虹膜识别技术发展情况及应用趋势

　　纵观整个世界发展史，身份验证技术一直是人类长期研究的重要课题。而计算机技术的不断发展，使得验证技术早已从最初的人工比对发展到以掌纹、指纹、人脸、虹膜等代表的生物识别技术。随着各种生物特征识别相继涌现，无密码时代渐行渐近。

　　人脸、指纹是应用最为广泛的生物识别技术，特别是在手机领域，早已经形成规模化应用，而在金融、公安等领域也初具一定规模。而技术成熟度毫不逊色的虹膜技术，由于各种因素限制，其落地速度较为缓慢，但任何技术最终都要落地到商业化应用上。当前虹膜技术水平发展到什么程度？未来技术应用趋势是怎样？如何推动虹膜技术落地应用的规模化？ 为此，邀请了中科虹霸公司副总经理兼首席技术官何召锋，分享虹膜技术发展情况、技术应用趋势以及对落地规模应用的看法。

　　Q：从虹膜技术和市场应用方面来看，贵公司目前处于什么地位或者有什么突破？

　　A： 中科虹霸由中科院自动化研究所设立，成立于2006年底。十几年来一直专注于虹膜识别技术研发以及产业化应用，当前是国内虹膜识别技术领域规模最大的一家公司。而且，从技术角度来看，当前，中科虹霸在虹膜识别算法和技术层面，均处于国内、国际领先水平。

　　中科虹霸之前在虹膜识别算法国际竞赛NICE I和NICEII评测中，均拿下国际第一名的成绩。这两大评测分别是针对预处理算法和特征抽取算法，这是整个虹膜识别算法中的两大关键步骤。预处理指图像检测、分割等处理，然后在处理基础上进行第二步的特征抽取。

　　从市场应用来讲，中科虹霸的虹膜产品最开始是应用在矿山行业，主要用于防爆监测，然后逐渐向金融、监狱、教育、社保等新行业领域拓展。2012年，中科虹霸参与制定了一些行业标准，2013年入选了海淀区科技成果转化项目奖项，2014年开始开拓海外市场。2015年，中科虹霸发布了第一款虹膜手机即展讯虹膜手机，这是为特定人群使用的，然后2016年虹膜识别技术通过了印度STQ认证IPQC认证，并在印度海外市场取得突破。

　　而在2019年，中科虹霸开始做公安领域项目。例如，我们新推出的HTC手机，就是为新加坡警察使用，通过警务通终端采集虹膜图像进行身份核验，主要是针对犯罪嫌疑人进行采集。

　　业界皆知，人脸识别技术发展了很多年，应用也较为广泛。实际上，虹膜识别的发展也有好几年历程，虽然没有人脸识别那么火，但它在门禁、考勤、公安、金融、军队等安防领域以及社保、教育、智能家居领域已有一定的落地应用。特别是在家用智能锁方面，当前有几家在做虹膜锁，无疑，智能锁将是未来较适合虹膜技术应用的家用产品。不过，虽然虹膜识别技术已经在各行业有落地应用，但截止目前为止，整体市场体量较小，还未形成规模化应用。

　　Q： 虹膜技术之所以未被市场大规模采用，您认为制约因素是什么？是否受限于成本？

　　A：我们认为，成本因素是一个方面，另一方面就是采集端比较受限制。

　　与人脸识别相比，虹膜图像采集需要一个过程。因为人脸识别只需要借助现存普通摄像机的支撑即可，而虹膜采集需要专业的硬件设备来实现。而且，目前来看，虹膜设备成本比较昂贵，由此看来，虹膜硬件部署的过程需要很长的时间，导致虹膜技术规模化应用速度较慢。

　　不过，随着虹膜技术的日益渗透，部署成本会相应降低，但最后可能比人脸还是要高一些，因为虹膜对成像的要求比较高，无疑增加了采集摄像头的硬件成本。

　　Q：根据您刚才的分享，中科虹霸的虹膜技术水平比较领先，那么在业务推广方面，你们觉得最困难的地方在哪里？

　　A：实际上，我们并没有特别感觉在某个点比较困难。

　　我们认为，这是整个虹膜技术行业发展必然经历的一个阶段。现阶段市场缺少一些国家级或者政府级的有影响力的重量级项目，来推动虹膜技术的规模化应用。

　　Q：您如何看待虹膜识别的技术应用趋势？未来是否会向身份认证方面发展？

　　A：我认为，身份认证有可能是一个发展方向。

　　虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状区域，在近红外光下呈现出丰富的纹理，如斑点、条纹、细丝、冠状、隐窝等。而虹膜识别技术就是通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份。其核心步骤是使用模式识别、图像处理等方法对人眼睛的虹膜特征进行描述、匹配和分类，从而实现自动的人员身份认证。

