虹膜識別的機遇與挑戰(zhàn)

　　三星之所以在新旗艦上用上虹膜識別，主要是看中了其比指紋更加快速安全。由于虹膜的唯一性和識別基本不受外界影響的特性，在未來甚至還有可能取代指紋識別去執(zhí)行支付等功能。而根據(jù)我們的總結(jié)，虹膜識別的優(yōu)勢如下所示：

　　1.唯一性：生理學(xué)研究表明，虹膜紋理的細節(jié)特征是由胚胎發(fā)育環(huán)境的隨機因素決定的，這種紋理細節(jié)的隨機分布特性為虹膜的唯一性奠定了生理基礎(chǔ)。研究表明，即使雙胞胎、同一人左右眼的虹膜圖像之間也具有顯著的差異，自然界不可能出現(xiàn)完全相同的兩個虹膜。

　　2.一致性：虹膜從嬰兒胚胎期的第三個月前開始發(fā)育，到第8個月虹膜的主要紋理結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成。同時，由于角膜的保護作用，發(fā)育完全的虹膜不易受到外界的傷害。因此，由外部物理接觸而導(dǎo)致虹膜改變的概率十分小。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，除非經(jīng)歷危及眼睛的外科手術(shù)，虹膜紋理幾乎終生不變。

　　3.防偽性：清晰虹膜紋理的獲取需要專門的虹膜圖像采集裝置和用戶的配合，所以一般情況下（相對于指紋和人臉）很難盜取其他人的虹膜圖像。此外，眼睛也具有很多優(yōu)良的光學(xué)和生理特性可用于活體虹膜檢測。在人體腦死亡、處于深度昏迷狀態(tài)或眼球組織脫離人體時，虹膜組織即完全收縮，出現(xiàn)散瞳現(xiàn)象。這些生物活性與人體生命現(xiàn)象同時存在，共生共息，所以想用照片、錄像、尸體的虹膜代替活體的虹膜圖像都是不可能的，從而保證了生理組織的真實性。

　　4.非接觸：虹膜是一個外部可見的內(nèi)部器官，相對于指紋等需要接觸采集的生物特征更加衛(wèi)生、方便。這一點與指紋、臉像等人體外部器官有很大的區(qū)別：通過非接觸（甚至遠距離）的采集裝置就能獲取合格的虹膜圖像。這在實際的應(yīng)用中非常重要。而且虹膜錄取完成后，不受眼睛手術(shù)，配戴墨鏡，隱形眼鏡（包括美瞳）的影響。

　　5.多特征點：相比指紋識別，虹膜識別的準確度更高。虹膜測定技術(shù)可以讀取266個特征點，而其他生物測定技術(shù)只能讀取13-60個特征點。

　　每一種技術(shù)正如鋒利的刀，你有了它鋒利的屬性，勢必要接受其容易傷人的可能。虹膜識別也會給手機廠商帶來一些新的挑戰(zhàn)：

　　1. 開孔多：虹膜識別需要放在手機的正面，而虹膜Camera主要是做紅外光檢測，無法進行可見光的采集。這就使得虹膜Camera和前Camera是兩個Camera。虹膜系統(tǒng)自身就需要虹膜Camear和紅外LED兩個孔，加上手機自身的前Camera，和距離/光線傳感器（需要一個或兩個開孔），總共需要四到五個開孔。這對手機外觀設(shè)計帶來了很多不便。

　　2. 距離限制：目前手機做虹膜識別時，需要人眼與手機在20-35cm的距離。這對用戶的易用性有一定的挑戰(zhàn)。當(dāng)然，用戶習(xí)慣后，這個問題相當(dāng)來說容易克服。

　　3. 功能單一性：由于開啟虹膜，需要打開手機屏幕，方便用戶對準眼球，所以造成虹膜功耗偏大。所以在手機上，除了做密碼，不方便做其他功能。功能較為單一。

　　4. 隱私問題： 有些將指紋和虹膜等個人特征做為個人隱私的人，是不愿意將此類特征值公開給手機，尤其是提供給政府部門。

　　虹膜識別的產(chǎn)業(yè)鏈盤點

　　正如當(dāng)初蘋果引入指紋識別，撬動了指紋識別產(chǎn)業(yè)鏈，三星這次引入的虹膜識別，也會給產(chǎn)業(yè)鏈帶來新的機會，產(chǎn)業(yè)鏈的國內(nèi)外參與者主要包括：

　　（1）Camera Sensor公司：Sony，格科微，OV

　　一般來說，虹膜算法只需要100個像素就可以做虹膜識別?？紤]到易用性，需要同時采集用戶的雙眼才能比較自然的使用，一般會選用2M至5M的Camera。單眼識別的話，VGA（0.3M）的Camera都夠用。

