【正文】 flora 別技術(shù)直到 90 年代才成為現(xiàn)實(shí) 1987 年眼科專家 Aransafir 和 Leonard 首次提出利用虹膜圖像進(jìn)行自動(dòng)虹膜識(shí)別的概念將虹膜特征用于個(gè)人身份鑒 2 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 別但是他們并沒有開發(fā)出一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)到 1991 年美國(guó)洛斯阿拉莫 斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Johnson 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)自動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng) 51 這是有文獻(xiàn)記載的第 一個(gè)虹膜識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)隨后 1993 年 英 國(guó) 劍 橋 大 學(xué) 的 John daugman 博士提出 了虹膜識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高性能的自動(dòng)虹膜識(shí)別原型系統(tǒng)開創(chuàng)了這一領(lǐng) 域的先河 1996 年 RichardWildes 研制成功基于虹膜的身份認(rèn)證系統(tǒng) 1998 年底中科院自動(dòng)化所開始虹膜識(shí)別方面的研究 2021年成功開發(fā)出具有我國(guó) 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的虹膜識(shí)別系統(tǒng)目前大部分的自動(dòng)虹膜識(shí)別系統(tǒng)都是使用 Daugmanl61 核心算法 生物識(shí)別都是以提取生物特征方式進(jìn)行比對(duì)以達(dá)到識(shí)別目的基本的要求 就是這些生物特征需具有唯一性或非共同性 [41虹膜是一 種在眼睛中瞳孔狀的織 物狀各色環(huán)狀物每一個(gè)虹膜都包含一個(gè)獨(dú)一無二的基于像冠水晶體細(xì)絲 斑點(diǎn)結(jié)構(gòu)凹點(diǎn)射線皺紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)兩個(gè)不同虹膜的代碼有 75％匹配的可能性是 1106 完全相同的可能性是 l1052 因此沒有兩個(gè)虹膜 是一模一樣的即使是雙胞胎同一人左右眼的虹膜圖像也不相剛虹膜的穩(wěn) 定性表現(xiàn)在當(dāng)人出生八個(gè)月后就已經(jīng)穩(wěn)定成型終身不變虹膜安全掃描系 統(tǒng)包括一個(gè)全自動(dòng)照相機(jī)來尋找眼睛并在發(fā)現(xiàn)虹膜時(shí)就開始聚焦想通過 眨眼睛來欺騙識(shí)別系統(tǒng)是行不同的虹膜身份認(rèn)證的可靠性高虹膜認(rèn)證的錯(cuò) 誤接受和錯(cuò)誤拒絕率 是最低的虹膜在眼睛的內(nèi)部用外科手術(shù)很難改變其結(jié) 構(gòu)由于瞳孔隨光線的強(qiáng)弱變化想用偽造的虹膜代替活的虹膜是不可能的 虹膜識(shí)別身份認(rèn)證還具有很強(qiáng)的實(shí)用性 386以上計(jì)算機(jī) CCD攝像機(jī)即可滿足 對(duì)硬件的需求虹膜認(rèn)證不讓受試者有犯罪感或被調(diào)查的感覺在不接觸狀態(tài) 下攝取圖像對(duì)人身沒有侵犯因而容易被公眾接受虹膜識(shí)別技術(shù)可能成為未 來最可靠的生物識(shí)別技術(shù)但它的一個(gè)最重要缺點(diǎn)就是技術(shù)沒有指紋成熟而且 造價(jià)較高 1． 2． 2虹膜識(shí)別技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)虹膜識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了深入和廣泛的研究并 取得了 較大的進(jìn)展具有虹膜識(shí)別功能的自動(dòng)取款機(jī)出入口虹膜識(shí)別系統(tǒng)近年來也 先后在美國(guó)日本英國(guó)等國(guó)家開發(fā)并應(yīng)用我國(guó)的虹膜識(shí)別技術(shù)由于剛剛起 步投入的人力物力很少目前仍沒有生產(chǎn)出實(shí)用產(chǎn)品中科院自動(dòng)化研究 所深圳思創(chuàng)集團(tuán)浙江大學(xué)吉林大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)均已開展了虹膜識(shí)別技術(shù) 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 