Как устроен сканер радужной оболочки глаза в Samsung Galaxy Note 7 — Wylsacom

Не так давно был представлен новый флагман Samsung Galaxy Note 7.  Одной из его ключевых функций стала возможность разблокировки устройства при помощи сканирования радужки глаза.

Сканер радужки глаза, это один из устоявшихся штампов киноиндустрии, особенно, когда дело касается шпионских и научно-фантастических фильмов. Теперь эта технология стала не просто выдумкой, а перекочевала в повседневные гаджеты простых людей (а не супершпионов), в частности, в смартфоны, ну по крайней мере один точно. Посмотрим, как эта штука приживётся в смартфоностроении: перекочует ли она к другим производителям или останется бесполезной диковинкой Galaxy Note 7 (или вообще откровенной дичью), как проектор в китайском смартфоне. Тем не менее, нам стало интересно, как устроен этот сканер. Мы разобрались и спешим поделиться этим с вами.

Как выглядит общая схема сканирования радужной оболочки глаза

Радужная оболочка наших глаз, как и отпечаток пальца имеет свой неповторимый рисунок. Поэтому это удобное средство аутентификации. Биометрические гражданские паспорта, если вы помните, фиксируют именно эту информацию, потому что в отличие от отпечатка пальцев, радужку глаза подделать пока не представляется возможным. Кроме того со временем она не изменяется.

Однако сканер не просто фотографирует ваш глаз, а потом сверяет с исходником. На практике процедура начинается с направленного инфракрасного луча ближнего спектра. Этот свет для идентификации подходит гораздо лучше, чем дневной, потому что камере легче захватить рисунок радужки, подсвеченный именно ИК-светом. Кроме того, такой сканер может работать в темноте. При этом процедуре идентификации радужной оболочки могут подвергаться даже люди с плохим зрением, так как ИК-луч свободно проходит через прозрачные очки и линзы. После того, как рисунок радужки зафиксирован, алгоритм переводит рисунок радужной оболочки глаза в код, который сравнивается с имеющейся базой.

Захват изображения глаза — полученная картинка — определение радужки и века — выделение этой области — удаление века с картинки — нормализация этой области — транскодирование — сравнение с базой данных

В чём особенность сканера Samsung Galaxy Note 7?

По большей части, сканер нового фаблета от Samsung работает по описанной выше схеме, любопытная деталь заключается в том, что на фронтальной панели Galaxy Note 7 располагается камера, которая занимается исключительно распознаванием радужной оболочки глаза. Почему же фронтальная камера не может выполнять эту задачу? Потому что камера должна быть чувствительна к ИК спектру. В обычных камерах ИК свет фильтруется, так как он портит обычные фотографии. Кроме этого считывающая камера имеет более узкий угол обзора, чтобы видеть глаз пользователя лучше, особенно на расстоянии.

Насколько это безопасно?

Некоторые пользователи выразили озабоченность по поводу того, что такой сканер в Samsung Galaxy Note 7 может быть небезопасен, в частности, не приведёт ли его частое использование к необратимому повреждению глаз. Такие вопросы вполне резонны, ведь для сканирования смартфон отправляет луч света прямо в ваш глаз, и так как этот свет невидим для человека, то зрачок никак не пытается от него защититься, поэтому свет попадает на сетчатку, не встречая никаких преград.

На самом деле мы не можем быть на 100% уверенными, что частое использование сканера радужки глаза Samsung Galaxy Note 7 не будет иметь какого-то влияния на наши глаза. Если сейчас эту статью читает окулист, мы будем рады услышать ваше экспертное мнение в этом вопросе.

Сама компания предупреждает пользователей, что подносить смартфон слишком близко к глазам во время идентификации не нужно, если следовать этому предостережению всё должно быть хорошо. Однако так как считывание радужки не такое частое явление, массового тестирования и результатов, сделанных на основе людей, пока нет. Когда они появятся, может быть уже слишком поздно кого-то предупреждать, а может быть и наоборот — придёт подтверждение, что функция полностью безопасна.

Это тоже самое, что сканер сетчатки?

Если вы запутались — проясню, да сканирование радужки и сетчатки — процессы схожие, но различаются по основному принципу. При сканировании сетчатки, алгоритм считывает не рисунок сетчатки, а изображение глазного дна. Но для бытовых условий гораздо проще пользоваться сканером радужной оболочки, так как для считывания сетчатки устройство нужно подносить вплотную к глазу.  В случае со смартфоном это выглядело бы очень глупо.

Зачем это нужно?

В смартфонах уже давно есть считыватели отпечатков пальцев, они быстрые надёжные безопасные и достаточно дешёвые, чтобы быть установленными даже в китайских смартфонах дешевле $200. Зачем тогда нам сканеры радужной оболочки? Главным образом затем, что они в несколько раз более надёжны и безопасны. Главным доводом является то, что отпечатки пальцев мы оставляем почти на каждой поверхности, к которой прикасаемся, а значит копию отпечатка гораздо проще достать. При этом мокрые и грязные пальцы устройству часто тяжело распознать. Получить копию радужной оболочки крайне тяжело, а глаза изнутри никогда не заляпаны грязью, поэтому владельцу воспользоваться аутентификацией в любых условиях гораздо проще. Хотя, в кино уже давно придумали способ, как обойти эту защиту:

Есть ли у технологии будущее?

