全民戴口罩 虹膜识别技术爆发式增长

为了不受新型冠状病毒肺炎的攻击，几乎所有人都带上了口罩，这给依靠人脸识别设备确认身份的用户带来一个难题——识别失效。

而突如其来的疫情影响，也让包括iPhone在内的各色智能手机 Face ID技术遇到了尴尬，因为一旦用户戴上口罩，就难以实现人脸解锁。

近日，根据微博网友反馈，苹果公司开启了iOS 13.5/iPadOS 13.5 GM版的更新推送。根据业内消息，该版本一个重要功能，是“戴口罩使用Face ID”。

同时，国内科技厂商也表示，已经开发出虹膜识别作为替代方案，可以实现带着口罩也能解锁手机。

根据美国智库Acuity Market Intelligence的预测，虹膜识别技术占全球生物特征识别的市场份额，将从2015年的7%提升至2020年的16%，2020年总产值将达到35亿美元，对应复合年均增速为36.6%。

虹膜手机可在20-50厘米范围获取用户双眼的近红外虹膜图像

戴口罩使用Face ID，技术上要解决并不容易。

“口罩遮住了部分人脸，人脸识别面临先天性的信息不足问题，并且口罩款式形状和佩戴状态各异，要检测分割遮挡区域人脸识别要需要增加预处理工作量。戴口罩会使人脸识别精度大打折扣，很多复杂条件下(例如光照、姿态等)身份识别精度会显著下降，达不到应用需求，特别是1：N的应用场景。”中国科学院自动化研究所研究员孙哲南接受科技日报记者采访时表示。

除了Face ID(人脸识别)外，“虹膜识别”是如何实现解锁手机?

孙哲南介绍，手机前置虹膜成像模块和近红外主动光源，可以在20-50厘米范围获取用户双眼的近红外虹膜图像，人眼虹膜纹理图像包括斑点、条纹、细丝、冠状、隐窝等细节视觉特征，这些特征人各有异、出生一年后几乎终身不变，因此可以采用图像处理和模式识别方法精确鉴定虹膜图像的人员身份。虹膜解锁通过比对用户虹膜图像和事先注册模板之间的相似性来确认用户是否是手机访问的授权人员，具有精度高(>99.9%)、速度快(1-2秒)、安全可靠(很难伪造他人虹膜)等特点。

“作为人工智能的细分领域，虹膜识别是比人脸识别和指纹识别具有更难伪造的生物特征识别特性。例如，指纹比较容易磨损和破坏，接触式识别存在病毒传染风险，人脸识别会存在双胞胎难分辨的问题，即使同一个人，随着年龄变化，容貌也会发生改变。另外，整容、不同光照下的表情、姿态等也都会影响识别效果，在当下疫情期间，佩戴口罩、护目镜、帽子，也会导致脸部信息缺失。”中科虹霸总经理马力在接受科技日报记者采访时表示。

记者了解，中科虹霸是国内最早突破微型虹膜成像技术的高科技公司，解决了复杂环境光线下低分辨率虹膜图像识别问题，并将虹膜识别移动端安全解决方案成功应用于手机、平板等移动端产品，实现了用户体验和高安全性的平衡。并与国内外的多家手机厂商达成深度合作，已经完成多款虹膜识别智能终端。

2016年1月，中国推出第一款规模量产的虹膜手机——展讯紫潭解决方案安全手机。2016年9月，达闼科技推出巨象E1虹膜手机。2016年12月，菲律宾推出第一款面向消费市场的虹膜手机——Cherry Mobile Iris。2017年2月，中国推出首款基于可信计算的虹膜手机——达闼Data虹膜手机。2017年3月，非洲推出第一款面向消费市场的虹膜手机——Fero Mobile Iris。2017年4月，中国推出第一款面向消费市场的虹膜手机——国美U1、K1。2017年12月，国美推出虹膜U7手机。2018年1月，具有虹膜功能的C70工业智能终端推出;2019年6月，面向港台地区发布的虹膜智能终端HTC-U19e推出。

新冠疫情成为虹膜识别爆发式增长的“催化剂”

此前人脸识别大行其道，虹膜识别并未能成功推广，但随着广泛戴口罩的情况出现，虹膜识别是否会重新崛起?

孙哲南，虹膜纹理特征因人而异、稳定不变、安全可靠，是理想的身份认证标识信息。

从上世纪90年代以来科研人员一直在探寻获取和识别虹膜图像的有效途径，虹膜识别学科领域经过20年的发展积累了丰富的理论和方法。

“这些年虹膜识别应用以30%以上的增速快速增长，在生物特征识别市场比重逐步提升。”孙哲南说。

比如，矿山人员虹膜识别安全管理监测平台已经应用于数百家矿山企业，包括神华集团、中煤集团、同煤集团等特大型煤炭企业，占据80%以上市场份额，在实际应用中取得优异效果。