的研究并取得了一定的理論和實(shí)驗(yàn)成果 1 在國(guó)外該技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用例如基因技術(shù)已經(jīng)證明除了傳染 病外來傷害等包括亨廷頓氏舞蹈癥帕金森癥神經(jīng)質(zhì)抑郁癥高 血壓 老年癡呆等在內(nèi)的大部分疾病都有其基因基礎(chǔ)對(duì)人進(jìn)行基因識(shí)別從而確定 給予何種保險(xiǎn)勞務(wù)待遇這已經(jīng)被國(guó)外公司廣泛采用例如由于亨廷頓氏 舞蹈癥的基因檢測(cè)已經(jīng)相當(dāng)可靠英國(guó)政府已經(jīng)允許保險(xiǎn)公司使用基因檢測(cè)的 結(jié)果拒絕對(duì)某些潛在的該病病人提供保險(xiǎn)服務(wù)擁有 4 萬多員工的美國(guó)北圣菲 鐵路公司己開始采集應(yīng)聘者基因信息并根據(jù)基因分析的結(jié)論招聘適合從事鐵 路工作的員工盡管美國(guó)已經(jīng)有 20 多個(gè)州通過了禁止根據(jù)基因檢測(cè)結(jié)果淘汰應(yīng) 聘者的法案但是全美國(guó)每萬家公司中仍然有 30 多家根據(jù)基因檢測(cè)的結(jié)果招聘 員工 美 國(guó) Iriscan 公司研制出的虹膜識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)在美國(guó)得克薩斯州聯(lián)合銀行的 三個(gè)營(yíng)業(yè)部?jī)?nèi)試運(yùn)行儲(chǔ)戶兩手空空地來辦理銀行業(yè)務(wù)無需銀行卡更不需 要輸入煩惱的密碼他們?cè)谠撊】顧C(jī)上取錢時(shí)一臺(tái)攝像機(jī)首先對(duì)用戶的眼睛 進(jìn)行掃描然后將掃描圖像轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料匹配以鑒別用 戶身份的真實(shí)性 日本沖電氣工業(yè)公司 2021 年依靠最新開發(fā)的移動(dòng)終端虹膜識(shí)別技術(shù)實(shí) 現(xiàn)了利用手機(jī)或掌上電腦等移動(dòng)終端設(shè)備迸行高精確度的虹膜身份認(rèn)證推 出的移動(dòng)終端虹膜識(shí)別技術(shù)可使手機(jī)或掌上電腦的內(nèi)置通用可見光攝像頭具 備虹膜身份識(shí)別的能力采用新技術(shù)的移動(dòng)終端可在20 厘米范圍內(nèi)對(duì)人眼的虹 膜進(jìn)行拍攝然后進(jìn)行識(shí)別識(shí)別所需時(shí)間不到 0． 5 秒誤辨率控制在十萬分之 一以下 出于對(duì)國(guó)防安全的重大意義虹膜識(shí)別技術(shù)的研究已經(jīng)上升到了戰(zhàn)略高度 2021年美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究項(xiàng)目署 DAI心 A 就啟動(dòng)了遠(yuǎn)距離生物特征識(shí)別的研 究項(xiàng)目其中也包括虹膜識(shí)別 2021年 11月美國(guó)中央情報(bào)局 c 隊(duì) 也開始 研究用于監(jiān)控目的的虹膜識(shí)別系統(tǒng)從 2021 年 4 月中旬開始美國(guó)北卡羅來納 州的夏洛特道格拉斯機(jī)場(chǎng)對(duì)其工作人員和航空公司乘務(wù)員進(jìn)行了虹膜 注冊(cè)把 每個(gè)職員的虹膜拍攝成數(shù)字照片存檔職員在進(jìn)入限制區(qū)域前只要看一眼攝像 機(jī)攝像機(jī)就會(huì)對(duì)用戶的眼睛進(jìn)行掃描然后將掃描圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息與數(shù) 字庫(kù)中的資料核對(duì)以檢驗(yàn)進(jìn)入者的身份不僅可以大大減輕 機(jī) 場(chǎng) 的 身 份 檢 驗(yàn) 工 作 還 可 以 有 效 保 障 機(jī) 場(chǎng) 和 乘 客 的 安 全 4 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 9． 1l 恐怖襲擊之后西方各國(guó)都加大高性能身份認(rèn)證技術(shù)的研發(fā)投入美 國(guó)開始在機(jī)場(chǎng)法院體育館等大量公共場(chǎng) 所安裝生物識(shí)別裝置用于甄別恐 怖分子很多的公共場(chǎng)所則采用指紋虹膜方法甄別恐怖分子此外美國(guó)虹 膜技術(shù)公司的 CN00800544． 3號(hào)文獻(xiàn)涉及一種虹膜識(shí)別系統(tǒng)和通過識(shí)別虹膜識(shí)別 人的方法它采集的虹膜信息包括采用頻率變換方法測(cè)定的虹膜纖維的密度 和結(jié)構(gòu)瞳孔反射信息瞳孔形狀自主神經(jīng)環(huán)反射信息自主神經(jīng)環(huán)的形狀 暗點(diǎn)的存在位置和形狀等它的CN03802325． 