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看《碟中碟5》背后生物识别技术有哪些?

阅览次数:122 次  发布日期: -0001-11-30

成都弱电工程讯:

几乎每部“碟中谍”,都会在生物辨认领域引起一场热烈讨论,以至于这部电影被戏称为“生物辨认技术的广告宣传片”。好比用虹膜解锁拯救世界的紧急任务,或戴着橡胶面具骗过人脸辨认溜进克里姆林宫,这都是伊森·亨特最亲睐的“黑科技”桥段。

“碟中谍5”中,阿汤哥饰演的伊森·亨特亮出了新技术—“视网膜辨认”:一台摄像机对准英国首相的右眼,随着两道红光扫过,伊森·亨特打开了决定人类命运的“红盒子”。我们爱大片,我们更爱科学。同属于眼睛的两种生物特征:视网膜与虹膜,到底谁更胜一筹?

视网膜VS虹膜:辨认原理

视网膜位于眼球后部,是一层透明的薄膜。视网膜辨认,是用红外线透过瞳孔,拍摄视网膜血管的图像,利用视网膜血管分布的独特性进行身份辨认。视网膜血管分成两类:主要血管和毛细血管,前者特征比较明显,可用于身份辨认,后者特征尺度太小,无法用于辨认。

虹膜位于眼球前部,是瞳孔周围具有多种颜色的环状组织,位于眼球外部可视表面,被透明的角膜层覆盖,呈现出一种复杂的放射状纹理,这些纹理由很多皱褶、凹陷和突起组成。虹膜辨认,就是采集、提取、分析和比较这些环形复杂纹理的差异性。

视网膜与虹膜都是眼部的生物特征,都被眼睑和角膜所保护,比指纹、人脸等外部特征具有更高的稳定性,不容易受到外界环境的影响和伤害;视网膜与虹膜的采集,都需要借助专用的红外照明和成像设备,不可能被轻易地复制和仿造。

从原理评估上看,双方平手。

视网膜VS虹膜:多样性与稳定性

特征多样性,就是特征的丰富程度,是辨认精度的最重要基础,多样性越高就意味着辨认精度越高。

视网膜的血管和虹膜的纹理,都被认为是具有高度多样性的生物特性。虹膜特征多样性的数量级,达到“2的263次方”,这一惊人指标被认为是所有生物特征中最高的。理论上计算,只要特征被完整采集,虹膜的多样性足以支持全世界70亿人的身份辨认。实际应用中,优秀的虹膜辨认技术商能够降错误率降低至500万分之一。

虽然视网膜特征多样性的数量级,目前还没有权威机构公开发表的数据,除了美国Orkand公司1990年4月发表的《个人辨认工程:最终报告》(PersonalIdentifierProject:FinalReport)之外,没有更多的参考资料,但是学术界普遍认为视网膜的多样性可以支持高精度的身份辨认。

从多样性评估,虹膜占据上风

一种生物特征能否被选择成为身份辨认的可靠手段,除了多样性以外,稳定性是另一个必须考量的重要因素。

受限于人类的碳基生命形式,衰老是不可避免的,如大刘所说:一切速朽,死神永恒。衰老有两种分歧的形式,一种是正常情况下出现的生理性衰老;另一种是疾病或外伤引起的病理性衰老。在衰老过程中,一种生物特征能否始终保持稳定,将严重影响辨认精度和使用体验。

视网膜,是一层非常脆弱的薄膜,一旦眼睛收到冲击,如遭遇一次并不严重的交通事故,就可能造成血管出血甚至视网膜脱落,导致无法进行视网膜辨认。某些疾病也会改变视网膜血管的特征,医学上利用这一现象,通过眼底血管造影观察视网膜血管的变化,并将其发展成为一种常规的诊断手段,如青光眼会压迫视网膜血管,糖尿病会导致视网膜血流异常,血管硬化也会改变视网膜血管形态,以上三种常见病都会影响视网膜辨认的精度。

虹膜,在胚胎发育期形成,从出生后6个月直到死亡都保持不变,影响虹膜特征的疾病非常少,目前只有虹膜黑素瘤一种,而且发病率极低。此外,严重的眼外伤才会影响虹膜特征,而一般的眼科手术如近视眼矫正手术、白内障手术、青光眼手术都不会对虹膜辨认造成影响。

从稳定性评估,虹膜优势明显。

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