一文了解虹膜識別技術原理、優勢、供應鏈構成

2020-12-12 LEDinside

2016-08-15 13:32:24 [編輯：nicolelee]

因應行動支付的需求崛起，三星最新旗艦智慧型手機Note 7已將虹膜識別功能列為標準配備，可望帶動其他品牌展開導入相關規格應用的硬體軍備競賽。

到底什麼是虹膜識別技術？目前發展狀況如何？下文總結了虹膜識別的相關技術原理、發展潛力、廠商布局情況。

虹膜識別部分構成

虹膜識別系統主要包含虹膜圖像採集裝臵、活體虹膜檢測算法、特徵提取和匹配三大模塊。

虹膜圖像的獲取是虹膜識別中的第一步，虹膜面積小，而且不同人種的虹膜顏色有著很大差別。這些使得普通的攝像頭無法拍攝出可以用於識別的清晰虹膜圖像。因此必須採用專用的虹膜圖像採集裝臵，包括紅外光學成像系統、電子控制單元和適當的軟體算法（如圖像恢復與增強、聚焦判斷等算法）。

特徵提取和匹配則是虹膜識別系統中核心的部分，即使用有效的特徵對虹膜圖像進行描述，並刻畫特徵向量之間的相似性。最終由系統將採集的信息與資料庫內的信息進行比對，決定用戶的身份和權限等。


Note 7虹膜識別構成

就Note 7而言，虹膜識別由兩部分構成：一個紅外LED 發射裝臵和一個專門負責虹膜掃描的紅外攝像頭，兩者配合完成掃描、識別的過程。因此在Note 7 的正面上方，除了傳統的前臵攝像頭之外，還有紅外LED 和紅外攝像頭兩個孔。

根據韓國媒體的報導，本次三星發布的Note 7 搭載的虹膜識別主要的算法來自三星自家研發，紅外攝像頭模組來自於韓國廠商Patron，紅外LED 由歐司朗提供。

虹膜身份識別系統流程


虹膜身份識別系統流程

例如：Note 7的虹膜識別的工作方式主要是通過紅外掃描來實現虹膜的解鎖，實際應用的時候則利用一個發光二極體（紅外光）和光接收傳感器工作，在虹膜檢測時，首先打開紅外LED，紅外LED發出紅外光，打到人的眼球上再反射回來，由紅外攝像頭Camera捕捉圖片，供後端算法進行識別。

虹膜識別原理


虹膜識別原理

例如三星Note 7的虹膜識別系統包含一個特定紅外LED光源，以此發射紅外線輔助掃描，可以保證晚間虹膜識別的正常使用。

有人不免擔心，既然有額外的紅外線參與，使用虹膜識別是否也會對眼睛造成傷害？實際上並不會，用於虹膜識別的紅外線波長在800-900納米之間，能量小，複合國際安全標準，保持一定的距離使用大可放心。

虹膜識別相比於其他生物識別技術優勢

虹膜識別技術是基於眼睛中的虹膜進行身份識別。虹膜是位於黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環狀部分，其包含有很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等的細節特徵。

而且虹膜在胎兒發育階段形成後，在整個生命歷程中將是保持不變的。這些特徵決定了虹膜特徵的唯一性，同時也決定了身份識別的唯一性。因此，可以將眼睛的虹膜特徵作為每個人的身份識別對象。

我們需要指出眼紋識別和虹膜識別是不同的兩個概念，虹膜識別在容錯率、信息量以及穩定性上均完勝眼紋識別。眼紋識別是針對眼白（鞏膜）進行的識別，而虹膜識別則是針對瞳孔外圓環部分（虹膜）進行的識別。

此前，微軟、中興、TCL、VIVO均推出過眼紋識別手機，反響不佳，主要原因是眼紋識別由於採集的是眼白的信息，存在較大的信息誤差，同時眼紋識別藉助現有的普通前置相機，首先環境光線的影響非常大，其次相機的識別速度慢。


眼紋識別技術有別於虹膜識別技術/虹膜的紋理

生物識別技術主要是指通過指紋、人臉、虹膜、掌紋、步態等人類生物特徵進行身份認證的一種技術，其最重要的目的就是保障安全。而虹膜識別之所以能夠脫穎而出，得益於其具有最高級別的安全性能。


虹膜識別的五大優勢

相比當下流行的指紋識別與人臉識別，虹膜識別在準確性、穩定性、可複製性、活體檢測等綜合安全性能上佔據絕對優勢。


三種主流生物特徵識別的性能對比

譬如相比指紋識別，虹膜識別的準確度更高。虹膜測定技術可以讀取266個特徵點，而其他生物測定技術只能讀取13-60個特徵點。根據富士通方面的數據，虹膜識別的錯誤識別可能為1/1500000，而蘋果TouchID 的錯誤識別可能為1/50000，虹膜識別的準確率高達當前指紋方案的三十倍。

虹膜識別與指紋識別的特點對比


虹膜識別的特徵點 


指紋識別的特徵點

除了安全性能優越，虹膜識別手機的用戶體驗也是可圈可點的。對於具備指紋識別功能的手機，手指潮溼或脫皮甚至受損，都會影響指紋識別，而且由於識別精度問題，通常要識別數次才能通過驗證，降低了用戶體驗。而虹膜識別只需要對準備鏡頭，不用刻意配合，在30 釐米的自然條件下，哪怕是戴著眼鏡，也可以不到1 秒可完成身份認證。

在生物識別方面，目前最主流的是指紋識別，指紋識別已經大量普及，滲透到了隱私加密、支付等場景，使用十分方便。但是這並不代表虹膜識別就一定處於劣勢，虹膜識別的安全性無可附加，因此在一些高層級安全場景中可以發揮重要作用。比如支付認證的情景，用戶僅需要給手機一個眼神，就可以完成支付，既安全又方便。因此，指紋與虹膜各有優勢，適用於不同場景，是一種互補的存在。

整體來說，指紋識別的產業成熟，應用生態完善，依舊是移動端的主要選擇。而虹膜識別作為一種更加先進的存在，會持續完善，為高層級的安全認證提供有力的支持。隨著生態系統的逐步完善，虹膜識別也將成為主流的選擇之一。

虹膜識別的應用範圍

可廣泛應用於金融、醫療、安檢、安防等領域。

虹膜掃描的最初應用主要是訪問控制，如今，安防設備製造商都在努力佔據生物特徵識別市場，包括桌面驗證、銀行安全、電子支付、文件加密等，甚至是遠程授權、雲服務認證。

目前，虹膜識別憑藉其超高的精確性和使用的便捷性，已經開始應用於金融、醫療、安檢、安防、特種行業考勤與門禁、工業控制等領域，相信隨著技術的逐漸成熟和認可度逐步提升，虹膜識別未來的滲透率和應用領域將繼續提升，市場空間仍然有非常大的空間。

同時，虹膜識別在金融、醫療、安檢、安防等領域的廣泛使用，也為消費電子端的普及提供了生態基礎，不同應用場景的交互與交融將有效提高虹膜識別的滲透加速和生態系統的豐富。


虹膜識別技術的應用範圍

附：虹膜識別產業鏈結構

 



來源：海通證券、CNLED網

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