虹膜識別如何識別獨一無二
來源:數(shù)字音視工程網(wǎng) 編輯:航行150 2016-06-06 15:28:26 加入收藏
膜識別目前是一門新興的技術(shù),在生物特征識別領(lǐng)域?qū)嶋H上是被認為可以在某種程度上取代今天的指紋和人臉識別,也是精度最高的生物特征識別技術(shù)。所以我們今天所做的分享,某種程度上是著眼于未來的分享。
虹膜識別技術(shù)
所有對這一主題感興趣的人,可能都會在很多好萊塢大片中看到有關(guān)于虹膜識別的場景展現(xiàn),比如說湯姆克魯斯的《少數(shù)派報告》,比如說施瓦辛格的《真實的謊言》以及《查理的天使》等等。
這些好萊塢大片其實展示了很多關(guān)于虹膜識別的場景,這些場景非常的酷炫,看起來非常具有未來感。特別是在《少數(shù)派報告》當中,這部十年前拍就的電影,請到了今天炙手可熱的未來學家凱文·凱利作為他的科學顧問。
凱文·凱利在他對于未來的設(shè)想當中認為,人能夠被識別的最重要的一種特征就是虹膜。所以,在《少數(shù)派報告》當中我們可以看到主演湯姆克魯斯在各個場景之下,無論是地鐵還是賓館還是酒店還是商場被虹膜識別系統(tǒng)追蹤。
最后主人公不得不以替換眼球的方式來逃避虹膜識別自動系統(tǒng)的追蹤,最后終于洗刷了自己的冤屈。當然這個場景本身是非常具有科幻感的,其實今天我們所研究的某些產(chǎn)品和技術(shù)展示已經(jīng)能夠達到好萊塢大片當中所呈現(xiàn)出來的效果。
我們所做的很多虹膜識別技術(shù)的研究,其實都是起源于人對于未來及其對人類身份的想象。
在圖中我們可以看到很多好萊塢場景當中的虹膜識別的介紹,其中有《查理的天使》《偷天陷阱》、《少數(shù)派的報告》和《真實的謊言》。
所有的這些看起來在未來當中才使用的虹膜的場景,今天我們其實都可以用已經(jīng)獲得的虹膜別技術(shù)來為大家呈現(xiàn)。
1、虹膜識別的五項全能
這幅圖是虹膜的基本的構(gòu)成,可以看到,虹膜實際上是在瞳孔周圍的一圈?;疑慕Y(jié)構(gòu)中間的黑顏色的那個圓孔,我們稱之為瞳孔。虹膜在瞳孔周圍形成一個環(huán)形紅魔的外部有白色的區(qū)組成,這個區(qū)域一般稱為鞏膜。
在虹膜的上方是上眼瞼,下方是下眼瞼,中間的環(huán)形呈現(xiàn)放射狀紋理的就是虹膜紋理。西方人呈現(xiàn)的是藍色和綠色,還有一些淺黃色和淺綠色的部分,西方的虹膜紋理非常清晰,而東方人的紋理是成黑色或者黑棕色,在可見光下,東方人的虹膜是黑色的。
虹膜實際上上有若干種特性,我們可以看到在下面我們分成了五類,我們概括地稱之為五項全能。
第一是準確性最高
虹膜是目前準確性最高的生物特征識別技術(shù),他遠遠超過今天廣泛使用的指紋和目前方興未艾的人臉。
1993年劍橋大學的Daugman博士首先在理論上證明了虹膜識別技術(shù)的可行性。他認為虹膜識別能夠提供2263這樣高的多樣性。這是一個什么概念?如果全世界有七十億人,每個人都采用虹膜來識別自己的身份,依然是可以支撐下去的。
DNA的精度受到條件限制
有的朋友可能會提出這樣的問題,我認為虹膜可能是不是最高的精度的,DNA才是最高的,因為醫(yī)學研究的結(jié)果表明DNA似乎可以標識每一個人特征,它是遺傳的。從各種犯罪影片中我們可以得出這樣的結(jié)論,但是這其實是有一定的條件限制。比如說同卵雙胞胎,無論男性還是女性,他們兩個的DNA的重合度非常高,可以達到99.999%以上。
