账号:
密码:
最新动态
产业快讯
CTIMES / 文章 /
虹膜辨识技术
 

【作者: 許鶴齡】2004年03月25日 星期四

浏览人次:【35983】

虹膜作为人的辨识,起源于十九世纪。在1880年代,法国人Alphonse Bertillon 曾经在监狱中对囚犯以虹膜作人身的判定。而到了1980年前后,研究所开始对虹膜辨识的研究提出报告,但虹膜辨识的产品真正问世,则是在2001年以日本松下电器发表BM-ET100US(图一)后,才真正展开了虹膜辨识产品化的序幕,也成为这两年在全世界的生物辨识领域里的一个热门研究题目。


《图一 Panasonic所生产的BM-ET100US》
《图一 Panasonic所生产的BM-ET100US》

虹膜辨识简介

生物辨识是指利用人的生理或行为特征作为辨识身份的依据,而生理的特征可区分为指纹、声纹、脸型和虹膜等,至于签名则是行为模式的一种。由于生物辨识主要应用于个人身份的识别与认证,所以需要兼顾高安全性与高便利性。一个眼睛上的虹膜可找出约240个不同的特征点,由统计的观点来看,要找出完全相符的机率只有1/10^72,与指纹(约30–40个特征点)相较,具有更高的准确性,也是目前具有最高安全性的生物辨识方式。此外虹膜在取像时,并不需要直接接触,对于使用上的接受度也较高。


虹膜辨识的基本原理

眼球的基本构造如(图二),中央点黑色部份为瞳孔区,其外围为虹膜区,最外围白色部分即俗称的眼白。虹膜表面有许多条纹沟和小​​坑,其形成的图像有丰富的纹路和结构性特征。而虹膜生理结构的特征,在母体胚胎时即已成形,且终身不变。不过随着年龄变化,会产生色素沉淀,而随周围光线强弱,瞳孔大小会有变化。不同的人种亦有不同的颜色,虹膜辨识就是基于这些微血管分布的变化,来作为个人身分辨识的依据。


由于眼睛是人体极为脆弱的器官,所以很难直接由手术等方式去改变它。此外,眼睛的虹膜特征具有其非常稳定的特性,从出生一岁后,虹膜特征的几乎不会发生变化。即使眼球受到外伤(如穿刺伤),虹膜部分区域会留下一个无法愈合的黑洞,但对于其他部分的虹膜特征则并不会有太大的影响。


虹膜特征产生大量变化的原因,主要在于生病(例如癌症或角膜软化症)时所造成的病变。碰到这些疾病时虹膜会产生肉芽、组织坏死等现象,进而造成虹膜特征大量改变。


《图二 人眼虹膜》
《图二 人眼虹膜》

一般而言,生物辨识系统主要由取像、特征点抽取及比对等三个部分所组成。以虹膜辨识而言,取像是指经由专业的红外线摄影机,来读取视网膜影像;特征点抽取则是经过一连串复杂的影像处理计算后,抽取特征点的过程;比对则是将取出的特征点与资料库进行比对,来达到识别或认证的效果。


虹膜辨识的取像

在撷取虹膜影像的过程,使用非接触性、近红外线的专业摄影机。由于眼睛为灵魂之窗,将红外线直接在眼睛上扫描,对眼睛造成的影响也是许多人的疑虑,对于光源强度的规范有下面几个世界标准,分别为ANSI/IESNA RP-27.1-96、IEC 60825-1 Amend.2、Class 1 LED。


一般而言,使用红外线摄影机撷取虹膜影像的操作距离大约从五吋至二十四吋不等,且操作环境温度较窄,只有摄氏零度到四十度左右,而操作的角度垂直大约二十五度到三十五度。目前主要红外线摄影机生产厂商有LG、Panasonic、Oki等。


《图四 Oki所生产的IRISPASS-WG》
《图四 Oki所生产的IRISPASS-WG》

虽然虹膜在取像时并不需要接触到机器,但操作却较为麻烦。当摆设到一定高度后,个子小的人要站箱子,高个子要弯下身子(可接受垂直视角最多只有正负三十五度),且取像时眼睛必须睁开越大越好。一般而言,要取到虹膜影像需要5秒至15秒,所以市场的接受度并不如指纹或脸型等其他生物辨识技术来得好。此外,一台红外线摄影机的单价大约在200美元以上,其较高的价位也是令消费者望之却步的原因之一。


与世界接轨的虹膜辨识

生物辨识目前主要应用于身分认证,在初期的主要应用则为门禁系统,是一个封闭型的系统。但从911事件后,美国机场大力推动生物认证技术,并增加边境国防安全性。在各国也跟进的情况下,未来资料的可交换性,就变成最重要的考量因素。


虽然目前世界的生物辨识标准制定组织,都有把虹膜辨识列入其标准制定的范围内,但由于目前各家厂商的虹膜特征点抽取方法各异,若想要在不同厂商间作资料交换,则必须交换整个虹膜影像。目前国际科技标准委员会(International Committee for Information Technology Standard,INCITS)底下的M 1.3生物辨识工作小组,正致力于制定虹膜影像交换格式(Iris Image Interchange Format)的标准。


其中对影像的解析度、对比、亮度、扭曲和储存格式等特性做了标准的规范,使得虹膜资料可以在不同厂商间顺利运作。一般而言影像大小经过JPEG的压缩后,容量约25–30K bytes,而原始点阵影像则约300K byte。


结语

虹膜辨识其高准确率傲视其他生物辨识技术,但要在现阶段广泛的应用,仍有许多的问题点,诸如昂贵的红外线摄影机、操作的不适性,以及较慢的取像、比对速度等。所以目前虹膜辨识的市场规模较小,应用范围也不若指纹辨识或脸型辨识般普遍。以技术眼光来看,虹膜辨识的技术成熟度晚了指纹辨识五年左右。不过在未来成本降低,及操作便利性改善后,仍能够期待其高准确率带给人类更便利和更安全的生活。


<作者任职于星友科技/清华大学资讯工程硕士>


相关文章
运用返驰转换器的高功率应用设计
解析锂电池负极材料新创公司:席拉奈米科技
高级时尚的穿戴式设备
巴斯夫Ultrasim结合Moldex3D发挥最大效益
PLC+HMI整合人机加快数位转型
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» NETGEAR引进Wi-Fi 7无线路由器 发挥AI平台最大效益
» 台达推出5G ORAN小型基地台 实现智慧工厂整合AI应用
» 工研院携手欧洲6G-SANDBOX 助产学研抢进欧盟研发平台
» 经部领军台厂重回MWC 秀5G电信与系统商最隹夥伴实力
» 经济部支持跨国研发有成 台欧双方分享B5G~6G规划


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3  v3.20.1.HK87H7G5TVCSTACUK2
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw