國外都在用虹膜黑科技？這位20年從業者和你聊聊這項神祕技術

虹膜被認作是除DNA外“最可靠的生物特徵”之一，非接觸、高精度、獨一無二、終身穩定，在偵破刑事案件、打擊非法出境工作中發揮著重要作用。在人流、物流高度發達的當今社會，僅憑身份證、護照等證件資料難以精準地確定人員身份，用科技手段進行公民身份的精準認證是今後治安工作的重要方向，國外部分已開發國家和發展中國家已經開始收集出入境旅客的虹膜生物特徵資訊，開展相關測試研究。在本次公開課中，講者將深度分享現代虹膜識別技術的發展現狀以及在安防等領域的行業應用。

公開課回放連結： http://www.mooc.ai/open/course/681

雷鋒網AI研習社將其分享內容整理如下：

大家好，非常感謝AI研習社提供這樣一個平臺，能夠和大家分享現代虹膜識別技術及其應用這樣一個主題，也非常感謝今天抽出時間來參與這場分享的各位AI領域的工程師，希望在這次的介紹中為大家帶來一些有價值的資訊，也希望大家關注聚虹光電在AI領域的人才需求，能夠積極地投遞簡歷。

下面開始進入到本次分享的主題，現代虹膜識別技術及其應用。我是來自上海聚虹光電科技有限公司的宮雅卓。

首先我們來看這次分享的框架，分成以下四部分，如圖所示：

下面進入第一部分，概念及技術原理。虹膜識別的概念其實是一個非常前衛的概念，出現還不到三十年，是在上個世紀90年代才開始正式進行技術研發的，我們可以看到下面這張圖，非常清晰明確地展現了虹膜到底是哪個區域。中間黑色的是瞳孔，旁邊白色的是鞏膜，瞳孔和鞏膜之間的環形區域就是虹膜，是一個環形的圓環狀，上面分佈了大量細密的紋理，每一個人的紋理都不一樣，基於這些紋理所做的生物特徵識別就是虹膜識別。

我們來看一下虹膜識別的基本原理：如果我們把它的演算法過程用一句話來表達，就是將一個環形的虹膜原理影像變成一串紋理編碼，如下圖所示（具體講解請觀看視訊回放）：

下面我們來看一下虹膜識別中比較關鍵的步驟，第一步是眼睛檢測，在一個非常清晰的大解析度的影像中快速地找到眼睛，是虹膜識別的第一個演算法上的挑戰。下圖展示了三張圖片，有的影像中只有一隻虹膜，有的是兩隻虹膜，如何快速地找到眼睛實際上需要非常複雜的一些演算法，我們可以用傳統的數字影像處理的方法，比如圓檢測、瞳孔檢測、光斑檢測去輔助判斷哪個部位是眼睛。也可以採用機器學習新的方法，在速度和精度上也更有優勢。（具體講解請觀看視訊回放）

接下來開始分割，當我們得到一幅原始的眼睛虹膜影像之後，要將它分出來，也就是要標識出環形結構的位置，步驟如下圖所示，具體講解請觀看視訊回放：

完成分割並得到一個環形紋理區之後，就可以做歸一化，下圖中右側所示即為典型的歸一化圖示：將一副環形的虹膜展開成矩形的虹膜。得到矩形圖之後是對其進行子塊的劃分，對每一個小塊進行特徵提取，然後再把所有小塊形成的虹膜特徵編碼連在一起，得到一個完整的虹膜編碼，詳細講解請觀看視訊回放：

以上就是虹膜識別的大致完整過程，接下來我們看看虹膜特徵主要是一些什麼樣的生理結構，如圖所示，具體講解請觀看視訊回放：

下面我們來看一下虹膜識別的優勢，這裡總結出了五條優勢，如下圖，詳細講解請觀看視訊回放：

現在我們進入第二部分，虹膜識別的發展歷程及現狀，首先來看發展歷程，如圖所示，詳細講解請觀看視訊回放：

來看一下虹膜識別在海外的發展過程，以Iridian公司為例，公司由虹膜識別的創始人創立，詳細講解請觀看視訊回放：

剛才我們看的是海外的情況，現在來看看整個行業的現狀，從整個行業來看，國外的廠商逐漸在退出市場，而國內的廠商異軍突起，詳細解釋請觀看視訊回放：

接下來看一下整個行業的現狀，國內擁有自主智慧財產權的虹膜識別公司最早都是學術機構，上海聚虹的核心研發團隊來自上海交大影像所和香港理工大學，融合了兩岸頂尖的虹膜識別技術人才，詳細講解請觀看視訊回放：

