生物識(shí)別技術(shù)在電子終端領(lǐng)域落地應(yīng)用的過(guò)程中，安全性能一直是備受矚目的問(wèn)題。據(jù)媒體報(bào)道，10月24日舉行的GeekPwn國(guó)際安全極客大賽上，便有團(tuán)隊(duì)破解了賽事中提供的人臉識(shí)別算法，成功誤導(dǎo)識(shí)別效果。而這一算法的API接口來(lái)自于亞馬遜名人鑒別系統(tǒng)（Rekognition）。

這一定程度反映出在人臉識(shí)別領(lǐng)域，算法仍有不斷完善的空間。當(dāng)前被重點(diǎn)研發(fā)和運(yùn)用的生物識(shí)別技術(shù)主要為指紋、面部和虹膜識(shí)別三種。但指紋和面部識(shí)別更為廣泛被運(yùn)用，虹膜則由于信息采集和軟硬件配套等問(wèn)題，目前尚未大規(guī)模普及。

“針對(duì)虹膜圖像的研究已經(jīng)有近20年歷史，第一步解決了從無(wú)到有，近距離高清虹膜圖像采集問(wèn)題；第二步是從單目到雙目；第三步將解決識(shí)別遠(yuǎn)近難題；第四步則可以將識(shí)別形態(tài)從固定深化到移動(dòng)階段?！?0月19日舉行的一場(chǎng)業(yè)內(nèi)論壇上，中科院自動(dòng)化研究所研究員孫哲南表示，目前針對(duì)虹膜識(shí)別技術(shù)開(kāi)展的成像技術(shù)框架已和過(guò)往有很大區(qū)別。

研發(fā)走向成像識(shí)別一體化

虹膜識(shí)別技術(shù)一直以來(lái)被認(rèn)為是生物識(shí)別技術(shù)中安全性更高的一種。這是源于，無(wú)論指紋還是面部，在外部環(huán)境乃至于人的心態(tài)等變化之下，或多或少會(huì)有所改變，但若非經(jīng)歷危及眼睛的外科手術(shù)，人的虹膜幾乎會(huì)終生不變。

因此虹膜識(shí)別相比其他兩種技術(shù)，相對(duì)更穩(wěn)定、防偽特征更高?！昂缒け旧硎莿?dòng)態(tài)的，瞳孔會(huì)隨著光線(xiàn)而變化，因此從防偽角度就有很大的價(jià)值?！敝锌坪绨钥偨?jīng)理馬力如此解釋?zhuān)饕峭ㄟ^(guò)紅外光下呈現(xiàn)的如斑點(diǎn)、條紋、隱窩等虹膜中的細(xì)節(jié)特征，識(shí)別人的身份。

“相比其他采集的信息，虹膜的物理尺寸小，人的虹膜直徑僅約11毫米，因此虹膜識(shí)別的圖像分辨率要求較高，導(dǎo)致虹膜成像景深比較小，用戶(hù)眼睛必須放在光圖上，特別是東方人都是褐色虹膜色素細(xì)胞，采用近紅外光才能看清虹膜紋理細(xì)節(jié)特征?！睂O哲南如此解釋道。

虹膜識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)主要包括四個(gè)部分：虹膜成像技術(shù)、活體判別技術(shù)、質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)和特征表達(dá)技術(shù)。具體而言，分別解決的是虹膜信息有無(wú)問(wèn)題、圖像真假判斷問(wèn)題、虹膜圖像的好壞問(wèn)題以及圖像主體問(wèn)題。

也即隨著虹膜技術(shù)未來(lái)的更大范圍應(yīng)用，不止人臉，運(yùn)用在以動(dòng)物為代表的其他生物等領(lǐng)域中同樣可期。

據(jù)孫哲南介紹，目前其所在團(tuán)隊(duì)研究的成像技術(shù)框架，是在成像過(guò)程中，引入認(rèn)知任務(wù)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)和計(jì)算成像算法采用自適應(yīng)處理。“我們把光場(chǎng)成像的研究成果運(yùn)用進(jìn)來(lái)，既記錄光的強(qiáng)度也記錄光的方向，可以得到四維光感數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行計(jì)算成像的處理、擴(kuò)展景深。 光場(chǎng)成像對(duì)虹膜識(shí)別的價(jià)值在于，可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)、大景深?！?/p>

