浅谈虹膜技术及其应用领域

在包括指纹在内的所有生物识别技术中，虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种。虹膜识别技术被广泛认为是二十一世纪最具有发展前途的生物认证技术，未来的安防、国防、电子商务等多种领域的应用，也必然的会以虹膜识别技术为重点。这种趋势，现在已经在全球各地的各种应用中逐渐开始显现出来，市场应用前景非常广阔。

　　虹膜技术概念

　　人眼睛的外观图由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成。巩膜即眼球外围的白色部分，约占总面积的30%;眼睛中心为瞳孔部分，约占5%;虹膜位于巩膜和瞳孔之间，包含了最丰富的纹理信息，占据65%。外观上看，由许多腺窝、皱褶、色素斑等构成，是人体中最独特的结构之一。虹膜的形成由遗传基因决定，人体基因表达决定了虹膜的形态、生理、颜色和总的外观。人发育到八个月左右，虹膜就基本上发育到了足够尺寸，进入了相对稳定的时期。除非极少见的反常状况、身体或精神上大的创伤才可能造成虹膜外观上的改变外，虹膜形貌可以保持数十年没有多少变化。另一方面，虹膜是外部可见的，但同时又属于内部组织，位于角膜后面。要改变虹膜外观，需要非常精细的外科手术，而且要冒着视力损伤的危险。虹膜的高度独特性、稳定性及不可更改的特点，是虹膜可用作身份鉴别的物质基础。

　　人的眼睛由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成，虹膜是位于眼睛黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，约占总面积的65%，由相当复杂的纤维组织构成，包含有很多相互交错的类似于斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等细节特征，这些特征是以随机组合的方式确定下来的，一旦形成终生不变。

　　虹膜识别技术则是利用人眼虹膜终身不变性和个体差异性的特点来进行身份鉴别的一项高新技术，它采用光学手段，非接触采集虹膜图像，通过计算机图像处理技术对采集到的虹膜图像进行识别、存储，误识率为120万分之一。目前世界上还没有发现虹膜特征重复的案例。虹膜识别技术与相应的算法结合后，可以到达十分优异的准确度，即使全人类的虹膜信息都录入到一个数据库中，出现认假和拒识的可能性也相当小。

　　虹膜技术应用领域

　　现在国内的虹膜识别应用已经开始启动，去年的销售额估计在1000万人民币左右，发展势头强劲。可以预计，我国虹膜识别产业化将迎来一个明媚的春天。国内虹膜识别的主要应用领域有：

　　(1)门禁和考勤这也是国内其它生物认证产品的最大应用方向，目前国内销售的国外虹膜识别产品也主要安装在高档的房地产项目上用于访问控制。

　　(2)金融和证券中科院自动化所、模识科技公司和宁波八一集团共同研发的基于虹膜识别的银行保险箱/柜已经投入市场，国内第一台虹膜识别ATM也于去年研制成功，参加了中国国际金融(银行)技术暨设备展览会。

　　(3)电子护照和第二代身份证2003年国际民航组织公布的规划将要求在个人护照中加入生物特征(面相识别、虹膜识别、指纹识别)并在进入各个国家的边境时进行个人身份的确认。我国迟早会加入这个计划，出于国家安全的考虑，国产虹膜识别系统将有较大的竞争优势。我国的第二代身份证也为生物认证技术的实施预留了空间。

　　(4)医疗保险和养老保险的发放我国的社会保障事业正在蓬勃发展中，由于虹膜特征能够保持终身不变，虹膜识别技术将可用于参保人员的身份确认，防止冒领。

　　(5)公安和司法如逃犯追踪、司法刑侦等方面的应用。

　　(6)电子商务我国已经出台电子签名法，如果在数字签名方案中引入虹膜识别，必将增加网上交易的安全性。

　　(7)信息安全如文件加密，密码学和虹膜识别的结合。

　　(8)特殊行业如采矿行业的工人下井归来脸部和手部的生物特征提取都受影响，必须采用虹膜识别。

　　人们也应该清醒地认识到和国外优秀的虹膜识别产品相比，国产系统还是有较大的差距，尤其在虹膜图像采集硬件装置方面。现在虹膜识别系统在实际应用中的主要问题就是获取高质量的虹膜图像需要用户的良好配合，硬件成本也比较高。所以未来虹膜识别的发展趋势是提高系统人机接口的友好性，降低采集设备的成本。

　　从硬件方面，可以设计景深较大的光学镜头组，引入自动变焦技术和辅助定位技术来提高系统的易用性;从软件方面，可以利用超分辨率技术和图像增强技术来提高图像质量，通过语音提示或者视频的方式提醒用户配合采集设备。在安全级别要求较高的应用环境中，虹膜图像的活体检测也是一个重要的方面，防止假冒者盗用他人的虹膜图像。为了规范虹膜图像的数据格式，统一硬件提供商、软件开发商和系统集成商之间的数据接口，促进各种计算机应用之间的数据共享，方便研究人员之间的交流，支撑虹膜识别产品的评测，应该尽早投入力量开展虹膜识别标准化方面的工作。