我們再來看第三部分，虹膜識別的應用趨勢及技術難點，第一個虹膜識別的應用趨勢是遠距離。虹膜在最早誕生的時候，成像距離是非常近的，大約只有十幾到二十釐米的作用距離，最大距離也只有三十到四十釐米，而且需要使用者非常配合虹膜識別的採集過程，所以使用者的體驗並不是很好，在整個識別過程中侵犯感比較強，從而也對虹膜識別的採集以及虹膜識別技術的推廣造成影響。詳細講解請觀看視訊回放：

第二個是移動式，移動式、小型化實際上是生物識別發展的一個方向，這裡可以提到兩種產品形態。一種是三星之前提到過並把它產品化的Galaxy系列，把虹膜識別整合到手機的前置攝像頭，可以完成使用者的虹膜解鎖或者虹膜支付，這是三星在手機上做的虹膜識別的應用形態。另一個是專用的移動裝置如手機、平板，詳細講解請觀看視訊回放：

第三個趨勢是多模態，虹膜作為單一的可以提供最高識別精度的生物特徵，這方面是沒什麼挑戰的，但如果把它和其他特徵融合，可能會帶來更好的使用者使用體驗，比如虹膜與人臉，詳細講解請觀看視訊回放：

下一個趨勢是規模化，在日常生活中我們似乎還沒有太多見到虹膜應用的案例，但實際上虹膜目前大規模應用已經成為全球化的趨勢，這裡給出了三個地區案例，詳細講解請觀看視訊回放：

具體可以看一下海外虹膜建庫的案例，最具代表性的案例就是印度，另外的案例就是印尼和新加坡，詳細講解請觀看視訊回放：

 

接下來看看虹膜在國外執法部門的應用，詳細講解請觀看視訊回放：

 

為什麼這麼多海外國家都採用虹膜識別，它的受眾群體有什麼樣的特性呢？我們做了一個簡單的總結，如圖所示，詳細講解請觀看視訊回放：

無論國內還是國外，虹膜識別技術既然有這麼大的市場潛在需求，那麼它有什麼難點呢?第一個難點是黑色虹膜的識別，詳細講解請觀看視訊回放：

下一個技術難點就是低質量的樣本處理，如果採集到的是非常高質量的樣本，眼瞼開口很大，所有的虹膜紋理都有暴露，同時紋理又非常豐富和細膩，表面沒有任何光斑和遮擋，這樣高質量的樣本是可以幫助我們做高精度的虹膜識別的。但是在真正使用的現場，是沒有辦法這樣要求使用者，進而得到這樣高質量的樣本的，會有各種各樣的低質量的影像，詳細講解請觀看視訊回放：

第三個難點就是遠距離的識別，詳細講解請觀看視訊回放：

最後來看看聚虹光電的介紹，聚虹光電作為專業的虹膜識別演算法公司，做了一些什麼事情，我們在整個行業當中是怎樣的地位，我們期望未來能達到一個什麼樣的高度。

首先來看一下公司的簡介，聚虹光電是國內最早進行虹膜識別研究的技術團隊，如下圖所示，詳細講解請觀看視訊回放：

接下來看一下聚虹光電技術路線總覽，以虹膜識別為核心，同時結合人臉識別，並且將眼動、眼周、微表情視線跟蹤進行多維的特徵融合，向使用者提供高度自動化、非協作、無感的身份認證、活體檢測產品和解決方案。可以這樣理解，跟虹膜識別相關、跟眼睛周邊的動作特徵相關的所有互動識別技術都在聚虹的研發範圍內，並且我們也取得了一系列的成績，詳細講解請觀看視訊回放：

接下來我們看技術創新，技術創新部分主要針對東方人的黑色虹膜，下圖是我們取得的一些研究成果，詳細講解請觀看視訊回放：

下面是聚虹光電所獲得的權威資質，滿足公安部大規模的建庫要求，如下圖：

接下來講一下聚虹光電對生物識別人才特別是AI人才的渴求，生物識別總體上是屬於人工智慧的一個領域，近年來生物識別也受到了極大的關注，從最早的指紋到人臉、從2D人臉到3D人臉這樣一個過程迭代，可以預計到虹膜在未來的三五年，應該會成為一個新的技術熱點，特別是虹膜和人臉的多模態結合。崗位需求情況如下圖所示：

今天的分享就到這裡，謝謝大家。

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