　　相对于人脸、指纹来讲，虹膜识别技术有其一定的技术应用优势。首先，虹膜识别技术原理就是采集一张虹膜图片，然后将图片特征点转化为一个二进制代码，再进行识别匹配和比对，因此，虹膜识别所占容量较小;其次，每个人的虹膜形状、纹理都是不一样，且不受眼睛病变影响，基本上只要不遮住虹膜区域，都不会影响虹膜识别效果，而且，除非经历危及眼睛的外科手术，虹膜纹理几乎终生不变;再者，虹膜是一个外部可见的内部器官，通过非接触性的采集装置就能获取合格的虹膜图像;最后，清晰虹膜纹理的获取需要专门的虹膜图像采集装置和用户的配合。所以一般情况下（相对于指纹和人脸）很难盗取其他人的虹膜图像。

　　综上所述，虹膜识别技术具有唯一性、稳定性、非接触性、大容量性和防伪性。可以说，在实际应用上，其安全性级别特别高。而根据虹膜技术应用特点，身份认证无疑是适合其发展的一个方向。

　　目前大部分虹膜识别公司，今年可能都会将很大精力放到公共安全领域，因为今年公安部正式发文要在全国推广虹膜识别，这个政策将对虹膜识别整个行业的发展是一个很大的推动。

　　而在身份验证方面，现阶段还只是用于派出所、监狱场景领域，主要是采集重点嫌疑人员信息。如果公安整个应用铺开的话，后面可能会辐射到宾馆、饭店、酒店等泛安防或民用领域，在某些场景上替换人脸识别，或者做人脸识别的补充，这或许虹膜识别技术应用的大趋势。

　　Q：您认为目前虹膜技术发展到现在，它的市场成熟度怎样？

　　A：市场已经十分成熟，但现在市场还没有完全铺开，还需要进行大力推广。不过，在技术方面，一直在不断迭代。而且当前来看，已经有成熟的产品，而且技术升级速度很快。

　　Q：虹膜技术迭代主要表现在哪些地方？ 从实际应用上来看，最需要改善的地方是什么？或者说有什么应用局限性？

　　A： 技术迭代主要表现在成像质量和距离限制两个方面。

　　虹膜和人脸的识别速度相差无几，不过虹膜对用户交互的配合度要求较高，比如对成像距离的要求。我们认为，最需要改善的地方就是成像的距离，所谓的距离就是摄像机采集虹膜的范围。

　　现在技术水平可达到的范围是40CM到60CM，未来距离或将随着技术迭代而逐渐扩大。另外，采集距离会受到不同配置镜头的影响，而不同配置的摄像镜头，也会造成成像的结果不同。细分场景由于需求不同，对镜头配置有不同的要求。现在来讲，采集的距离还没办法做到更远，所以还无法应用到那种大场景监控领域，而是一般用在机场、入口通道等。

　　另外，虹膜对环境会有要求，容易受太亮光线的影响，所以虹膜设备在室外的识别效果会差一些。

　　Q：现在大家都在谈多模态识别，你们公司有这方面的产品吗？

　　A：有的。

　　比如人脸加虹膜，虹膜+指静脉设备，不同的行业会有不同配置的产品。

　　Q：你们觉得虹膜是一个趋势，是因为它的价值体现在更便捷和更高安全性级别吗？

　　A：兼而有之。

　　主要是看客户需求和意向，有些客户认为人脸+虹膜更安全，有些客户觉得虹膜识别可能更方便，他们可以根据需求来选择适合的识别方案，而我们的产品都是可以配置的。不可置否，多模态识别比如人脸和虹膜的组合，可以同时融合人脸和虹膜的优点，即增加了方便性又增加了安全性。也就是说，多模态识别可以在多方面取得更好的折中。

　　Q：据我们了解，今年虹膜识别或者其他生物识别厂商都在推公安方面的业务，以贵公司的实际项目经验来看，公安政府部门对虹膜技术有什么特殊的要求？

　　A：公安部门有一些特殊要求，就是他们对成像的质量要求会比民用的要高很多。当然，不同的产品，采集的图像质量有差别，这里涉及成本和不同场景的问题。

　　另外，由于公安要建立全国级的海量数据库，他们对安全性级别和准确度要求很高，要求我们采集的图像必须依据公安标准和行业标准。

　　Q：公司下一步有些什么规划和想法？

　　A： 希望推动虹膜识别在各个应用场景落地。

　　编后语：

　　虹膜识别是除DNA外“最高精度的生物特征”，这已成为安防界专家的公认。而且，相对于人脸和指纹，虹膜识别技术具有唯一性、稳定性、安全性、防伪性等技术优势，同时，更适合于大容量级别的应用场景。随着虹膜技术的日益渗透，它在各个行业已经具有一定的落地，并且应用领域正在不断得到拓展。其中，公安刑侦无疑是生物特征识别的重要应用领域，由于人脸和指纹在公安应用中存在一些局限性，而虹膜识别无疑将在某些场景进行替代或补充。

　　不过，由于成本和采集终端比较受限，一定程度上阻碍了虹膜技术的规模化应用。但值得期待的是，2019年公安部正式发文要在全国推广虹膜识别，这个政策无疑将推动整个虹膜识别行业的发展，而政府级的影响力项目的规划和落实，将成为虹膜技术规模化应用的加速！当然，从技术角度来看，由于远距离识别限制的难题，在实际应用中，如何融合低质量的生物特征数据实现高质量的识别，是虹膜技术今后发展的关键。
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