、usb2.0等主流接口输出模式。,识别精度为百万分之一。

▲中科红坝商用中长距离虹膜人脸识别方案

既然虹膜识别这么好,为什么在一般消费者市场不如指纹和人脸识别好呢?陈巍博士说,传统的虹膜成像系统有太多的限制和糟糕的用户体验。由于虹膜识别具有相对较短的成像距离(通常小于1m)、较小的景深、较小的视场和较小的捕获体积,因此需要用户协调和调整头部和眼睛的姿态,并且不能同时对双眼成像,因此识别速度相对较慢。虹膜识别的成本也相对较高。这一切都限制了虹膜识别的应用。

▲中国科学院深圳先进技术研究所集成研究所研究员陈巍博士

陈巍博士认为,具有长距离、大视场、大景深、不匹配或不太匹配的虹膜成像系统是趋势。

▲中国科学院深圳先进技术研究所长期从事“模式识别”技术和光电工程技术的研究,相关成果达到世界领先水平。目前,可以实现60-100厘米范围内的清晰成像。

陈巍博士说,“这是我们的第一代产品。我们可以通过稍微低下头来实现不同高度的快速虹膜识别。迄今为止,我们已经为各种产品制作了演示,包括类似vr眼镜的虹膜采集设备。我们已经安装了安卓系统、门禁和门锁,这是我们在新疆试验过的虹膜识别仪器。这是一个多眼虹膜装置,高度为1-1.9米。它可以用于慢速行走时的快速虹膜识别。”

然而,为了在1-3米的更长距离上实现虹膜识别,可以选择更大的高清摄像机来确保识别精度,但是计算量和硬件成本会几何增加。还有一个计划是;通过光学和机械方法的结合,实现了小盒子的循环识别,这也是中国科学院深圳先进技术研究所目前的研究方向。

虹膜识别不同于人脸,需要对特定区域进行成像。到目前为止,只有一幅图像可以识别一个人,目前还没有关于多人帧识别的研究。同时,虹膜会受到遮挡的影响,如戴眼镜、隐形眼镜等。陈巍博士说,“我们的实验室一直在研究戴眼镜、隐形眼镜等。目前,我们已经实现了除了漂亮的瞳孔(将覆盖虹膜信息)之外,戴眼镜、太阳镜和隐形眼镜对虹膜识别效果影响不大。”

由于大多数虹膜识别使用红外照明,尽管大多数情况在弱照明环境中不受影响,但是由于在特别暗的环境中瞳孔扩张和遮挡,个人可能难以识别虹膜。此外,虹膜识别在阳光强烈的室外环境中的应用也很困难。

最后,与设备相比,当前的虹膜识别过程仍然是传统的,并且这些年没有太大变化。需要特殊设备来收集虹膜信息、图像预处理、编码和进行另一次比较。陈伟博士说:“人工智能是未来的方向。我们也想用人工智能来做虹膜识别,但是目前还没有好的解决方案。”

生物识别技术的目标是“生物”,不仅是人类,还有其他生物。这个市场非常大。同样,虹膜识别技术也可以应用于动物虹膜识别。

在演讲结束时,中国科学院高级技术研究所的陈巍博士也分享了虹膜识别在狗识别中的应用。目前,狗的识别方法主要是植入电子芯片,但这是一种创伤性的植入方法,在严重情况下有一定的过敏和死亡概率,可能对使用者产生辐射影响,受到绝大多数狗主人的抵制。然而,远距离虹膜识别是一个理想的方案。如果识别距离太近,狗容易紧张。

然而,狗的虹膜明显不同于人类的虹膜,要实现准确的识别还需要做大量的工作。目前,世界上首次有一个团队进行了大量(约100)狗虹膜识别实验。该团队专注于动物虹膜识别设备和服务,可扩展至牛和马,用于食品追溯、医疗、保险等。

编者:辛志勋-浪客健

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