目前已經(jīng)有許多人體特徵應(yīng)用於生物辨識(shí)系統(tǒng)的基準(zhǔn)，包括指紋、掌紋、掌形幾何、靜脈紋路、臉部特徵及視網(wǎng)膜的微血管紋路。此外，如寫字力道、聲紋、打字力道等行為特徵也已做為辨識(shí)之用;然而，很多方法都需人身接觸而被視為具侵入或侵犯性，其馀方式不是需有人做最後仲裁，就是價(jià)格不翡、誤差率不理想。

　　不過(guò)，有一種自動(dòng)的虹膜辨識(shí)技術(shù)(Iris Recognition Technology，IRT)卻能在不需身體接觸或仰賴外人立即仲裁下，明確地辨識(shí)身份。

　　虹膜的組成特色

　　人體的虹膜充滿可量化以明確辨別人眼的特徵，虹膜由許多膠原纖維、收縮紋、coronas、crypts、色素、蛇紋微管束、橫紋、freckles、rifts和pits所組成，藉由分析量化這些特徵的模式及彼此的空間關(guān)系，以進(jìn)行辨識(shí)。實(shí)際來(lái)說(shuō)，統(tǒng)計(jì)分析資料顯示Iridian Technologies公司的IRT過(guò)程采用240度自由度(degrees-of-freedom，DOF)或獨(dú)立的比對(duì)衡量法來(lái)辨別虹膜真假，可用到這麼多自由度讓虹膜辨識(shí)的精準(zhǔn)度比其他生物辨識(shí)系統(tǒng)高上好幾倍。

　　虹膜的單一性

　　虹膜之所以獨(dú)特是由於這個(gè)器官本身復(fù)雜的組成形態(tài)。John Daugman博士表示∶「虹膜與指紋共有的優(yōu)點(diǎn)是其特徵形態(tài)。虹膜表面的錯(cuò)綜復(fù)雜結(jié)構(gòu)是因?yàn)槠錁?gòu)造組成型態(tài)取決於胚胎基因，此外，虹膜具備基因表現(xiàn)型態(tài)的局限性(不單只有形態(tài)、功能、色素及大致外觀質(zhì)地的呈現(xiàn))，即使長(zhǎng)相一模一樣的雙胞胎，他們的虹膜特徵也大不相同。因此，無(wú)論基因體是否相同，每個(gè)人每對(duì)虹膜中的每個(gè)虹膜都有單一特殊性，與每個(gè)指紋的獨(dú)特性并無(wú)二致」。因此，統(tǒng)計(jì)上估計(jì)兩個(gè)虹膜完全一樣的或然率為1072之一。

　　虹膜的穩(wěn)定性

　　盡管虹膜的本質(zhì)脆弱，它仍受眼皮、角膜以及眼前房水保護(hù)，并常被眼鏡或隱形眼鏡保護(hù)著(這兩者對(duì)辨識(shí)過(guò)程的影響很小)。再加上虹膜不易受到外來(lái)物體污染，人們自然而然會(huì)認(rèn)為虹膜或眼睛是人體最被呵護(hù)的器官之一。一般而言，若不受老化影響，虹膜的種種特徵從人類約一歲起直到死亡，都穩(wěn)定不變。

　　比對(duì)過(guò)程

　　擷取影像

　　專門用於虹膜辨識(shí)用途的光學(xué)平臺(tái)設(shè)備，能從3.5寸到幾乎一公尺的距離內(nèi)擷取影像。簡(jiǎn)單來(lái)講，光學(xué)平臺(tái)的影像擷取設(shè)備是由一個(gè)光學(xué)儀器透過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的鏡頭、一臺(tái)黑白攝影機(jī)，還有一個(gè)畫格擷取器來(lái)擷取虹膜的多重影像。并采用多重低階發(fā)光二極體(LED)在攝影機(jī)的焦距約720到850微毫米 (nanometer)處提供照明。

