虹膜识别刷眼就够了——203所虹膜识别攻关侧记

　一道红光闪过，阿汤哥完成了用虹膜解锁拯救世界的紧急任务。如今，这看上去有些魔幻的高科技，不仅仅是出现在《碟中谍》里的“传说”，虹膜产品将逐步成为我们日常生活的重要一部分。

　　由中国航天科工集团公司二院203所以航天品质打造的新一代“刷眼”利器——远距离虹膜识别一体机，扫一眼即能识别出人的真实身份，使身份认证变得快速而精准。该项目已经申请12项发明专利、1项实用新型专利。目前203所正结合用户的实际需求，不断丰富新一代虹膜识别产品的系列化设计方案，逐步推出门禁、考勤、电子商务、个人金融等虹膜系列产品，全力争取更大的市场突破，现已经销售了数台产品。前不久的二院安全生产培训活动已经成功采用虹膜考勤机进行考勤，学员只要自助扫描，1秒即可完成虹膜识别考勤。

　　密码都是浮云，虹膜才是王道

　　在互联网时代，密码已经成为人们日常生活中不可或缺的部分，无论是网上支付、发微信、甚至是进家门，哪都少不了密码，几乎到了无码寸步难行的地步。但是各种各样的密码，不仅难记，还容易泄露，可靠性难以保障。虹膜识别技术应运而生。

　　“虹膜是眼睛瞳孔和眼白之间的环形区域，具有丰富的纹理特征，它在人一岁半以后就终身不变了，因此稳定性很好，并且很难被伪造”，虹膜识别是目前准确度仅次于DNA的生物特征识别手段，但DNA检测时间过长。虹膜具有复杂的结构和丰富的纹理特征，确保了虹膜识别的准确性。由于瞳孔的大小会随外界光线强弱而变化，因此虹膜识别利用活体检测技术可以实现有效的防伪。虹膜识别是目前已知最先进的生物识别技术。

　　沉下心来，进行苦算，精细测试

　　虹膜识别的准确度一直是研究的难点，如果算法稍有偏差，精度将受到影响。这条路没有什么前车之鉴，203所科研团队人员摸着石头过河，通过查阅国外大量文件，对先进算法进行理解、仿真，进行大量的推理验算。但是理论与实现有所差距，实际中虹膜识别易受到眼皮、睫毛、光斑等遮挡干扰。很多参数都需要反复进行调试，常规训练参数多达7至8个，组合起来，非常复杂，而且相互影响，权衡起来非常麻烦，遇到调节不下去的时候，只能一遍又一遍的复算，有时做梦都会梦见还在紧张地验算，一遍、两遍、三遍……不断投入，持续摸索，通过时间的积累，最终达到质的飞跃。“只要功夫下到了，就会实现量变到质变的过程”，团队负责人郭慧杰说到。

　　增强虹膜产品的抗干扰性，获取高精度虹膜图像

　　虹膜产品置于室外时，强光照和杂光会对虹膜识别产生影响，可能出现无法进行识别的情况。科研团队通过大量的采集数据，详细研究不同光照条件下虹膜成像的特点。通过硬件抑制杂光干扰，对红外光源进行优化设计，使红外光源分布、发光强度和发光频率更加合理。下眼皮干扰少，上眼皮、睫毛干扰比较多，虹膜下半部分遮挡比较少，因此给遮挡少的部分分配更多的光源，使成像更加清晰，并且选择参数更加合适的滤光片，滤掉大部分杂光，只接受可用光源。

　　此外，科研团队还通过分析杂光干扰的特性，用软件对图像去噪，突出增强“感兴趣”的眼睛区域，抑制噪点，并用图像复原技术对缺失信息进行补偿，同时进行模糊边缘细节拟合。

　　追着太阳跑的人，精准快速获得虹膜区域定位

　　别人都是怕晒太阳，科研团队成员是追着太阳跑。为获得准确的各类光照数据，科研人员经常是在中午十点至十二点、下午两点左右迎着太阳进行测试，不一会衣服就伴随着汗水贴在了身上。通过采集各种数据，走廊的自然光，黑漆漆的情况下，朝阳、夕阳、正午的太阳等各种光照情况，分析虹膜成像变化。项目负责人郭慧杰说道，做产品，必须要走出去，要注重用户体验度，不能闷在实验室里，仅仅是关注技术指标的实现，一定要紧跟市场。

　　经过不断地提出方案、验证方案、比较方案，最终攻克了一个又一个难关，比如景深较大的红外光学成像系统，是采用最适宜人眼虹膜纹理成像的红外波段光源成像，并设计均匀分布且功率可调的自适应红外光源阵列，同时嵌入防抖动处理模块、人体移动探测模块和杂光过滤模块，结合辅助定位等技术来提高系统运行的高效性。而在软件方面，团队利用超分辨率技术和图像增强技术大大提高了图像质量，通过语音提示或者视频实时显示的方式增强人机交互的友好性，对采集到的虹膜序列图像进行虹膜分类判别，降低虹膜特征识别错误匹配的风险，从而增强系统的可靠性。

　　虹膜识别又快又准，集稳定性、唯一性、防伪性为一体

　　虹膜产品提取多达200个特征点，识别精确，防伪性好。由于瞳孔的大小会随外界光线强弱而变化，因此虹膜识别利用活体检测技术可以实现有效的防伪。另外，该仪器还可以通过瞳孔随光线的大小变化，检测出被测试的是活体还是死体，是真人还是照片，直接“揪出”身份造假者。虹膜识别距离可达1米，识别时间小于1秒，误识率低于千万分之一，性能指标达到国际先进水平，远远优于国内同类产品性能。

　　科研人员对不同虹膜特征人员进行大量的数据采集，对虹膜的沟壑、线斑、回沟、线体、肌肉组织放射状纹理等纹理特征进行提取，有的瞳孔很小，虹膜区域很大;有的人瞳孔很大，虹膜区域很小;有的人瞳孔呈现不规则形状。对这些特例情况，进行数据采集，参数调节，优化算法，针对不同特例进行改进，使得虹膜识别系统的稳定性更强。

　　目前虹膜识别产品以其良好的用户体验及新颖的身份识别技术等特点得到了广泛的关注，并取得了多个市场需求意向。也许当下还是一个刷脸的时代，未来，定会是一个刷眼的时代。