2016年1月，基于中科院自動(dòng)化所核心技術(shù)的中國(guó)第一款虹膜識(shí)別手機(jī)正式量產(chǎn)，標(biāo)志著人眼虹膜將成為“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的身份入口，虹膜手機(jī)也將成為大家支付的錢(qián)包、銀行的金卡、開(kāi)門(mén)的鑰匙、通關(guān)的證件以及醫(yī)保的憑據(jù)。
移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的身份證
這款虹膜手機(jī)的核心模塊，是自動(dòng)化所持股公司——中科虹霸研發(fā)的虹膜識(shí)別移動(dòng)終端產(chǎn)品，其從移動(dòng)端成像、特征描述與匹配、活體安全防偽、用戶(hù)交互等方面對(duì)移動(dòng)虹膜識(shí)別方案進(jìn)行了深度優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了極致的用戶(hù)體驗(yàn)。
“在生物特征中，虹膜圖像存在著隨機(jī)分布的細(xì)節(jié)紋理特征，具有唯一性和穩(wěn)定性，每個(gè)人的虹膜都是獨(dú)一無(wú)二的。”自動(dòng)化所研究員孫哲南告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，虹膜識(shí)別能覆蓋更廣的用戶(hù)群體。
虹膜識(shí)別手機(jī)提供了新的身份認(rèn)證方式，可以通過(guò)內(nèi)置鏡頭來(lái)掃描用戶(hù)的虹膜特征進(jìn)行身份認(rèn)定。
雖然已有不少應(yīng)用案例，但將虹膜技術(shù)用于手機(jī)，對(duì)自動(dòng)化所科研人員來(lái)說(shuō)還是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。由于人的虹膜尺寸很小，而虹膜識(shí)別所需要的圖像分辨率卻很高，如何用小巧的近紅外光攝像頭采集虹膜信息是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，必須精心設(shè)計(jì)成像光路、選擇合適的光學(xué)器件、使用合適的入射光線(xiàn)。
為此，如何利用低質(zhì)量的手機(jī)虹膜圖像進(jìn)行高精度身份認(rèn)證是個(gè)重大挑戰(zhàn)，對(duì)此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了基于定序測(cè)量特征的高速虹膜編碼和比對(duì)算法。
從無(wú)到有 世界領(lǐng)跑
作為中科虹霸的“孕育者”，中科院自動(dòng)化所是國(guó)內(nèi)虹膜識(shí)別研究的開(kāi)拓者。
1998年，中科院院士譚鐵?；貒?guó)后即率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始虹膜識(shí)別研究，在國(guó)家“973”“863”計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等科研項(xiàng)目的資助下，該團(tuán)隊(duì)集結(jié)了一支包括光學(xué)、電路、算法、系統(tǒng)等多學(xué)科領(lǐng)域的精銳科研力量。
在虹膜識(shí)別發(fā)展早期，西方大國(guó)曾禁止虹膜采集設(shè)備向我國(guó)出口。團(tuán)隊(duì)在深入研究虹膜圖像采集的技術(shù)難點(diǎn)后，立足我國(guó)國(guó)情、同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有光學(xué)和機(jī)械加工水平，經(jīng)過(guò)多次光機(jī)電實(shí)驗(yàn)，于1999年研制出我國(guó)第一臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的虹膜圖像獲取裝置，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
孫哲南說(shuō)，該裝置在攝像頭前安裝了電控紅外主動(dòng)照明光源，可以清楚地拍攝出虹膜的細(xì)節(jié)紋理，并使用毛玻璃環(huán)消除虹膜上光源的高光反射點(diǎn)，減少了虹膜圖像的噪聲。
第一代虹膜圖像獲取裝置的推出實(shí)現(xiàn)了虹膜圖像實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從無(wú)到有的歷史性突破，為虹膜識(shí)別算法研究搭建了基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持從虹膜圖像信息獲取的源頭進(jìn)行系統(tǒng)創(chuàng)新，至今已進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)20年的持續(xù)科研攻堅(jiān)，推動(dòng)了虹膜圖像采集裝置的更迭發(fā)展。
從實(shí)現(xiàn)雙目、聲光引導(dǎo)用戶(hù)自定位到液晶實(shí)時(shí)反饋、嵌入式、網(wǎng)絡(luò)化再到遠(yuǎn)距離虹膜人臉一體化成像技術(shù)，2014年團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)虹膜人臉的計(jì)算光場(chǎng)成像。
研究人員先后歷經(jīng)三次技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)從單目到雙目、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從近距離到遠(yuǎn)距離虹膜識(shí)別，全面突破了虹膜識(shí)別領(lǐng)域的成像裝置、圖像處理、特征抽取、識(shí)別檢索、安全防偽等一系列關(guān)鍵技術(shù)。
“當(dāng)我們跨過(guò)了虹膜圖像信息獲取的技術(shù)門(mén)檻后，也愿意為國(guó)際上其他學(xué)者提供數(shù)據(jù)資源，讓他們直接站在我們的設(shè)備和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，跨入虹膜識(shí)別研究的大門(mén)。”孫哲南介紹。
打造產(chǎn)學(xué)研用生態(tài)鏈
和自動(dòng)化所的很多科研項(xiàng)目一樣，虹膜識(shí)別技術(shù)具有很強(qiáng)的應(yīng)用性。這就注定了其歸宿是走向市場(chǎng)，在廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)技術(shù)的價(jià)值。
孫哲南告訴記者，因其成本和售價(jià)遠(yuǎn)高于指紋識(shí)別，再加上國(guó)人對(duì)虹膜識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)認(rèn)知不足，在虹膜識(shí)別技術(shù)研發(fā)成功后，如何將虹膜識(shí)別系統(tǒng)和產(chǎn)品賣(mài)出去成了團(tuán)隊(duì)一時(shí)面臨的難題。
為此，團(tuán)隊(duì)首先在煤礦人員的上下井考勤和安全監(jiān)測(cè)方面找到突破口，推出的基于虹膜識(shí)別的礦井人員安全監(jiān)測(cè)考勤產(chǎn)品取得了良好效果，成功應(yīng)用于100多萬(wàn)位煤礦人員的上下井考勤和安全監(jiān)測(cè)。
目前，虹膜識(shí)別產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于礦山安全生產(chǎn)、國(guó)家安全部門(mén)、軍隊(duì)門(mén)禁控制、金融支付管理、災(zāi)區(qū)戶(hù)籍管理、計(jì)生人員驗(yàn)證、考生身份識(shí)別等眾多領(lǐng)域，每天完成幾十億次虹膜比對(duì)，占據(jù)了國(guó)內(nèi)虹膜識(shí)別市場(chǎng)絕對(duì)的份額，打破了國(guó)外早期的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷。
“生物識(shí)別技術(shù)既是模式識(shí)別等學(xué)科領(lǐng)域的前沿方向，也是保障國(guó)家和公共安全的戰(zhàn)略高技術(shù)，同時(shí)，還是電子信息產(chǎn)業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。”中科虹霸總經(jīng)理馬力告訴記者，如今，生物特征識(shí)別技術(shù)和產(chǎn)品在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
面向市場(chǎng)應(yīng)用，在市場(chǎng)中尋求出路，虹膜識(shí)別技術(shù)成功從實(shí)驗(yàn)室走向百姓生活，真正實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研用的結(jié)合，打通了虹膜識(shí)別從科學(xué)研究到產(chǎn)業(yè)化的完整鏈條。
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