　　不過虹膜對Camera還是有一定的要求的，類似雙Camera里面那顆黑白sensor一樣，需要在Camera生產(chǎn)時，不用普通的Color filter（即只通過可見光的濾光片），而采用只過紅外廣的濾光片。目前最為普遍的虹膜Camera是Sony的IMX132。但總的來說，虹膜對Camera要求不高，2M至5M的Camera就能做虹膜Camera。等虹膜成熟后，國內(nèi)的格科微，OV都會迅速跟進。

　?。?）模組公司：舜宇，韓國Patron（三星Note 7用）

　　目前虹膜沒有大規(guī)模量產(chǎn)，所以國內(nèi)的虹膜模組主要是舜宇來供應(yīng)。

　?。?）Lens公司：舜宇，AAC

　　舜宇不僅生產(chǎn)模組，在光學(xué)上也有頗有研究。虹膜方面，舜宇不僅提供模組，還提供了虹膜模組所專用的Lens。此Lens也是需要只經(jīng)過紅外光，而過濾其他光。另外，Apple供應(yīng)商AAC 也開始量產(chǎn)虹膜Lens。

　?。?）紅外LED公司： OSRAM，億光

　　紅外主要波長是700nm-2500nm。Camera sensor對900nm以上的紅外光感應(yīng)差，需要更強的光才能感測到。這就要求紅外LED更大的電流，更多的功耗。而800nm以下的波長，太靠近可見光，用戶使用時可以看到紅光。所以一般虹膜識別使用的波長在800nm-900nm。

　　目前紅外LED的主要供應(yīng)商是國際LED大廠OSRAM。針對不同虹膜識別算法的要求，OSRAM可提供810nm，850nm等不同波長的紅外LED。 相對來說，若對黑/棕眼球進行虹膜檢測，需要用紅外光，可見光不適合；而藍綠眼球則用可見光更好，而紅外光也行，只是性能稍差。所以810nm更加適合做虹膜檢測。

　　細心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)，之前虹膜檢測的示意圖上，是將紅外LED斜著放的，不科學(xué)。不過為了讓紅外的光線折射回來，是需要將LED的光束做5至8度左右轉(zhuǎn)向。紅外LED貼片是沒辦法傾斜，所以一般虹膜手機是在手機外殼上做文章。將外殼的紅外LED上面加一個有傾斜角的Lens，從而實現(xiàn)角度的轉(zhuǎn)換。

　　不過這樣做，會讓手機組裝變得麻煩。OSRAM也發(fā)現(xiàn)了這個問題，他們在紅外LED上做了文章，將紅外LED出光口做一定的角度，最終解決了此問題。

　?。?）算法公司：

　　國外的公司：美國的Iridian，Iriteck，韓國的Jiris公司，三星（Note 7用三星自己的算法），Delta ID（富士通手機虹膜技術(shù)方案提供商）， 松下。

　　國內(nèi)的公司：中科虹霸，釋碼大華， 思源科安，聚虹光電。

　　關(guān)于虹膜識別的一些看法

　　可以看出，虹膜算法公司對整個生態(tài)鏈影響還是很大的。虹膜算法決定了需要什么樣的Camera，需要什么樣的Lens，需要什么樣的模組，需要什么樣的紅外LED。但是虹膜算法又是純軟件，不再任何硬件里面。所以算法公司的利潤只能通過授權(quán)形式來獲取。這就要求算法公司從硬件，到客戶端需要全部去打通。難度還是很大的。

　　影響虹膜發(fā)展的原因之一是虹膜開孔多，尤其是雙Camera時代，很有可能前Camera也是雙Camera，增加虹膜識別會嚴重影響手機外觀，這是影響虹膜發(fā)展的原因之一。有機會解決此方法就是做成RGBIR Camera。即將其中一個G的光線采集變成IR（紅外）的光線采集。這樣的好處是，做前Camera的時候，對RGB的光線進行采集；而做虹膜Camera時，通過IR來采集紅外LED折射回來的光線。但這樣做，一方面需要特殊的ISP才能準確進行光線采集，另一方面，目前RGBIR的sensor在做普通camera時，因為少了一個R的光線采集，暗光表現(xiàn)較差，還需要sensor供應(yīng)商繼續(xù)優(yōu)化性能。目前有研發(fā)RGBIR的公司有Himax和OV。

　　目前虹膜算法費用相對來說較高，這也會影響虹膜的起量。當(dāng)然，這個畢竟是純軟件成本，相信起量后，費用不會太高。另外，虹膜功耗相對來說比較大（需要打開屏和攝像頭），所以在手機上主要功能是起到替代密碼的作用，作用單一也影響到其以后的發(fā)展。

　　目前FIDO （Fast Identity Online）聯(lián)盟即線上快速身份驗證聯(lián)盟致力在手機上“消滅密碼”，而安全支付在手機上也越來越重要，虹膜識別做為安全級別極高的一種生物特征識別技術(shù)，勢必會在密碼認證上占有一席之地。三星Note7會不會打開虹膜識別登陸手機標配的登錄密碼嗎？