万众瞩目的2022年卡塔尔世界杯刚刚落幕，位于卡塔尔首都多哈的哈马德国际机场即将再次成为全球最繁忙的交通枢纽。该机场在移民柜台和电子登机口部署的虹膜识别技术可以大大缩短登机时间，允许乘客在10秒内快速通过安全检查站，同时满足安全性、快速吞吐量和无缝旅行的体验需求。

        虹膜为什么能够用来确认个人身份？是如何实现的？与指纹、人脸等其他生物识别相比，虹膜识别是否更安全、又有哪些优势呢？

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       虹膜识别有啥优势？

        如果将眼睛比作一扇窗户，虹膜则是这扇窗户的“窗帘”。人类眼睛的外观由巩膜、虹膜、瞳孔等部分构成，巩膜即眼球外围的白色部分，瞳孔为中心黑色部分，虹膜位于巩膜和瞳孔之间，是瞳孔和眼白之间的圆环状薄膜，包含丰富的纹理信息。虹膜的纹理清晰可见，有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等细节特征。

        据了解，虹膜的特征人各有异，连同卵双胞胎也不例外。在出生18个月后，虹膜就已定型，终生不变，受外界气候环境变化、身体变化等影响非常小，是一项非常稳定的生物特征。这决定了虹膜特征的独特性，同时也决定了身份识别的唯一性。因此，人们发现，将虹膜作为密码，具有更好的长期安全性。

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        在已经较为普遍应用的指纹识别和人脸识别等生物信息识别技术中，均存在伪造、破坏等密码失效风险，如指纹较易磨损和破坏，人脸识别存在整容、不同光照下的表情和姿态影响识别效果。而改变虹膜特征的医学难度和手术风险非常大，且虹膜是一个活体器官，具有细微的动态特征，可用来做生存认证，这让伪造虹膜具有巨大难度。

        相比指纹、人脸等可能通过3D打印等新技术进行模仿复制的生物特征，虹膜受视神经血管和肌肉组织控制，瞳孔扩散和震颤频率可能随时变化，适用于高安全级别的强身份认证。相较而言，虹膜识别技术比指纹识别和人脸识别具有更难伪造的特性，成为目前已有的生物特征识别技术中，兼顾高安全性和可推广性的一项重要技术。

        据相关专家介绍，虹膜和人脸的识别速度目前相差无几，但虹膜识别对用户交互的配合度要求较高，如对成像距离的要求等。

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        虹膜识别技术如何实现？

        第一步，采集虹膜图像，通过图像采集系统，采集虹膜的照片；

        第二步，图像预处理，从采集图像中，准确定位找出虹膜，并进行图像增强处理；

        第三步，虹膜特征提取，采用特定的算法从虹膜图像中提取出虹膜识别所需的特征点，并对其进行编码；

        第四步，匹配虹膜身份，将特征提取得到的特征编码与数据库中的虹膜图像特征编码逐一匹配，判断是否为相同虹膜，从而达到身份识别的目的。

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        虹膜识别技术的起源经历了多个阶段：

        1885年，法国的阿方斯·贝蒂荣（Alphonse Bertillon）将利用生物特征识别个体的思路应用在巴黎的刑事监狱中，当时所用的生物特征除耳朵大小、脚的长度等之外，已包括虹膜；

        1987年，英国眼科专家阿兰·萨菲尔（Aran Safir）和美国眼科专家伦纳德·弗洛姆（Leonard Flom）首次提出利用虹膜图像进行自动虹膜识别的概念，到1991年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的保罗·约翰逊（Paul Johnson）实现了一个自动虹膜识别系统；

        1993年，英国剑桥大学计算机科学家约翰·道格曼（John Daugman）发明了基于二维Gabor小波的IrisCode虹膜识别。今天，大部分的自动虹膜识别系统使用DAUGMAN核心算法；

        2000年以前，中国在虹膜识别方面没有自己的核心知识产权。中国科学院自动化所谭铁牛院士团队自1998年起开始在中国开展虹膜识别的研究，在虹膜图像获取、虹膜区域分割、虹膜特征表达、虹膜图像分类等一系列关键问题上取得重要进展，系统发展了虹膜识别的计算理论和技术方法。在多年研究的基础上，中科院自动化所于2000年初开发出了虹膜识别的核心算法，成为世界少数掌握虹膜识别核心算法的单位之一。

        来自中国的黑科技——虹膜+多模态多功能身份识别机也现身本届卡塔尔世界杯。警方或安保人员可以通过专用手机形态的人工智能设备，对入境的参赛者、球迷、旅客进行身份识别和可信认证。

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        生活中，我们可以在哪里应用虹膜识别

        近年来，虹膜识别技术不断取得阶段性突破，虹膜识别技术越来越“日常化”，被运用到社会生活的各方各面。

        2002年11月，德国巴伐利亚州巴特赖兴哈尔市（Bad Reichenhall）市医院的婴儿房安装了虹膜识别系统，只允许婴儿的母亲、护士或者医生进入，确保婴儿的安全。婴儿出院后，系统将删除其母亲的虹膜代码数据。

        自2006年1月起，美国新泽西州的学校在校园中推广安装虹膜识别装置进行安全控制，学校的学生以及员工都不再使用任何形式的卡片与证件，外来人员必须进行虹膜资料的登录才能进入校园。该安装促进减少了校园内违反校规及侵犯、犯罪活动数量，减轻了校园管理难度。

        2010年9月，印度启动世界上最庞大的生物身份识别系统（又称Aadhaar计划），目前已完成了对当地12亿人口的生物识别数据的采集。该项目为印度居民提供独一无二的12位身份证明编号，与本人的虹膜信息以及手机号、银行账户绑定，方便地享受数字化的医疗、社保、培训、就业、移动业务办理以及网上支付等服务。

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        此外，各届奥运会均重点关注安全防范，虹膜识别技术以其独有的优点，正越来越多地被应用在奥运安防中。

        在1998年日本长野冬季奥运会中，虹膜识别系统被应用于运动员和政府官员进入奥运村的控制，并在对射击项目的枪支进行安全管理中使用虹膜识别技术；

        2004年雅典奥运会启用了包括虹膜识别在内的生物特征识别身份鉴别系统，通过眼睛、人脸、指纹等身体器官，以及声音、步态、笔迹等肢体行为的全套生物特征识别技术来确认一个人的身份，对所有进出机场、海关、火车站、奥运场馆的人通过摄像机自动识别。（整理：孔繁鑫 策划：穆子叶）

        参考 | 科技日报、人民网、《瞭望》新闻周刊、光明网、中科院物理所、亿欧网