3 號(hào)文獻(xiàn)涉及一種利用立體人臉 進(jìn)行識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)和方法它可以用立體人臉識(shí)別來識(shí)別虹膜進(jìn)而識(shí) 別用戶身份它包括兩個(gè)以上的個(gè)人臉部識(shí)別相機(jī)用于拍攝用 戶兩幅或更多 幅臉部圖像還包括識(shí)別系統(tǒng)用于從多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)接收后者拍攝的多幅 臉部圖像并根據(jù)多幅臉部圖像產(chǎn)生立體人臉信息還包括一個(gè)或多個(gè)虹膜識(shí) 別相機(jī)能利用上述立體人臉信息拍攝被聚焦的用戶虹膜最終進(jìn)行身份識(shí)別 l 美國(guó)戴維德芽沙諾夫研究中心的CN95195628． 0 號(hào)文獻(xiàn)涉及一種無侵害的虹膜自 動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)和方法它允許用戶將自己的眼球放置在虹膜成像器的視野內(nèi)而不 必與識(shí)別系統(tǒng)有任何物理接觸的對(duì)準(zhǔn)裝置 ll 20 世紀(jì) 90 年代末期 Iridiall 虹膜識(shí)別的研究中來 在我國(guó)從事虹 膜識(shí)別的研究起步較晚但是越來越多的科研工作者正投 身于虹膜識(shí)別國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程部分研究成果已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平主要研 究單位有中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所 以下簡(jiǎn)稱中科院自動(dòng)化所 華中科技大 學(xué)浙江大學(xué)等中科院自動(dòng)化所的模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是國(guó)內(nèi)最早從事 虹膜識(shí)別研究的單位之一從 1998 年至今已經(jīng)開發(fā)了三代虹膜識(shí)別系統(tǒng)包括 虹膜采集裝置圖像預(yù)處理特征抽取和匹配等基本模塊從硬件到軟件都實(shí) 現(xiàn)了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的目標(biāo)突破了早期西方國(guó)家的技術(shù)壟斷與封鎖他們 還利用研制的虹膜圖像獲取裝置建立和共享了用于研究 的虹膜數(shù)據(jù)庫(kù) cAs 認(rèn)虹膜數(shù)據(jù)庫(kù)這是當(dāng)前國(guó)際上最大的共享虹膜數(shù)據(jù)庫(kù)正逐漸成為 虹膜識(shí)別研究領(lǐng)域的公共平臺(tái)我國(guó)的虹膜識(shí)別研發(fā)的進(jìn)展已經(jīng)引起了國(guó)際同 行的關(guān)注 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的虹膜識(shí)別應(yīng)用已開始啟動(dòng)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁可以預(yù)計(jì)我國(guó)虹 膜識(shí)別產(chǎn)業(yè)化將迎來一個(gè)明媚的春天國(guó)內(nèi)虹膜識(shí)別的主要應(yīng)用領(lǐng)域有嗍 1 門禁和考勤這也是國(guó)內(nèi)其它生物認(rèn)證產(chǎn)品的最大應(yīng)用方向目前國(guó)內(nèi) 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 銷售的國(guó)外虹膜識(shí)別產(chǎn)品也主要安裝在高檔的房地產(chǎn)項(xiàng)目上用于訪 問控制 2 金融和證券中科院自動(dòng)化所模識(shí)科技公司和寧波八一集團(tuán)共同研發(fā) 的基于虹膜識(shí)別的銀行保險(xiǎn)箱保險(xiǎn)柜已經(jīng)投入市場(chǎng)國(guó)內(nèi)第一臺(tái)虹膜識(shí)別 ATM 也已研制成功參加了中國(guó)國(guó)際金融 銀行 技術(shù)暨設(shè)備展覽會(huì) 3 電子護(hù)照和第二代身份證 2021 年國(guó)際民航組織公布的規(guī)劃將要求在個(gè) 人護(hù)照中加入生物特征 面相識(shí)別虹膜識(shí)別指紋識(shí)別 并在進(jìn)入各個(gè)國(guó)家 的邊境時(shí)進(jìn)行個(gè)人身份的 確認(rèn)我國(guó)遲早會(huì)加入這個(gè)計(jì)劃出于國(guó)家安全的考慮國(guó)產(chǎn)虹膜識(shí)別系 