德國就曾經(jīng)有過這樣的案例,一對雙胞胎兄弟的某一個人參與了一次搶劫,在現(xiàn)場他遺落了自己的頭發(fā)和皮屑,德國的檢察機關(guān)采集到了這些特征并且進行了檢驗,但驗證的結(jié)果是無法判斷留下的現(xiàn)場痕跡來自于誰,為了保證法律審判的公正,最后這兩兄弟都被判無罪。這就是DNA在日常生活當中使用的一個有問題的地方。對同卵雙胞胎而言,是沒有辦法精確地判斷兩者,因為來自于遺傳的生物特征信息幾乎是一模一樣的。
其次DNA也會有其它問題,比如很容易受到污染。一般我們在采集DNA的時候無創(chuàng)采集都是采用口腔上腭細胞,也就是在我們的上牙膛兒用一根棉簽取輕輕地刮你的上顎,采集下來的上皮細胞就可以用來檢驗DNA。在這種過程當中不會流血,所以是無創(chuàng)檢查的最好結(jié)果。但口腔其實是很容易被外物所污染的,比如中午你吃的豬肉、烤雞諸如這樣的食品,那么可能在口腔上個細胞當中啊會有大量的其他生物體的DNA樣本的殘留,這可能就會干擾檢測。
其次DNA檢測的問題在于它不具有實時性。日常生活當中最常見的是DNA親子鑒定,需要兩三天的時間才能拿到結(jié)果。我們很難很難想象,當我要通過DNA檢測識別身份進入一扇門的時候,要在門外等三天。
第二個特性:隨身攜帶最便捷
每一個人都有自己的眼睛,所以只要有眼睛的人就可以通過虹膜識別的方式來鑒別自己的身份。你不用擔心你是否沒帶鑰匙、忘記密碼,或者是否帶了ID卡。
第三點特征是終生不變
虹膜實際上是被眼瞼所保護的組織,這個組織始終被眼瞼所遮擋,所以在一般的生命過程當中是不太容易受到外傷的。
其次虹膜本身也不容易被疾病所侵擾,我們?nèi)粘I町斨谐R姷募t眼病、沙眼結(jié)膜炎、近視眼手術(shù)都不會影響虹膜紋理。唯一可能影響虹膜紋理的疾病我們稱之為虹膜色素瘤,紅色素瘤的發(fā)病率非常低。所以受到這類疾病影響而改變湖北的案例非常的少。
第四點特征:非接觸式采集最衛(wèi)生
指紋識別實際上是最典型的接觸式采集特征,接觸式采集的最大的問題在于,每一個被采集的人都必須把手指按在一個公共的傳感器上,這個傳感器可能被很多人摸過,上面留下了大量的汗?jié)n,灰漬、油漬。在你重復使用這個傳感器的過程當中。你就沾染了其他人可能的帶菌體,特別在今天的H1N1/HDN9、禽流感、豬流感、非典型肺炎等這種接觸性傳染的疾病越來越多,帶來的危害也就越來越大。所以接觸式生物特征識別在今天越來越被挑戰(zhàn),用戶的接受度也越來越低。
而虹膜作為最典型的非接觸特征,在使用的過程中是不需要任何的身體部分與虹膜采集設(shè)備相接觸,一般距離大概在20-30厘米之外,甚至在1-1.5米之外就可以采集到虹膜的準確清晰的圖像。這樣會使我們在使用類似識別技術(shù)的時候,有最小的心理壓力同時也不容易暴露在那些惡性的傳染病威脅之下。
第五點:虹膜識別不可偽造
很多生物識別其實都受到偽特征的困擾,比如指紋。我們在淘寶上如果花十幾二十塊錢就可以偽造一個硅膠指紋套,把它套在你的手上就可以騙過指紋識別系統(tǒng)。目前在學術(shù)界還出現(xiàn)有人用偽造的虹膜紋理騙過了虹膜識別設(shè)備的案例。最重要的原因是虹膜本身是一個覆蓋在透明結(jié)構(gòu)之下的物體,實際上我們的晶狀體就覆蓋虹膜表面,晶狀體表面的區(qū)域是非常特殊的,它能夠在紅外光照射之下呈現(xiàn)出特殊的光斑,而這種球形特征,偽造的生物特征是無法替代的。
虹膜是特殊的生物體,它在不同的光譜段的光照之下會呈現(xiàn)出不一樣的顏色呈現(xiàn)或灰度呈現(xiàn),這種多光譜照射之下的特征,成為虹膜非常好的防偽特征。
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