航天科工虹膜识别攻关 造出新一代“刷眼”利器
2016-05-20
一道红光闪过,阿汤哥完成了用虹膜解锁拯救世界的紧急任务。如今,电影《碟中谍》的剧情成为现实,中国航天科工集团公司二院203所打造出新一代“刷眼”利器——远距离虹膜识别一体机,扫一眼即能识别出人的真实身份。
记者19日从该所获悉,项目已申请12项发明专利,1项实用新型专利。203所负责人表示,正在逐步推出门禁、考勤、电子商务、个人金融等虹膜系列产品,争取更大的市场突破。
虹膜是王道
密码已成为人们日常生活中不可或缺的部分。然而各种各样的密码不仅难记,还容易泄露。而虹膜的稳定性好,且难以伪造,是目前准确度仅次于DNA的生物特征识别手段。
国外已有较为成熟的虹膜识别技术。反观国内,长期以来投入不足、技术创新力度不够,在关键技术、设备性能指标和质量可靠性等方面与国外同类产品相比存在明显差距。
由此,203所自主研发出虹膜注册/识别软件平台及虹膜数据库综合管理平台。团队负责人郭慧杰称,兼顾了用户体验和可移植性,可以方便地集成到其他大型安防系统。
其中,虹膜识别的准确度是研究难点,如果算法稍有偏差,精度将受到影响。研究团队通过查阅国外大量文件,对先进算法进行理解、仿真。为了能全身心投入,他们往往利用下班时间,在安静的办公室里埋头苦算。
郭慧杰说,虹膜识别易受到眼皮、睫毛、光斑等遮挡干扰,因此要对多个参数反复调试,“有时候做梦都会梦见还在紧张地验算。”他说。
增强抗干扰
项目组采集大量数据,详细研究不同光照条件下虹膜成像的特点。通过硬件抑制杂光干扰,对红外光源进行优化设计,使红外光源分布、发光强度和发光频率更加合理。
郭慧杰举例说,虹膜下半部分遮挡比较少,就需要分配更多光源,使成像更加清晰,并且选择参数更加合适的滤光片滤掉大部分杂光,只接受可用光源。
此外还要用软件去噪,突出增强“感兴趣”的眼睛区域,抑制噪点,缺失信息用图像复原技术进行补偿,同时进行模糊边缘细节拟合。
为收集数据,团队需要“追着太阳跑”。“做产品,必须要走出去,要注重用户体验度,不能闷在实验室里,仅仅关注技术指标的实现。”郭慧杰说。
经过反复试验,团队设计出了景深较大的红外光学成像系统,采用最适宜人眼虹膜纹理成像的红外波段光源成像,并设计均匀分布且功率可调的自适应红外光源阵列,同时嵌入防抖动处理模块、人体移动探测模块和杂光过滤模块,结合辅助定位等技术来提高系统运行的高效性。
揪出造假者
软件方面,团队利用超分辨率技术和图像增强技术大大提高了图像质量,通过语音提示或者视频实时显示的方式增强人机交互的友好性,对采集到的虹膜序列图像进行虹膜分类判别,降低虹膜特征识别错误匹配的风险,从而增强系统的可靠性。
据介绍,这款仪器可以通过瞳孔随光线的大小变化,检测出被测试的是活体还是死体,是真人还是照片,直接“揪出”身份造假者。据测定,虹膜识别距离可达1米,识别时间小于1秒,误识率低于千万分之一,性能指标达到国际先进水平。
郭慧杰称,还对虹膜的纹理特征进行提取,如沟壑、线斑、回沟、线体、肌肉组织放射状纹理等,不断优化算法,针对特例进行改进。他希望这款国产仪器能在“刷眼时代”发挥作用。