統(tǒng)將有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)我國(guó)的第二代身份證也為 生物認(rèn)證技術(shù)的實(shí)施預(yù)留了 空間 4 醫(yī)療保險(xiǎn)和養(yǎng)老保險(xiǎn)的發(fā)放我國(guó)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(shí)別技術(shù)將可用于參保人員的身份確認(rèn) 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(yīng)用 6 電子商務(wù)我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)電子簽名法如果在數(shù)字簽名方案中引入虹膜 識(shí)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(shí)別的結(jié)合 8 特殊行業(yè)如采礦行業(yè)的工人下井歸來臉部和手部的生物特征提取都受 影響必須 采用虹膜識(shí)別 1． 2． 3 虹膜識(shí)別技術(shù)面臨的問題 虹膜識(shí)別技術(shù)是集數(shù)學(xué)光學(xué)電子學(xué)生理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科交 叉的高新技術(shù)該技術(shù)的研究雖然取得了很大成績(jī)但由于我國(guó)起步晚仍然 面臨著許多困難具體表現(xiàn)在硼 1 虹膜紋絡(luò)是否具有穩(wěn)定性有待研究目前醫(yī) 學(xué)理論認(rèn)為虹膜紋絡(luò)具有終身不變的穩(wěn)定性但這一認(rèn)識(shí)還有待于接受嚴(yán)格 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)論證因?yàn)楹缒ぜy絡(luò)識(shí)別技術(shù)誕生不久很難獲得同一個(gè)人 lO 年乃 至于更長(zhǎng)時(shí)間間隔的虹膜圖像有資料顯示在眼部或其他部分發(fā)生病變的情 況下虹膜紋絡(luò)會(huì)發(fā)生部分或全部改變大致有破裂脫落 穿孔炎癥增生 萎縮血管新生等多種情況 2 虹膜采集技術(shù)有待提高獲取高質(zhì)量的虹膜圖 像是制約虹膜識(shí)別技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的一個(gè)瓶頸圖像獲取設(shè)備的小型化與方便 化高分辨率攝像頭及其照明技 術(shù) 是 推 廣 虹 膜 識(shí) 別 技 術(shù) 的 主 要 障 礙 鏡 頭 可 6 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 能會(huì)使圖像畸變而使得可靠性大為降低黃種人多為深褐色紋理非常不明顯 很難獲取細(xì)節(jié)清晰對(duì)比度高的虹膜圖像 3 高重復(fù)性的虹膜識(shí)別算法有待 進(jìn) 一步開發(fā)當(dāng)前的虹膜識(shí)別算法還不能很好地提取因人而異的特征向量存在 著匹配還不精細(xì)計(jì)算量大等問題 4 性能評(píng)價(jià)體系有待建立虹膜識(shí)別系統(tǒng) 性能評(píng)價(jià)應(yīng)該由國(guó)家甚至世界性的專門檢測(cè)機(jī)構(gòu)來進(jìn)行該機(jī)構(gòu)應(yīng)該擁有一個(gè) 樣本容量足夠大的虹膜數(shù)據(jù)庫(kù)制定一套科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試方案能夠?qū)Ω鞣N虹 膜識(shí)別系統(tǒng)的性能給出準(zhǔn)確統(tǒng)一權(quán)威的評(píng)價(jià)但是目前對(duì)虹膜特征識(shí)別 尚無評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及足夠大的虹膜數(shù)據(jù)庫(kù)仍然處于無序狀 態(tài) 5 系統(tǒng)的可行性有待驗(yàn)證當(dāng)前的虹膜識(shí)別系統(tǒng)只是用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行 J 規(guī)模的試驗(yàn)而沒有進(jìn)行過現(xiàn)實(shí) 世界的唯一性認(rèn)證的試驗(yàn) 為使虹膜識(shí)別技術(shù)迅速發(fā)展成為身份鑒別的重要手段在實(shí)際中得到廣 泛應(yīng)用可考慮從如下幾方面入手 1 從生理學(xué)色度學(xué)光學(xué)等角度對(duì)人眼 及虹膜進(jìn)行理論研究建立照明光源虹膜 CCD 攝像頭之間的成像系統(tǒng)確 定它們之伺的最佳匹配關(guān)系以便在虹膜圖像采集方面產(chǎn)生突破構(gòu)建高精度 自動(dòng)化小體積和低成本的虹膜圖像采集裝置 2 虹膜識(shí)別算法 包括圖像預(yù)處