　　結(jié)合鏡像、語(yǔ)音指示及有時(shí)有鏡頭收縮或自動(dòng)對(duì)焦鏡頭，便可協(xié)助使用者在X、Y、Z座標(biāo)軸上的定位，有些產(chǎn)品的測(cè)距儀在有人走近儀器18寸范圍內(nèi)，就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)辨識(shí)。

　　定位虹膜辨識(shí)區(qū)塊

　　一旦擷取到最符合系統(tǒng)焦距及細(xì)節(jié)紋路清晰的影像，系統(tǒng)便開(kāi)始分析角鞏膜緣(即虹膜外圍邊界、連接眼睛白色鞏膜的部份)、常態(tài)的瞳孔邊界及瞳孔中心點(diǎn)的位置(見(jiàn)圖一)。目前系統(tǒng)運(yùn)作，只要確定圓形虹膜位置，就能開(kāi)始辨識(shí)。

　　系統(tǒng)計(jì)算分析前，會(huì)先排除眼皮遮蓋處、影深(deep shadow)、倒影(specular reflection)等地方，接著快速找出虹膜合適、可用的區(qū)塊，并就此區(qū)塊擷取特徵進(jìn)行分析(圖二)。由於瞳孔至虹膜的距離大小比例因人而異，系統(tǒng)會(huì)即時(shí)地機(jī)動(dòng)性自動(dòng)調(diào)整瞳孔邊界到角鞏膜緣區(qū)的寬度，以獲得最大的虹膜分析區(qū)塊。

　　排除邊界部位的系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程，對(duì)分析過(guò)程幾乎不會(huì)有負(fù)面影響。因?yàn)閷?shí)際操作時(shí)只需40%，甚至更少的虹膜部位就能獲得足夠的特徵輸入與良好的分析辨識(shí)。特徵的位置與范圍則透過(guò)極座標(biāo)系統(tǒng)(polar coordinate)而非笛卡兒座標(biāo)系統(tǒng)(Cartesian, X、Y)來(lái)界定。

　　影像分析

　　經(jīng)過(guò)影像分析的虹膜特徵會(huì)被數(shù)位化為一個(gè)512位元組(4096位元)的IrisCode紀(jì)錄，紀(jì)錄中有一半描述特徵，另一半則控制比對(duì)過(guò)程。

　　當(dāng)?shù)卿浐缒ぬ蒯鐣r(shí)，系統(tǒng)便會(huì)以IrisCode紀(jì)錄儲(chǔ)存到資料庫(kù)中以利往後資料比對(duì)。當(dāng)一個(gè)虹膜呈現(xiàn)到辨識(shí)系統(tǒng)點(diǎn)上時(shí)，會(huì)重覆同樣的分析記錄過(guò)程，但不會(huì)儲(chǔ)存所得的IrisCode記錄，而是比對(duì)資料庫(kù)中的每個(gè)檔案。

　　計(jì)算漢明距離

　　比對(duì)IrisCode記錄的程序包括計(jì)算漢明距離(Hamming Distance，HD)，以衡量受辨識(shí)的IrisCode紀(jì)錄與資料庫(kù)中每個(gè)IrisCode紀(jì)錄間的差距。紀(jì)錄中的2048對(duì)可用位元都會(huì)被比對(duì)(圖三)，而透過(guò)采用exclusive-OR計(jì)算邏輯，每對(duì)位元會(huì)被指派一個(gè)數(shù)值。系統(tǒng)紀(jì)錄的一號(hào)位元與參考的IrisCode紀(jì)錄一號(hào)位元比對(duì)，呈現(xiàn)的IrisCode紀(jì)錄的二號(hào)位元就與參考的IrisCode紀(jì)錄的二號(hào)位元比對(duì)，以此類推;如果兩個(gè)位元相似，系統(tǒng)就會(huì)分派零的數(shù)值給那個(gè)比對(duì)，倘若兩個(gè)位元相異，系統(tǒng)則會(huì)指派一的數(shù)值給那個(gè)比對(duì)，在比對(duì)所有位元後，將相異的位元配對(duì)數(shù)除以所有比對(duì)位元配對(duì)數(shù)就得到一個(gè)十位數(shù)的數(shù)字，顯現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)紀(jì)錄有多大差異，如漢明距離.10就表示兩個(gè)IrisCode紀(jì)錄有10%的差距。