Я считаю, что сканер Samsung Galaxy Note 7 не сделает его хитом. Да, эта технология работает и ей можно лихо хвастаться друзьям, но для большинства — использование сканера отпечатка пальцев будет достаточно.

Однако не исключено, что новинку оценит, в первую очередь, корпоративный сегмент, которому необходимо лучше, чем остальным защищать информацию на своём смартфоне. Для простых обывателей, думается мне, будет слишком лениво подносить смартфон на определённое расстояние, при этом совершая необходимые действия. Но это не говорит о том, что Samsung не разовьёт технологию или о том, что она неожиданно не выстрелит и перекочует даже в iPhone. Шансы у этой серьёзной игрушки есть.

Инфракрасное сканирование радужной оболочки глаза

Александр Горшков, директор по развитию компании Iris Devices — резидента Инновационного центра Сколково, 15/05/20

Инфракрасное излучение – это электромагнитное излучение, находящееся на границе между видимым спектром красного света и тепловым диапазоном. Человеческий глаз не способен видеть этот спектр. Окружающие нас предметы имеют различные характеристики поглощения и отражения ИК-лучей. Эта индивидуальная характеристика не зависит от температуры окружающего пространства и температуры самих предметов, что широко применяется при различных исследованиях. С увеличением длины волны инфракрасного излучения усиливается его тепловое воздействие.

Согласно международной организации стандартизации (ISO) инфракрасное излучение делится на три диапазона: ближний, средний и дальний. В медицине применяется только ближний ИК-диапазон, поскольку он не рассеивается на поверхности кожи и проникает в подкожные структуры. Используя эту особенность, российские разработчики создали инновационный аппарат для лечения ран, ожогов и воспалений¹. Проводились исследования, которые показывают, что воздействие ближнего спектра инфракрасного света может быть полезно и для глаз². Но эти воздействия должны быть кратковременными, малой интенсивности и не должны вызывать повышение температуры тканей глаза, особенно глазного дна.

Комплексная реализация всех мер предосторожности позволяет обеспечить безопасную биометрическую идентификацию здорового человека по радужной оболочке глаз.

Спектр ближнего инфракрасного излучения находится в диапазоне от 740 до 1400 нм, но с увеличением длины волны снижается способность лучей проникать в ткани за счет их поглощения водой.

Часто инфракрасное излучения путают с ультрафиолетовым, которое является вредным для глаз. Многократно наблюдалось вредное воздействие ультрафиолетового излучения на человека. Недавно из-за не выключенной своевременно кварцевой лампы возникли проблемы со здоровьем у первоклассников³.

В отличие от ультрафиолетового излучения воздействие ИК-лучей не приводит к раковым заболеваниям и иным негативным последствиям при соблюдении норм СанПиН для данного вида излучения.

У наших глаз отсутствуют защитные реакции на ИК-излучение. Когда лучи яркого света ослепляют нас, мы рефлекторно прищуриваемся или отворачиваемся, а зрачок глаза самопроизвольно сужается. Так как мы не видим инфракрасный свет, то не можем определить, когда попадаем под его воздействие, и глаза не реагируют сужением зрачка на это излучение.

Какая длина волны оптимальна?

В зависимости от длины волны света, в котором регистрируется радужка, на ней проявляются различные и индивидуальные для каждого человека детали структуры.

Общее количество регистрируемых данных зависит от особенностей глаз. Например, у светлой радужки наиболее четкий рисунок получается в видимом спектре. При переходе в ИК-спектр этот рисунок постепенно пропадает с увеличением длины волны. Противоположный результат получается для темных глаз. На них особенность рисунка радужной оболочки не всегда различима в видимом свете, но четко проявляется в ИК-диапазоне. Поэтому до сих пор обсуждается, какая длина волны является оптимальной.

Большинство мобильных телефонов имеют светодиоды с рабочим диапазоном излучения от 700 до 900 нм (ближний ИК). Чтобы такое излучение оказало вредное воздействие на глаза, надо достаточно долго смотреть непосредственно на него или же источник этого излучения должен находиться близко к оптической оси глаза и при этом иметь высокую интенсивность.

Достижения разработчиков

Люди с осторожностью относятся к идентификации по радужке, опасаясь, что инфракрасные лучи, используемые при сканировании радужной оболочки, могут негативно повлиять на зрение. У наших глаз отсутствуют защитные реакции на ИК-излучение. Когда лучи яркого света ослепляют нас, мы рефлекторно прищуриваемся или отворачиваемся, а зрачок глаза самопроизвольно сужается. Так как мы не видим инфракрасный свет, то не можем определить, когда попадаем под его воздействие, а глаза не реагируют сужением зрачка на это излучение.