“矿山人员虹膜识别安全管理监测平台已经应用于三百多家矿山企业，包括神华集团、中煤集团、同煤集团等特大型煤炭企业，在实际应用中取得优异效果。每天近100万矿山工人使用中科虹霸产品，进行20多亿次的虹膜比对。”马力说。

“随着新冠疫情发展，各单位和社区对个体身份认证和门禁安检的重视，而虹膜识别相比人脸识别不受口罩影响，相比指纹识别也不要接触式采集，因此新冠疫情会成为虹膜识别应用爆发式增长的“催化剂”，虹膜识别会得到更加广泛推广应用。”孙哲南说。

比如，虹膜识别+红外热成像测温技术，实现了无接触识别测温，已应用于商务写字楼、园区、社区等出入口人员身份识别及体温健康检测。

在疫情期间，中科虹霸等就迅速推出了集红外热成像、门禁、考勤等多种功能于一体的虹膜识别设备。“智能虹膜识别考勤一体机，配备了红外热成像测温模块，可与门禁控制、考勤系统集成，可将上下班考勤记录、体温等数据实时发送至考勤系统，提供多维度考勤数据。”马力介绍，目前该设备已经应用于政府机关、医院、商务楼宇、社区等出入口。

在受控条件下可以高精度确认用户身份

那么，虹膜识别技术在疫情中、疫情后有哪些应用和突破?

对此，孙哲南表示，在疫情中虹膜识别可以用于人员流动管理，例如机场、车站、码头、医院、单位、小区的流动人员身份认证，确保人员规范有序活动。由于虹膜具有唯一性，随身携带，甚至可以将虹膜作为“健康码”、“行程码”，比手机卡、证件等身外之物更加安全可靠、不易造假。

随着虹膜识别场景的遍地开发，以后虹膜识别将大有可为。

“目前虹膜识别系统在受控条件下可以高精度确认用户身份，已广泛应用于国民证照、金融证券、边检通关、社保福利、教育考试、门禁考勤、互联网络、信息安全等重要领域。随着远距离和移动端虹膜识别技术发展，虹膜识别应用领域更加广泛，例如智能交通收费站直接刷车主虹膜扣费，大型超市和饭店刷虹膜结账，手机刷虹膜处理移动银行、证券等事务。”孙哲南说。

“虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将是保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的独特性，同时也决定了身份识别的唯一性。虹膜识别技术具有精确度高、稳定性好、不可仿造、非接触式采集等特点。目前该技术已经被应用于军事、公安、边防、社会福利、身份证、门禁、信息安全等领域。”马力说。

虹膜识别技术在我国是否自主可控

在孙哲南看来，虹膜识别技术对国家安全有重要意义。

中科院自动化所谭铁牛院士团队从1998年起开始在国内开展虹膜识别的研究，在虹膜图像获取、虹膜区域分割、虹膜特征表达、虹膜图像分类等一系列关键问题上取得重要进展，系统发展了虹膜识别的计算理论和技术方法，具有完整自主知识产权的虹膜设备和识别系统。

“我们自主可控虹膜识别成果在智能手机(为高通、华为海思、展讯提供移动虹膜识别芯片方案)、边境安检、煤矿安监、公安司法、银行支付、儿童防丢失、联合国难民管理等领域的全球数千万用户得到规模化应用，首次实现我国虹膜识别技术出口和授权欧美企业和大学(如美国Sarnoff公司、Kentucky大学和英国IrisGuard公司)，打破西方发达国家在虹膜识别技术领域对我国早期的技术封锁和后期的市场垄断。”孙哲南说。

据马力介绍，美国司法系统采用中科虹霸的虹膜识别技术实现了超过200万人员的注册和识别，该技术是与IrisGuard公司合作开发实施。国内部分军事基地和数十所监狱和看守所采用中科虹霸的门禁产品和身份认证系统，包括：驻承德某部队、郑州第一看守所(年均在押12000余人)、山西阳泉监狱、内蒙通辽监狱、深圳某劳教所、青海省看守所。深圳、新疆边检采用中科虹霸虹膜识别自动通关系统。南美某国家社会公共安全管理系统采用中科虹霸虹膜识别人员身份认证系统。

孙哲南介绍，目前国内市场大部分采用国产自主可控虹膜识别技术，如果国家级虹膜识别平台或者国家重要领域(例如身份证、金融、教育、社保、通关、电信、交通、旅游等)虹膜识别应用采用国外技术，难保我国国民的虹膜信息被国外窃取，会影响国家安全和个人信息安全。国外媒体报道印度全国生物特征数据库平台用美国厂商设备采集，结果印度人虹膜信息被美国情报部门掌控，对印度经济社会和国家安全产生重大安全隐患。

与此同时，孙哲南强调，目前国际上和我国的一些标准化组织对虹膜的设备、数据、应用制定了一些标准规范，对于虹膜识别技术和产业发展具有重要意义，但是目前标准体系还需要进一步完善，例如虹膜特征编码、远距离多用户虹膜成像、特定行业的虹膜识别应用等需要标准规范，促进虹膜识别新技术和新应用的发展。(记者 马爱平)