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突如其來的疫情影響讓所有人都戴上了口罩，與此同時，也給依靠人臉識別設備確認身份的用戶帶來一個難題——識別失效；有消息表示，蘋果公司iOS系統的更新版將推出一個重要功能，就是“戴口罩也可使用Face ID”。同時，國內科技廠商也表示，已經開發出虹膜識別作為替代方案，可以實現戴著口罩解鎖手機。與大眾熟知的指紋識別和人臉識別相比，虹膜識別雖起步較早，卻一直發展得不溫不火，面對疫情的延續，虹膜識別行業沒有停下開發的腳步，用穩定和高效的技術贏來了屬于自己的黃金時代。
從人臉識別到虹膜識別
縱觀整個世界發展史，身份鑒別技術一直是人類常年致力研究的重要課題。如何利用自身載體數據——人體固有的生理特征，如人臉、指紋、虹膜、靜脈、視網膜及行為特性如筆跡、聲音、步態等來進行身份認證，便成了現代信息安全管理的核心環節，而虹膜識別被認為是最具潛力的生物特征識別技術。其算法實現過程就是將一幅圖像變成一串編碼，一般包含虹膜圖像獲取、圖像預處理、特征提取和特征匹配四個步驟。
與人臉、指紋識別相比，虹膜識別具備更強大的優勢。一是傷痕、干燥、油膩、污漬甚至長期游泳，都可能影響指紋識別效果；二是人臉識別容易受到光線、年齡、膚色、姿態、表情、妝容等多方面因素的影響，雙胞胎的人臉識別也一直是個難題；三是人臉特征和指紋特征的活體特性和易用性相比虹膜來說也要少得多；四是在當下疫情防控期間，接觸式識別存在病毒傳染風險，有可能污損成像裝置，影響他人識別，佩戴口罩、護目鏡、帽子等也會導致臉部信息缺失。
綜合中國科學院院士譚鐵牛、中國科學院研究員孫哲南觀點，虹膜識別技術目前具備五大特征：一是穩定性，人類虹膜的獨特性紋理特征在嬰兒10個月的時候發育完成，并在人的一生中始終保持不變；二是高精準性，每個人都具有獨一無二的虹膜紋理，即使是同一個人的左右眼或者是同卵雙胞胎；三是抗欺騙性，獲取清晰的虹膜紋理圖像需要專用的采集裝置和用戶的配合，很難實現盜取，目前尚無方法能夠攻破虹膜識別算法；四是活體性，如對不同光線有不同的反射特性，瞳孔會隨著光線刺激放大與縮小；五是防偽性，通過瞳孔震顫可實現活體檢測。
虹膜識別的推廣困境
研究表明，虹膜識別是最精確、最難偽造、處理速度最快的生物特征識別技術。其識別精準度比人臉識別高100倍，比指紋識別高1000倍。然而，與其占絕對優勢的安全性能不相匹配的，卻是虹膜識別行業發展步履維艱的現狀。
盡管蘋果、三星、谷歌、微軟等大廠早對這一技術青睞有加并且積極投入，與此同時國內廠商異軍突起，“虹膜+人臉”生物識別技術應用場景在不斷拓寬，例如，礦山人員虹膜識別安全管理監測平臺已經應用于數百家礦山企業，在實際應用中取得優異效果。然而在消費級市場中依然難覓虹膜識別的影蹤，多數時候普羅大眾對該技術“只聞其聲不見其形”。究其原因，這與虹膜識別多在特殊場景中使用，尚未得到全面廣泛的應用有關。
與此同時，虹膜識別的技術普及面臨困境，四大瓶頸亟待解決。一是圖像獲取設備的大型化。與人臉識別相比，虹膜圖像采集需要專業的硬件設備來實現。二是虹膜設備造價高。由于研發生產成本高昂，虹膜識別設備成本至少在幾萬元以上，難以大規模商用。三是鏡頭可能產生圖像畸變而使可靠性降低等問題。四是識別距離較短。目前市面其他虹膜識別設備多為近距離虹膜識別產品，工作距離多不足40厘米，要用戶主動去配合設備才能完成圖像采集，用戶體驗相對較差。
“全民口罩”背景下：虹膜識別凸顯技術優勢
新冠肺炎疫情來勢洶洶，口罩成為人們抵御病毒的關鍵防線，卻阻擋了人員身份的安全有效識別。如此一來虹膜識別的價值優勢得以成功凸顯：一方面，它能夠保證在不摘口罩的前提下高效精準地完成身份核驗，讓防疫工作實現智能化和無人化，減少一線人員暴露風險；另一方面，作為人體自帶的天然密碼，它能夠做到迅速便捷全程無接觸，有效提高關鍵位置人員精準防控效率。可以說，技術水平的持續升級和市場環境的趨于成熟，為虹膜識別發展送來了春風。
