生物识别技术的应用要依托于人体生物、行为特征,如人脸、指纹、虹膜、步态等,其中,虹膜识别技术被认为是最具商业化潜力的生物识别技术之一,也被认为是生物识别技术中准确率最高的技术之一。
据业内专家介绍,虹膜纹理在人出生后便稳定成形,几乎终身不变,其识别准确率远优于人脸识别,被认作是除DNA外“最可靠的生物特征”。通过虹膜识别鉴别个体身份,并将其拓展至更丰富的应用场景,是近年来学界和创投圈在人工智能领域普遍看好的技术课题。
去年5月,富士通推出的ARROWSNXF-04G机型采用IrisPassport虹膜识别功能,成为全球首款量产的虹膜识别手机。去年10月,微软推出的Lumia950和Lumia950XL两款手机均安装了能对用户眼球进行摄像的红外摄像头。
科技巨头积极布局虹膜识别技术,将在业内产生示范效应,其他手机生产厂商也将快速跟进,虹膜识别技术有望成为未来智能手机的标配。据悉,苹果公司有望于2018年在智能手机端引入虹膜识别功能。机构预计,未来几年,智能手机和平板电脑搭载虹膜识别的占比将达到30%。
市场研究公司Technavio认为,预计到2020年,虹膜识别市场规模将高达36.28亿美元,年复合增速将达到24.86%。其中,消费电子应用领域的年复合增速将高达35.18%。
虹膜识别技术起源
虹膜识别技术有几大特点:一是唯一性,其特征具有唯一性,即便是双胞胎也不一样;二是稳定性,其特征在整个生命历程中是保持不变的;三是非接触性,在识别是无需接触,保持一定距离即可进行识别。此外,虹膜识别还具有不可复制性、活体检测等特点。
据有关资料显示,虹膜识别的历史最早可追溯至19世纪80年代。90年代之后,英国、美国的研发人员陆续开发出实用的虹膜识别技术和产品,虹膜识别被逐步推广到海关、机场、军事等安防领域。
1885年ALPHONSEBERTILLON将利用生物特征识别个体的思路应用在巴黎的刑事监狱中,当时所用的生物特征包括:耳朵的大小、脚的长度、虹膜等。
1987年,眼科专家ARAN SAFIR和LEONARDFLOM首次提出利用虹膜图像进行自动虹膜识别的概念,到1991年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的JOHNSON实现了一个自动虹膜识别系统。
1993年,JOHNDAUGMAN实现了一个高性能的自动虹膜识别原型系统。今天,大部分的自动虹膜识别系统使用DAUGMAN核心算法。
90年代之后,英国、美国的研发人员陆续开发出实用的虹膜识别技术和产品,虹膜识别被逐步推广到海关、机场、军事等安防领域。
国内在2000年以前在虹膜识别方面一直没有自己的核心知识产权,中科院自动化所在多年研究的基础上于2000年初开发出了虹膜识别的核心算法,成为了世界上少数几家掌握了虹膜识别核心算法的单位之一。
国内的虹膜识别发展现状
图:虹膜识别产业链结构
我国虹膜识别技术起步晚,但发展较快,部分成果已经达到国际先进水平,致力于虹膜识别产品研发的企业有望在产业链的发展中率先受益。目前已经有多家较为知名的公司出现,产业链正在不断完善:
1)在算法与软件层面,目前国内主要公司包括:聚虹光电、中科虹霸、释码大华、武汉虹识、思源科安、天诚盛业等,其中聚虹光电与中科虹霸较为领先,尤其是聚虹光电近年来发展迅速。
2)在系统方案与集成方面,在国内方面,目前担任综合方案提供商是以掌握核心算法的企业为主,主要供应商为聚虹光电和中科虹霸,另外释码大华、武汉虹识等也有相关产品。如欧菲光成立南昌生物识别子公司,正在进行虹膜识别系统方案方面的研发,蓝思科技在虹膜识别系统与模组集方面经验丰富。
3)在红外 LED 方面,三安光电、联创光电走在国内公司的前列,新三板公司旭晟股份也是一家主营业务为红外LED的企业。
4)在红外摄像头方面,得益于智能手机时代大陆厂商的发展,目前国内相关上市公司较多,在红外摄像头方面比较积极的公司主要有:摄像头模组——舜宇光学、欧菲光,红外 CIS——思比科,滤色片——水晶光电,光学镜头——舜宇光学、联创电子,CIS封装——晶方科技、华天科技等。
2018年,孵化于谭铁牛院士团队的虹星科技,历经近20年技术积累,拥有40多项相关核心发明专利和软件著作权,率先在远距离虹膜识别上进行技术攻关,其独立研发的远距离虹膜识别产品工作距离达1.2米,远超市面其他产品25~40cm的识别距离。
近日,虹星科技在虹膜识别技术领域实现了重大突破,研发出“行进中虹膜识别技术”并完成应用测试,这在国内尚属首次。在远距离虹膜识别和智能三维人机交互两大核心技术的基础上,该团队通过计算成像和极速算法处理,再次实现了虹膜识别在技术研发和产业应用端的重大创新。
中国科学院谭铁牛院士在90年代末牵头带领团队,从虹膜图像获取的信息源头开始系统创新,攻克虹膜识别从理论到应用中的众多难题,方在1999年研制出国内第一套拥有自主知识产权的虹膜图像采集系统。
武汉虹识技术有限公司也在近期成功设计并流片虹膜生物识别乾芯ASIC芯片QX8001,该芯片已经通过严格的功能和性能测试。作为业界第一款虹膜生物识别ASIC芯片,QX8001芯片的成功流片和量产标志着彻底解决了价格贵、体积大和功耗大三个难题,使虹膜生物识别技术和产品的普及应用成为必然。
小结
随着视觉传感器及电子技术的发展,虹膜成像装置的成像功能愈发成熟,设备将更小型轻量,使其在智能手机、平板电脑等消费电子领域中的应用得以逐步铺开。除了在手机等消费终端上的应用,虹膜识别技术覆盖范围也正在进一步拓展。目前,虹膜识别技术凭借其显著优势,已经在国内的医疗、金融、安防、警务等多个领域实现了广泛应用。
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