算法層面的其中一個(gè)關(guān)鍵，是如何有效分割虹膜圖像的有效區(qū)域。進(jìn)行睫毛、眼睛遮擋的分割，表達(dá)虹膜的特征、進(jìn)行合理檢測(cè)。

“傳統(tǒng)算法基本只能解決虹膜的分割，對(duì)圖像中的像素進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)準(zhǔn)，定義是虹膜區(qū)還是非虹膜區(qū)，在此基礎(chǔ)上，我們提出多任務(wù)的神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，并且?guī)Я酥鲃?dòng)視覺(jué)注意機(jī)制。不管是可見(jiàn)光虹膜成像分割、跨設(shè)備、跨場(chǎng)景的虹膜分割，都得到很好的效果?！睂O哲南表示。

雖然當(dāng)前在移動(dòng)終端的應(yīng)用尚未普及開(kāi)，但據(jù)介紹識(shí)別效果已有大幅提升?！耙苿?dòng)終端光靠虹膜識(shí)別還達(dá)不到非常好的效果，通過(guò)虹膜和眼珠問(wèn)題特征的收集融合，識(shí)別錯(cuò)誤率可以降低50%左右，在移動(dòng)終端錯(cuò)誤率可以達(dá)到千分之五左右，足夠滿(mǎn)足移動(dòng)終端身份識(shí)別的需求?！睂O哲南表示。

但他也指出，目前虹膜成像模式存在成像和認(rèn)知計(jì)算分離問(wèn)題，即成像和識(shí)別算法尚未一體化。目前的研究方向便是，在成像過(guò)程中，引入認(rèn)知任務(wù)的驅(qū)動(dòng)，比如在成像過(guò)程中采用動(dòng)態(tài)可變的傳感框架，可以自適應(yīng)選擇最優(yōu)波段、成像光學(xué)參數(shù)、計(jì)算成像算法等，對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)主動(dòng)式成像。

“在未來(lái)，從受控場(chǎng)景到復(fù)雜場(chǎng)景的生物特征，一定會(huì)在感知模式、采集難度等方面進(jìn)一步優(yōu)化。尤其是數(shù)據(jù)量很大的時(shí)候，對(duì)于深度學(xué)習(xí)的算法需要繼續(xù)革新。同時(shí)我們也在做遠(yuǎn)距離、多模態(tài)、高通量、無(wú)感知的設(shè)備?！敝锌坪绨钥偨?jīng)理馬力總結(jié)道。

應(yīng)用場(chǎng)景加速落地

技術(shù)逐步成熟之后，落地的進(jìn)展最先與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建立有關(guān)。“十三五”以來(lái)，大量虹膜識(shí)別相關(guān)的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始發(fā)布或立項(xiàng)。

據(jù)馬力介紹，目前已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容指向包括圖像技術(shù)要求、數(shù)據(jù)交換格式、算法測(cè)評(píng)方法、程序接口規(guī)范等方面；對(duì)于采集設(shè)備通用技術(shù)要求方面正在報(bào)批過(guò)程中。

實(shí)際上目前政府級(jí)別單位掌握的虹膜數(shù)據(jù)遠(yuǎn)比想象中龐大。馬力在前述論壇中介紹，目前全球通過(guò)指紋、人臉、虹膜技術(shù)已面向十億以上人口做過(guò)采集，而虹膜在全球到目前為止有不到20億的采集數(shù)據(jù)在政府手中。