Чтобы уменьшить негативное воздействие ИК-света на глаза, разработчики перед началом сканирования в инфракрасном диапазоне применяют подсветку в видимом белом спектре. Использование такой подсветки заставляет зрачок самопроизвольно сужаться, что способствует уменьшению попадания инфракрасных лучей на роговицу глаза. Другим положительным моментом от сужения зрачка при идентификации по радужной оболочке глаз является расширение идентифицируемой области. Увеличение видимой площади радужки позволяет получить больше уникальной информации для ее кодирования и записи в биометрический шаблон.

Обычные фото- и видеокамеры телефонов и фотоаппаратов имеют встроенный ИК-фильтр, предназначенный исключить влияние инфракрасного излучения на качество получаемого изображения. Биометрическую идентификацию по лицу с фронтальной 2D-камеры достаточно легко обмануть. Для выявления обмана разработчики стали применять точечную ИК-подсветку, с помощью которой формируют карту глубин снимаемого объекта.

Контроль нахождения перед камерой объемной фигуры предотвращает простые способы обмана систем биометрической идентификации с использованием фотографии или видеозаписи идентифицируемого человека.

Этим обусловлено отсутствие ИК-фильтра во фронтальных камерах большинства современных смартфонов.

Фотокамеры современных смартфонов имеют встроенный ИК-фильтр

Как обеспечить безопасную для глаз идентификацию по радужке?

Производители внедряют решения, которые сводят к минимуму негативное воздействие ИК-излучения на глаза:

1. Ограничивается мощность источника излучения и длина волны.
2. Сокращается время излучения. ИК-подсветка включается только на необходимое для идентификации время, которое постоянно уменьшается благодаря совершенствованию алгоритмов.
3. Контролируется расстояние от источника инфракрасного излучения до глаз. Чтобы не причинить вред глазам, инфракрасная подсветка не включается, если камера сильно приближена к лицу.
4. Используется предварительная подсветка белого цвета для уменьшения диаметра зрачка.

Несмотря на все применяемые решения, есть риск негативного воздействия на глаза ближним ИК-светом для эпилептиков, детей и людей, у которых часто бывают обмороки. При этом надо учитывать, что ИК-подсветка используется не только для биометрической идентификации. Например, в игровой приставке Kinect применяется точечная инфракрасная подсветка для построения объемной модели окружающего пространства и перемещения игроков. В ней, в отличие от сканеров радужки, применяются значительно более мощные источники ИК-излучения, которое на протяжении всей игры оказывает воздействия на ее участников и болельщиков.

Комплексная реализация всех мер предосторожности позволяет обеспечить безопасную биометрическую идентификацию здорового человека по радужной оболочке глаз, но лучше запросить у производителя подтверждающий это сертификат или медицинское заключение.

Опубликовано в журнале «Системы безопасности» №2/2020

Больше статей по безопасности >>

Сканер радужной оболочки: Как это работает | Обзор технологии сканирования глаз

3 декабря 2020 г.

Распознавание радужной оболочки — это инновационный и безопасный метод биометрической аутентификации. Искусственный интеллект делает эту технологию более доступной для использования в камерах видеонаблюдения, смартфонах и других средствах контроля доступа и безопасности. Такая идентификация снижает риск отказа систем распознавания лиц. В этой статье мы расскажем, как работает технология, сравним сканирование радужной оболочки и сетчатки, а также перспективы распознавания радужной оболочки в будущем.

Содержание

Что такое сканирование радужной оболочки? Определение и значение
Как работают сканеры радужной оболочки глаза?
Почему сканер радужной оболочки глаза является уникальной технологией?
Насколько безопасны сканеры для глаз?
Что такое сканер сетчатки глаза?
Сканирование сетчатки или сканирование радужной оболочки
Что чаще встречается: сканер сетчатки или сканер радужной оболочки?
Плюсы и минусы сканирования радужной оболочки
Будущее сканирования глаз
Сводка
Часто задаваемые вопросы о сканере радужной оболочки глаза

Что такое сканирование радужной оболочки глаза? Определение и значение

Считается, что технология аутентификации по радужной оболочке глаза произошла от другой очень известной технологии, аутентификации по сетчатке глаза. Технология сканирования радужной оболочки была впервые предложена в 1936 году офтальмологом Фрэнком Берчем. Он заявил, что радужная оболочка каждого человека уникальна. Вероятность его совпадения составляет около 1078, что намного выше, чем при дактилоскопии. Согласно теории вероятности, за всю историю человечества еще не было двух людей с одинаковой радужной оболочкой. В начале 90s Джон Даффман из Iridian Technologies запатентовал алгоритм определения радужной оболочки глаза.

Ученые провели несколько исследований, показавших, что сетчатка человека может меняться со временем, в то время как радужная оболочка остается неизменной. Невозможно найти два полностью одинаковых рисунка радужной оболочки глаза даже у близнецов.

Очки и контактные линзы, даже цветные, никак не повлияют на процесс визуализации. Следует также отметить, что проведенные операции на глазах, удаление катаракты или имплантация роговичных имплантатов не изменяют характеристики радужной оболочки; его нельзя изменить или модифицировать. Слепого человека также можно узнать по радужной оболочке глаза. Пока у глаза есть радужная оболочка, его хозяина можно идентифицировать.

Камера может быть установлена ​​на расстоянии от 10 см до 1 метра, в зависимости от сканирующего оборудования. Термин «сканирование» может ввести в заблуждение, так как процесс получения изображения представляет собой не сканирование, а простое фотографирование.

Текстура радужки напоминает сеть с множеством окружающих кругов и узоров, которые можно измерить с помощью компьютера. Программное обеспечение для сканирования радужной оболочки использует около 260 опорных точек для создания образца. Для сравнения, лучшие системы идентификации по отпечаткам пальцев используют 60-70 точек.

Стоимость всегда была самым существенным сдерживающим фактором для внедрения технологии, но системы идентификации по радужной оболочке становятся все более доступными для различных компаний. Сторонники технологии утверждают, что распознавание радужной оболочки очень скоро станет основной технологией идентификации в различных областях.

Как работают сканеры радужной оболочки глаза?

Уникальный рисунок радужной оболочки должен быть распознан для прохождения такого биометрического сканирования, позволяющего выполнить идентификацию. Это означает, что есть два этапа сканирования радужной оболочки глаза:

Этап 1: Снимок вашего глаза

Все, что нужно такой системе распознавания для верификации человека, — это снимок его радужной оболочки. Поэтому для запуска этого сценария каждый человек должен пройти разовое фотографирование глаз. В этом случае процедура фотографирования происходит при стандартном освещении и невидимом инфракрасном свете — последнем типе света, используемом в приборах ночного видения, длина волны которого немного больше, чем у обычного красного света.

Инфракрасный свет при сканировании радужной оболочки помогает более точно распознать уникальную структуру более темных глаз, что сложнее сделать при обычном освещении.

Эти две цифровые фотографии, сделанные при разном освещении, затем подвергаются компьютерному анализу, в ходе которого удаляются ненужные детали (например, ресницы) и выделяется около 240 особенностей рисунка радужной оболочки (примерно в пять раз больше «признаков для сравнения», чем используется в системах идентификации по отпечаткам пальцев).
После этого все найденные уникальные характеристики для каждого глаза преобразуются в простое цифровое число, состоящее из 512 цифр (также называемое кодом радужной оболочки), которые сохраняются в компьютерной базе данных вместе с вашим именем и другими данными. Снимок вашего глаза происходит полностью автоматически и занимает не более нескольких минут.

Этап 2: Подтверждение подлинности глаза

После того, как фотография радужной оболочки глаза будет введена в базу данных, процесс вашей идентификации будет простым и беспроблемным. Человек стоит перед сканером радужной оболочки, подключенным к базе данных, и быстро перефотографирует глаз.

Система быстро анализирует полученное изображение, извлекая из него код радужки. Он запускает процедуру сравнения сотен, тысяч или даже миллионов кодов радужной оболочки, имеющихся в базе данных. Если код совпадает с одним из кодов, введенных в базу данных, лицо идентифицируется положительно. Если это не удается, это означает, что снимок не знаком системе, или человек просто пытается подделать то, кем он является.

Почему сканер радужной оболочки глаза является уникальной технологией?

Радужная оболочка представляет собой круглый кусок цветной мышечной ткани, который обрамляет человеческий зрачок и помогает ему сжиматься/разжиматься, как затвор фотоаппарата. Цветовой рисунок нашей радужной оболочки формируется на генетическом уровне еще в утробе матери, но окончательно он завершает свое формирование в течение первых двух лет нашей жизни. Цвет радужной оболочки глаза зависит от количества пигмента меланина: чем больше меланина, тем больше в глазах коричневого оттенка, чем меньше — тем сильнее выражен голубой цвет.

Хотя мы привыкли четко различать цвет глаз каждого человека — «карие глаза», «зеленые глаза», «голубые глаза» — цвет и узор каждой конкретной радужной оболочки уникален. Например, даже глаза двух людей имеют разные оттенки и узоры радужной оболочки. То же самое касается глаз генетических близнецов.

HD Критерий	Вероятность ложного совпадения
0,26	1 из 10 13
0,27	1 из 10 12
0,28	1 из 10 11
0,29	1 из 13 миллиардов
0,30	1 из 1,5 миллиардов
0,31	1 из 185 миллионов
0,32	1 из 26 миллионов
0,33	1 из 4 миллионов
0,34	1 из 690 000
0,35	1 из 133 000

Можно ли обмануть систему?

Автоматическое обнаружение новых типов косметических контактных линз на изображениях радужной оболочки — очень сложная задача распознавания образов. Но недавно появились экспериментальные наборы данных, которые помогут исследователям исследовать проблему. Учитывая темпы прогресса в других аспектах распознавания радужной оболочки, исследовательское сообщество, вероятно, добьется быстрого прогресса в решении проблемы фальсификации. Вы также можете использовать распознавание сетчатки для повышения точности распознавания.

Насколько точны сканеры радужной оболочки глаза?

Радужная оболочка — одна из уникальных биометрических характеристик, используемых для идентификации. При проверке используется около 260 ключевых точек (для сравнения, при проверке отпечатков пальцев используется около 16 ключевых точек). При этом сам шаблон занимает небольшой объем памяти, что позволяет быстро аутентифицировать пользователя и использовать массивные базы данных при относительно небольших вычислительных ресурсах.

Системы контроля и учета доступа с ирисовой идентификацией имеют FAR — 0,00001% и FRR — 0,016%. По данным NIST (Национальный институт стандартов и технологий), точность распознавания радужной оболочки составляет 90-99%. ScienceDirect также провела исследование, показавшее 100% эффективность метода распознавания радужной оболочки глаза.

Считается, что этим методом невозможно подделать идентификационные данные. Дело в том, что помимо индивидуального рисунка радужной оболочки человеческий глаз обладает уникальными отражательными характеристиками (обусловленными состоянием тканей и естественной влажностью), которые учитываются в процессе считывания информации.

А для еще большего повышения безопасности некоторые сканеры радужной оболочки также фиксируют непроизвольные движения глазного яблока, присущие живому человеку. Кстати, аутентификация по радужной оболочке умершего тоже считается невозможной: после смерти зрачок расширяется, делая область радужной оболочки слишком узкой и потому непригодной для сканирования.

Маловероятно, что эта биометрическая характеристика со временем изменится: единственными причинами могут быть медицинские операции или тяжелые травмы.

Насколько безопасны сканеры глаз?

Есть опасения по поводу идентификации радужной оболочки глаза, опасаясь, что инфракрасные лучи сканирования радужной оболочки могут негативно повлиять на зрение. Наши глаза не имеют защитных реакций на инфракрасное излучение. Когда нас ослепляют лучи яркого света, мы рефлекторно щуримся или отворачиваемся, и зрачок спонтанно сужается. Поскольку мы не видим инфракрасного света, мы не можем определить, когда попадаем под его влияние, и глаза не реагируют на это излучение сужением зрачка.

Чтобы уменьшить вредное воздействие инфракрасного света на глаза, перед инфракрасным сканированием дизайнеры используют видимый белый свет. Применение такого освещения вызывает самопроизвольное сокращение зрачка, что снижает проникновение инфракрасных лучей в роговицу глаза. Еще одним положительным аспектом сужения зрачка при опознании по радужной оболочке является расширение опознаваемой области. Увеличение видимой области радужной оболочки позволяет получить уникальную информацию для ее кодирования и записи в биометрический шаблон.

Обычные фото- и видеокамеры телефонов и фотоаппаратов имеют встроенный ИК-фильтр, предназначенный для исключения влияния инфракрасного излучения на качество получаемого изображения. Биометрическую идентификацию лица с фронтальной 2D-камеры достаточно легко обмануть. Для обнаружения обмана разработчики стали использовать точечную ИК-подсветку, с помощью формирования карты глубины снимаемого объекта.

Управление объемной фигурой перед камерой предотвращает простые способы обмана систем биометрической идентификации с использованием фотографии или видеозаписи идентифицированного лица.

Это происходит из-за отсутствия ИК-фильтра во фронтальных камерах большинства современных смартфонов.
Производители внедряют решения, минимизирующие вредное воздействие инфракрасного излучения на глаза:

• Мощность источника излучения и длина волны ограничены.
• Время облучения уменьшено. ИК-подсветка включается только на время, необходимое для идентификации, которое постоянно сокращается за счет совершенствования алгоритмов.
• Контролируется расстояние от источника инфракрасного излучения до глаз. Инфракрасный свет не включится, если камера находится очень близко к вашему лицу, чтобы не повредить глаза.
• Белая предварительная подсветка используется для уменьшения диаметра зрачка.

Что такое сканер сетчатки глаза?

Сетчатка человека является самой тонкой тканью в организме и состоит из нервных клеток, расположенных в задней части глаза. Благодаря сложному устройству капилляров, питающих сетчатку кровью, сетчатка каждого человека уникальна. Сеть кровеносных сосудов в сетчатке настолько сложна, что различается даже у однояйцевых близнецов. Рисунок сетчатки может измениться из-за таких заболеваний, как диабет, сахарный диабет или глаукома. Однако в других случаях сетчатка, как правило, остается неизменной с момента рождения и до самой смерти.

Технология сканирования сетчатки используется для отображения уникального рисунка сетчатки глаза человека. Кровеносные сосуды сетчатки поглощают свет более интенсивно, чем окружающие ткани, поэтому их легко идентифицировать. Сканирование сетчатки осуществляется путем проецирования невидимого луча инфракрасного света в человеческий глаз через окуляр сканера.

Поскольку кровеносные сосуды сетчатки поглощают этот свет более интенсивно, чем остальная часть глаза, во время сканирования создается рисунок, который преобразуется в компьютерный код и сохраняется в базе данных. Сканирование сетчатки также имеет медицинское применение. Инфекционные заболевания, такие как СПИД, сифилис, малярия и ветряная оспа, а также наследственные заболевания, такие как лейкемия, лимфома и серповидно-клеточная анемия, поражают глаза. Беременность также влияет на глаза. Кроме того, в глазах также сначала появляются признаки хронических заболеваний, таких как хроническая сердечная недостаточность или атеросклероз.

Сканирование сетчатки и сканирование радужной оболочки

Часто путают со сканированием сетчатки, системы распознавания радужной оболочки захватывают изображение глаза, а затем анализируют цветную часть вокруг зрачка, радужную оболочку, которую можно увидеть невооруженным глазом.

В свою очередь, сетчатка состоит из фоторецепторных клеток, расположенных в задней части глаза и не видимых. В то время как распознавание радужной оболочки фиксирует рисунок текстуры радужной оболочки, сканер сетчатки фиксирует изображение сети кровеносных сосудов внутри глаза.

	Ирис	сетчатка
Болезнь	Сейф	Низкая вероятность причинения вреда
Расстояние	Нормальное расстояние	Близкое расстояние
Сложность	Простота использования	Комплекс
Приемка	Высоко принято	Смиренно принятый
Инвазивный	Неинвазивный	Считается инвазивным

«В отличие от сетчатки, радужную оболочку можно увидеть невооруженным глазом, поэтому получить качественное изображение радужной оболочки гораздо проще», — говорит Дэвид Ашер, старший научный сотрудник компании Retica Systems, занимающейся дизайном и разработкой айдентики. системы данных, основанные на анализе радужной оболочки. «В системе распознавания радужной оболочки изображения радужной оболочки фиксируются с помощью светодиодов ближнего инфракрасного диапазона (NIR) и алгоритмов, которые затем используются для преобразования текстуры сетчатки в специальный код. Этот код или изображение сравнивается с образцами в памяти устройства, после чего подтверждается или опровергается идентификация личности».

Что чаще встречается: сканер сетчатки или радужной оболочки глаза?

Распознавание радужной оболочки более широко распространено в качестве коммерческого биометрического метода, чем сканирование сетчатки. Хотя оба метода распознавания являются бесконтактными, сканирование сетчатки считается инвазивным, поскольку оно направляет видимый свет в глаз, тогда как при распознавании радужной оболочки для идентификации используется бесконтактная цифровая фотография.

Технология идентификации по радужной оболочке более широко используется в различных отраслях промышленности. На сегодняшний день почти 1 миллиард человек во всем мире зарегистрировались в системах распознавания радужной оболочки глаза в целях безопасности и удобства, таких как национальная идентификация, пограничный контроль, финансы, банковское дело и т. д.
Рынок побочных продуктов распознавания радужной оболочки глаза делится на смартфоны, планшеты, ПК/ноутбуки и сканеры. Широкое распространение сканеров глаз в банковском деле и финансах, армии и обороне, путешествиях и иммиграции, особенно для приложений управления идентификацией и контроля доступа, является основной причиной наибольшей доли этого сегмента на рынке распознавания радужной оболочки глаза.

Где используются сканеры радужной оболочки глаза?

Распознавание людей по рисунку радужной оболочки в настоящее время находит все более широкое применение. В некоторых аспектах она все еще отстает от других биометрических технологий; в других он их обгоняет. В то же время биометрические технологии имеют много общих преимуществ перед другими методами идентификации человека.

Биометрические технологии могут быть использованы как альтернатива существующим методам аутентификации, требующим запоминания бесчисленного количества паролей, парольных фраз, PIN-кодов пластиковых карт, банковских счетов и так далее.

На сегодняшний день использование таких технологий чаще всего выполняется в системах безопасности для:

• Контроль и управление доступом к охраняемому объекту при пересечении государственных границ и ограничение доступа к электронным ресурсам, различным персональным устройствам, банковским счетам, депозитам, и т. д.
• Обеспечивают безопасность финансовых операций: платежных операций, снятия наличных в банкомате и т.д.

Биометрические данные, считываемые с радужной оболочки глаза, играют важную роль в контроле доступа в строго ограниченные зоны. Двадцать девять аэропортов в Канаде используют технологии распознавания радужной оболочки глаза, чтобы подтвердить, что им разрешено садиться в самолет. В амстердамском аэропорту Схипхол ускоренная система паспортного контроля использует сканирование радужной оболочки глаза для идентификации членов экипажа и часто летающих пассажиров.

Большинство установок технологии распознавания радужной оболочки глаз в аэропортах используются для пассажиров международных рейсов и могут использоваться вместо предъявления паспортов. Распознавание обычно выполняется менее чем за одну секунду, а высокое разрешение и качество получаемых изображений снижают процент отбраковки и ошибок отбраковки.

Один из крупнейших отелей Бостона использует систему контроля доступа на основе радужной оболочки для идентификации гостей, проживающих в элитных президентских апартаментах. Другое учреждение в Бостоне использует эту технологию для отслеживания детей, которые пропали без вести и должны быть идентифицированы в будущем.
Многие правительства уже использовали эту технологию в качестве очень полезного безопасного инструмента управления идентификацией. Ожидается, что вскоре он войдет в основные коммерческие секторы, такие как автомобильная промышленность и мобильная связь.

В результате область применения ирисового узора расширяется, хотя его потенциал только начинает раскрываться. Каждый из ведущих производителей предлагает сканеры в нескольких форм-факторах и может предоставить крупным корпорациям и службам безопасности гибкость для удовлетворения всех их потребностей.

Плюсы и минусы сканирования радужной оболочки

Подчеркнем наиболее важные особенности технологии.