一方面，疫情成為虹膜識別應用爆發式增長的“催化劑”。疫情防控期間，虹膜識別因其獨特的技術優勢越來越被重視，虹膜識別得到了更加廣泛的推廣應用，滲透到人們日常生活各個場景助力疫情防控，例如，用于機場、車站、碼頭、醫院、單位、小區出入口的流動人員身份識別及體溫健康檢測，確保人員規范有序活動。由于虹膜具有惟一性，隨身攜帶，甚至可以將虹膜作為“健康碼”“行程碼”，比手機卡、證件等身外之物更加安全可靠、不易造假。
另一方面，疫情也在倒逼虹膜識別關鍵技術的升級迭代。為應對安全防控要求，我國有關虹膜研究機構克服原有缺陷，上線應用了“遠距離虹膜識別測溫一體機”，能夠在人員不摘下口罩的情況下進行體溫測量，同時進行身份識別驗證，并且與門禁控制、考勤系統集成，疫情過后還可以作為打卡機和門禁控制系統使用。目前設備已應用于政府機關、醫院、商務樓宇、社區等出入口。以中國航天科工集團二院203所為例，其上線應用的系統識別距離超過1米，遠大于國內同類型產品的識別范圍，填補了國內遠距離虹膜識別技術領域的空白。
未來已來：“眼球經濟”的藍海
未來5G、云計算、區塊鏈和物聯網應用的興起，對于更復雜、更便捷的環境下面臨的身份識別將提出更高的要求。在呼吸道傳染病和信息安全的雙重威脅下，非接觸虹膜生物特征識別也將成為物聯網的標準配置，虹膜識別行業有望迎來穿越周期的成長，憑借其巨大優勢實現廣泛應用，開拓出一片廣闊藍海。
人工智能熱潮推動，“眼球經濟”市場前景廣闊。據中國產業信息網公布的數據顯示，中國虹膜識別的市場規模從2014年的5.68億迅速增長至2018年的30.91億，并且增長趨勢仍在持續，預計到2022年可以達到74.52億。據新思界產業研究中心發布的《2019-2023年中國虹膜識別市場可行性研究報告》顯示，全球生物識別技術中，虹膜識別市場份額排名第三，位于指紋識別和人臉識別之后。但從增速來看，全球虹膜識別市場發展更為迅速，預計到2020年底，市場份額將超越人臉識別排名第二。
核心算法走向成熟，應用場景趨向多元化。目前虹膜識別系統在受控條件下可以高精度確認用戶身份，已廣泛應用于國民證照、金融證券、邊檢通關、社保福利、教育考試、門禁考勤、互聯網絡、信息安全等重要領域。隨著遠距離和移動端虹膜識別技術發展，虹膜識別應用領域更加廣泛，例如智能交通收費站直接刷車主虹膜扣費，大型超市和飯店刷虹膜結賬，手機刷虹膜處理移動銀行、證券等事務，可以說規模化應用箭在弦上。
安全級別不斷提高，身份認證成為未來發展方向。近年來，虹膜識別得到了來自學術界、產業界、政府和軍隊的廣泛關注，被認為是未來身份認證的流行趨勢所在。國內層面，三代居民身份證或將是我們迎來虹膜識別浪潮的先機。國際層面，世界各國都加大了身份認證技術的研發投入，印度、印尼、墨西哥等國家已在國民身份證上開始使用以虹膜識別為核心的生物識別技術，建成了國家基礎生物特征數據庫。
進一步維護國家安全，打造高科技輸出典范。在以中科院自動化研究所為代表的研發單位努力下，我國虹膜識別技術創新取得了長足進步，攻克了多項核心技術難關，成功打破了國際壟斷，精度、速度、圖像質量等關鍵技術指標比國外虹膜產品更有優勢。未來，國家級虹膜識別平臺和國家重要領域的虹膜識別應用都將采用國產自主可控虹膜識別技術，防范數據竊取和信息泄露，維護國家安全和個人信息安全。隨著“一帶一路”倡議的深入貫徹，中國自主知識產權的虹膜廠商開始輸出虹膜技術和解決方案，如印尼、伊朗，并將擴展到緬甸、菲律賓、馬來西亞等國。
毋庸置疑，未來應用虹膜識別的產品將隨處可見，小到街頭安置的智能機，大到國家的居民身份證，都離不開這項技術。目前我國的虹膜識別行業已經步入發展關鍵期，市場需求逐步顯現，但要達到指紋和人臉識別的普及程度，還需要政府、產業界和行業方的共同努力。作為一項具有變革性改變的核心驅動技術，期待它能夠在不久的未來賦能人工智能及傳統行業，助力智慧城市、平安城市建設，為人民生活帶來真正的便捷、安心的保障。
（作者：人民網新媒體智庫研究員 張力、見習助理研究員 廖芮）