至于目前在生活中落地較慢的原因，主要與信息采集難度和終端應(yīng)用有關(guān)。拓墣產(chǎn)業(yè)研究院分析師陳彥尹25日告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，由于虹膜辨識(shí)技術(shù)早期的整體技術(shù)尚不夠成熟、建置成本過(guò)高，因此只有如金融機(jī)構(gòu)這類(lèi)最在意安全性及隱私的地方采用居多。這幾年隨著各類(lèi)型生物辨識(shí)技術(shù)成本下降，全球都更重視以此帶來(lái)的價(jià)值。

“虹膜辨識(shí)與人臉辨識(shí)的確是最常被拿來(lái)做對(duì)比，因?yàn)閮煞N技術(shù)都屬于不需要像指紋辨識(shí)一樣碰觸感測(cè)設(shè)備的技術(shù)。但針對(duì)國(guó)內(nèi)政府近幾年想在眾城市推行的安防概念來(lái)說(shuō)，其推行難度比人臉辨識(shí)大許多。雖然兩者都是針對(duì)拍回的圖像進(jìn)行辨識(shí)，但在相對(duì)遠(yuǎn)的距離之下，拍眼睛及人臉?biāo)鶄骰氐膱D片大小、清晰度等都會(huì)有較大落差，容易造成虹膜辨識(shí)所需要的生物特征值不足問(wèn)題?！彼忉尩?。

若從移動(dòng)終端的應(yīng)用角度分析，則與終端本身的軟硬件配套有關(guān)。手機(jī)就是最直接的場(chǎng)景，如面部識(shí)別之所以在今年開(kāi)始大規(guī)模采用，很大程度來(lái)自于去年底，蘋(píng)果推出的iphone X開(kāi)始大規(guī)模運(yùn)用到面部識(shí)別技術(shù)。此后軟件配套不斷豐富，才有了更多使用場(chǎng)景落地的可能。

當(dāng)然這是消費(fèi)終端，在許多海外國(guó)家，其實(shí)早已開(kāi)始虹膜識(shí)別的場(chǎng)景應(yīng)用。“虹膜識(shí)別整體增長(zhǎng)速度非?？?，每年復(fù)合增長(zhǎng)率可以達(dá)到20%以上?！睂O哲南介紹道，除了常規(guī)2G（政府）方面落地較快的安檢通關(guān)、反恐等領(lǐng)域，針對(duì)特殊人群的識(shí)別、在海外銀行的落地也在快速推進(jìn)。

比如備受關(guān)注的兒童安全方面，當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要通過(guò)DNA驗(yàn)證，但該方式成本較高、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)。馬力介紹道，作為公益性項(xiàng)目，中科虹霸已在全國(guó)超過(guò)20個(gè)省市派出所、幼兒園建立虹膜采集點(diǎn)，面向0-12歲兒童采集數(shù)據(jù)，正是為解決兒童丟失、拐騙等問(wèn)題。

在印度、印尼、墨西哥、菲律賓等，尤其是東南亞和非洲國(guó)家，已經(jīng)出臺(tái)政策推動(dòng)全民采集生物特征。這是把技術(shù)落地在海外的契機(jī)。

“我們已授權(quán)一些國(guó)外公司把虹膜識(shí)別技術(shù)用在聯(lián)合國(guó)難民營(yíng)管理，采用虹膜識(shí)別+區(qū)塊鏈技術(shù)，用于管理聯(lián)合國(guó)幾百萬(wàn)難民?！睂O哲南介紹道，目前已運(yùn)用在中東、敘利亞、埃及等國(guó)家的難民管理。

與人體形態(tài)接近的動(dòng)物領(lǐng)域也有探索，比如寵物狗?！皩?duì)寵物狗的身份管理，傳統(tǒng)是打電子標(biāo)簽，但這對(duì)狗是一個(gè)傷害?，F(xiàn)在已有地方采用虹膜對(duì)狗建立檔案，運(yùn)用在寵物醫(yī)院、日常管理等方面。”據(jù)孫哲南介紹，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確率可達(dá)99.9%以上。