备受瞩目的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将再次成为世界上最繁忙的交通枢纽。该机场通过部署在移民柜台和电子登机口的虹膜识别技术，大大缩短了登机时间，使乘客能够在10秒内快速通过安全检查站，同时满足安全、快速吞吐量和顺利旅行的体验需求。

虹膜为什么可以用来确认个人身份？这是如何实现的呢？与指纹、面部等其他生物识别相比，虹膜识别更安全，有什么优点？

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虹膜识别的优点是什么？

把眼睛比作窗户，虹膜是这扇窗户的“窗帘”。人眼的外观由巩膜、虹膜、瞳孔等组成。巩膜，即眼球外部的白色部分，以瞳孔为中心的黑色部分，虹膜位于巩膜和瞳孔之间，是介于瞳孔和眼白之间的圆形薄膜，包含丰富的质感信息。虹膜的纹理清晰可见，有许多细节特征，包括交错的斑点、细线、管状、条纹、藏身处等。

据悉，虹膜的特征因人而异，同卵双胞胎也不例外。出生后18个月，虹膜已经定型，一辈子不变，受外部气候环境变化、身体变化等影响非常小，是非常稳定的生物学特征。这决定了虹膜特征的唯一性，也决定了身份识别的唯一性。因此，事实证明，使用虹膜作为密码更有利于长期的安全性。

投院：中科院物理所

在已经广泛使用的指纹识别和人脸识别等生物识别信息识别技术中，存在伪造、破坏等密码废弃的危险。例如，指纹容易磨损和破坏，面部识别中的整形、不同照明下的表情和姿势会影响识别效果。改变虹膜特征的医学难度和手术风险很大，虹膜是活体器官，具有微妙的动态特征，可以进行生存认证，伪造虹膜有很大困难。

指纹、面部等可以模仿通过3D打印等新技术复制的生物特征，而虹膜则由视神经血管和肌肉组织控制，瞳孔扩散和震颤频率随时都可能发生变化，也适用于高安全水平的有力认证。相比之下，虹膜识别技术具有比指纹识别和人脸识别更难伪造的特性，在现有的生物识别技术中，虹膜识别技术已成为兼具高安全性和普及性的重要技术。

据相关专家介绍，虹膜和脸部的识别速度目前差不多，但虹膜识别对用户交互的个性化要求很高(例如对成像距离的要求等)。

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虹膜识别技术是如何实现的？

第一步是收集虹膜图像，通过图像采集系统收集虹膜照片。

第二阶段，图像预处理，在采集的图像上精确定位，查找虹膜，图像增强处理。

第三步，提取虹膜特征，使用特定算法从虹膜图像中提取虹膜识别所需的特征点，并对其进行编码。

第四步与虹膜ID匹配，通过将从特征提取中提取的特征代码与数据库中虹膜图像特征编码一一匹配，判断是否为同一虹膜，从而达到ID的目的。

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虹膜识别技术的起源经历了几个阶段。

1885年，法国的Alphonse Bertillon在巴黎的刑事监狱中应用了生物特征识别，当时使用的生物特征包括耳朵大小、脚长等虹膜。

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)首次提出了利用虹膜图像自动识别虹膜的概念，1991年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的保罗约翰逊(Paul John)提出了这一概念。

1993年英国剑桥大学计算机科学家

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

来源： 世界互联网大会