IRIS Pros

Распознавание радужной оболочки — самая передовая технология, доступная на сегодняшний день. Каковы его преимущества?

1. Стабильность  — Уникальный рисунок радужной оболочки формируется в возрасте 10 месяцев и остается неизменным на протяжении всей жизни.
2. Уникальность  — вероятность того, что две разные радужки будут иметь одинаковый рисунок, практически равна нулю.
3. Гибкость — технология может использоваться как самостоятельно, так и совместно с другими системами безопасности.
4. Надежность  — рисунок радужной оболочки нельзя потерять, украсть или подделать.
5. Бесконтактный  — В отличие от распознавания сетчатки, распознавание радужной оболочки является бесконтактным и быстрым, обеспечивая непревзойденную точность на расстоянии около 30 см.

IRIS Cons

Стоит отметить, что распознавание радужной оболочки имеет некоторые недостатки:

1. Более высокие первоначальные затраты  — Стоимость этой технологии больше по сравнению с другими системами биометрического распознавания, такими как датчики отпечатков пальцев.
2. Массовое отслеживание и массовый сбор — правительства могут использовать эту технологию для массового наблюдения и отслеживания.
3. Может быть взломан  — Некоторые коммерческие сканеры радужной оболочки можно обойти, используя изображения радужной оболочки глаза пользователя с высоким разрешением.

Будущее сканирования глаз

Распознавание радужной оболочки остается одной из самых многообещающих биометрических технологий для распознавания личности. Особенно востребована реализация потенциала радужной оболочки для использования в сценариях бесконтактной идентификации и изображения лица — и, возможно, других бесконтактных биометрических идентификаторов.

Таким образом, наиболее актуальными направлениями исследований являются улучшение распознавания в неинвазивных сценариях за счет улучшения сенсоров, улучшения информативных знаков системы и интеграции с другими модальностями. Особый интерес представляет использование радужной оболочки в криптографических приложениях и безопасной идентификации.

Распознавание сканирования глаз имеет определенные преимущества перед другими биометрическими технологиями, которые делают эту технологию одним из наиболее предпочтительных мобильных устройств. В последние годы несколько компаний представили смартфоны, оснащенные технологией аутентификации по радужной оболочке глаза. Биометрическая аутентификация — перспективная технология, которая позволит отказаться от привычных схем аутентификации с использованием пароля. Это повысит удобство работы с устройством, а заодно повысит уровень защиты персональных данных.

Резюме

Распознавание радужной оболочки глаза остается одной из самых перспективных биометрических технологий для распознавания личности. Особенно востребована реализация потенциала радужной оболочки для использования в сценариях бесконтактной идентификации совместно с изображением лица и, возможно, другими бесконтактными биометрическими идентификаторами. Поэтому наиболее актуальными направлениями исследований являются улучшение распознавания в неинвазивных сценариях за счет совершенствования сенсоров, совершенствования информативных признаков системы, а также за счет интеграции с другими модальностями.

Часто задаваемые вопросы о сканере радужной оболочки глаза

Что делает сканер радужной оболочки глаза?

При сканировании глаза выделяется область зрачка и сама радужка. Полученное кольцо программно очищается от шума и преобразуется в прямоугольный формат — код радужной оболочки, содержащий информацию об уникальных характеристиках объекта в черно-белом виде (наподобие штрих-кода или QR-кода). Затем код радужной оболочки сравнивается с базой зарегистрированных шаблонов. При этом скорость обработки слишком высока, что позволяет использовать систему для работы с большими базами данных.

Сколько времени занимает сканирование радужной оболочки?

Распознавание радужной оболочки глаза — это самая передовая и точная биометрическая технология, доступная на сегодняшний день, которая обеспечивает точную идентификацию без PIN-кодов, паролей или карт доступа. Регистрация пользователя осуществляется менее чем за 2 минуты. Аутентификация длится не более 2 секунд.

Может ли сканер радужной оболочки повредить глаза?

Инфракрасное излучение повышает общую температуру водянистой влаги глаза, воздействуя на роговицу и водянистую влагу. ИК-А излучение поглощается сетчаткой и очень неэффективно при повреждении сетчатки. Кроме того, процедура захвата изображения кратка и обычно может быть достигнута в течение 2-10 секунд. Однако в современной индустрии биометрии стандарты безопасности могут игнорироваться.

Работают ли сканеры радужной оболочки глаза в темноте?

Хотя термин «сканирование» часто используется для обозначения распознавания радужной оболочки глаза, это вовсе не сканирование. Технология основана на распознавании рисунка радужной оболочки, а техника захвата рисунка, в свою очередь, основана на видеозаписи. Видеокамера не требует яркого освещения или крупных планов.

Кто использует сканер радужной оболочки глаза?

Технология распознавания Iris используется для получения доступа к устройствам и базам данных и доступа к зданиям, комнатам и квартирам. Однако наиболее массовый рост установок этой техники сейчас наблюдается в аэропорту. В таблице представлены различные области применения технологий распознавания радужной оболочки, мишеней и объектов инъекций.

Работают ли сканеры радужной оболочки с контактными линзами?