　　認(rèn)可或拒絕

　　在圖四中可以清楚地見(jiàn)到數(shù)以萬(wàn)計(jì)的IrisCode紀(jì)錄比對(duì)的頻率分布(或然率密度)，在這里看到假冒身份的人其平均漢明距離近似0.5，這是正確的機(jī)率結(jié)果(如同多次拋擲銅板，正反面的出現(xiàn)頻率);相對(duì)地，身份無(wú)訛時(shí)的平均數(shù)值則為0.08(或8%)。

　　顯然在這種辨識(shí)模式中(需極其詳盡地搜尋資料庫(kù))，在拒絕放行某個(gè)人前，其決定過(guò)程必須應(yīng)用到所儲(chǔ)存的每個(gè)檔案中，唯有在拒絕所有儲(chǔ)存的檔案後才會(huì)拒絕放行某個(gè)人(通常這不花上兩秒鐘)。

　　就如其他的生物辨識(shí)技術(shù)，當(dāng)辨識(shí)門檻降低，發(fā)生誤判率的可能性就增加，但與現(xiàn)有所有生物辨識(shí)系統(tǒng)相比，發(fā)生誤判的或然率顯然較低。

　　特殊性(Caveats)

　　虹膜辨識(shí)技術(shù)及Iridian技術(shù)發(fā)展與視網(wǎng)膜辨識(shí)毫無(wú)關(guān)連，也毫不相似。虹膜是外表看得見(jiàn)、有顏色、圍繞著眼睛瞳孔、甜甜圈狀的器官;視網(wǎng)膜則是位於角膜、水晶體、瞳孔及玻璃液後方的半球體器官，且無(wú)法看見(jiàn)。Iridian辨識(shí)技術(shù)是先錄下眼睛角膜後方、由外看得到的虹膜的影像(換句話說(shuō)就是錄下一張照片)，而視網(wǎng)膜辨識(shí)方式則是掃描中央窩(fovea, 黃斑部的中央部位)，或眼球位於最深處的表層，即視網(wǎng)膜。

　　Iridian Technologies的虹膜辨識(shí)系統(tǒng)確實(shí)地辨識(shí)每個(gè)人，在沒(méi)有個(gè)人辨識(shí)號(hào)碼(PIN)、密碼或金鑰指令(token)幫助下，執(zhí)行非常詳盡、整個(gè)資料庫(kù)一對(duì)多的搜尋，許多其他的生物辨識(shí)科技仰賴核對(duì)，須輸入卡片或PIN以預(yù)先選擇和適的一個(gè)輸入檔以做一對(duì)一的比對(duì)。

　　結(jié)論

　　虹膜這個(gè)獨(dú)特又復(fù)雜的器官比現(xiàn)今使用的任何一種生物辨識(shí)特徵有更多的比對(duì)面向(計(jì)量種類)，且終其一生都穩(wěn)定不變，并隨時(shí)能用非侵入性的方式取樣，過(guò)程采用簡(jiǎn)便且不具侵脅性的影像科技來(lái)擷取虹膜的影像、將特徵數(shù)位化并得到一個(gè)512位元組的代碼，接著代碼將在兩秒內(nèi)與整個(gè)資料庫(kù)比對(duì)完成。

　　辨識(shí)結(jié)果接著可用於管制門禁及進(jìn)入，提供辨識(shí)訊息給現(xiàn)有的出入管制系統(tǒng)或作為需有其他明確身份辨識(shí)用途之用。