Считается, что бесцветные контактные линзы не мешают работе систем распознавания радужной оболочки глаза. Однако исследования Сары Бейкер, Аманды Хентц и Кевина Бойера из Университета Нотр-Дам в Индиане показали, что это не так. Контактные линзы создают значительные артефакты на изображении и приводят к значительному ухудшению точности биометрического решения.

Распознавание радужной оболочки | Фонд Electronic Frontier

Распознавание радужной оболочки или сканирование радужной оболочки — это процесс использования видимого и ближнего инфракрасного света для получения высококонтрастной фотографии радужной оболочки глаза человека. Это форма биометрической технологии из той же категории, что и распознавание лиц и снятие отпечатков пальцев.

Сторонники технологии сканирования радужной оболочки глаза утверждают, что она позволяет сотрудникам правоохранительных органов сравнивать изображения радужной оболочки глаза подозреваемых с существующей базой данных изображений, чтобы определить или подтвердить личность субъекта. Они также заявляют, что сканирование радужной оболочки быстрее и надежнее, чем сканирование отпечатков пальцев, поскольку человеку легче скрыть или изменить свои пальцы, чем изменить свои глаза.

Сканирование радужной оболочки вызывает серьезные опасения в отношении гражданских свобод и конфиденциальности. Можно сканировать радужную оболочку на расстоянии или даже в движении, а это означает, что данные могут собираться тайно, без ведома людей, не говоря уже о их согласии. Существуют также проблемы с безопасностью: если база данных биометрической информации украдена или скомпрометирована, невозможно получить новую пару глаз, как можно было бы получить перевыпущенный номер кредитной карты. А биометрические данные радужной оболочки часто собираются и хранятся сторонними поставщиками, что значительно расширяет эту проблему безопасности.

 Как работает распознавание радужной оболочки

Сканирование радужной оболочки измеряет уникальные узоры радужной оболочки, цветные круги в глазах людей. Биометрические сканеры распознавания радужной оболочки работают, освещая радужку невидимым инфракрасным светом, чтобы уловить уникальные узоры, которые не видны невооруженным глазом. Сканеры радужной оболочки обнаруживают и исключают ресницы, веки и зеркальные отражения, которые обычно блокируют части радужной оболочки. Конечным результатом является набор пикселей, содержащий только радужную оболочку. Затем анализируются линии и цвета глаз, чтобы извлечь битовый шаблон, который кодирует информацию в радужной оболочке. Этот битовый шаблон оцифровывается и сравнивается с сохраненными шаблонами в базе данных для проверки (сопоставление шаблона один к одному) или идентификации (сопоставление шаблона один ко многим).

Камеры, сканирующие радужную оболочку глаза, могут быть установлены на стене или в другом стационарном месте, а также могут быть ручными и переносными. Исследователи из Университета Карнеги-Меллона разрабатывают сканеры дальнего действия, которые можно использовать даже для тайного захвата изображений с расстояния до 40 футов.

Какие виды данных собираются для распознавания радужной оболочки

Сканеры радужной оболочки собирают около 240 биометрических характеристик, сочетание которых уникально для каждого глаза. Затем сканеры создают цифровое представление этих данных. Это числовое представление информации, извлеченной из изображения радужной оболочки глаза, хранится в компьютерной базе данных.

Сканирование радужной оболочки глаза иногда используется в сочетании с другими биометрическими данными, такими как отпечатки пальцев и распознавание лиц.

Кто продает технологию распознавания радужной оболочки глаза 

К компаниям, продающим технологию распознавания радужной оболочки глаза, относятся Aware, BioID, технологии биометрического интеллекта и идентификации, Crossmatch, EyeLock, Gemalto, Idemia, Iridian Technologies, Iris Guard, Iris ID, IriTech, Neurotechnology, Panasonic, Tascent, SRI International и Unisys. Многие из этих компаний предлагают несколько форм технологии биометрической идентификации.  

Как правоохранительные органы используют распознавание радужной оболочки глаза

 Военные США использовали устройства сканирования радужной оболочки глаза для идентификации задержанных в Ираке и Афганистане. Например, портативный биометрический регистратор SEEK II позволяет военнослужащим сканировать радужную оболочку глаза, отпечатки пальцев и лица и за считанные секунды переносить данные обратно в базу данных ФБР в Западной Вирджинии, даже в районах с плохой связью. Как это часто бывает с передовыми технологиями наблюдения, разработанными для использования на зарубежных полях сражений, аналогичная технология сканирования радужной оболочки глаз с тех пор была развернута полицейскими управлениями США 9.0003

Полицейское управление Нью-Йорка было одним из первых полицейских управлений, которые начали использовать распознавание радужной оболочки глаза. Осенью 2010 года департамент установил мобильную систему MORIS (мобильную систему распознавания правонарушителей и информации) от BI2 Technologies. Хотя использование в Нью-Йорке сканирования радужной оболочки глаза в тюрьмах должно было быть добровольным, поступали сообщения о том, что арестованных задерживали дольше из-за ухудшения радужной оболочки. фотографии. Тюрьмы, такие как Департамент исправительных учреждений Род-Айленда, также начали использовать эту технологию. Опрос правоохранительных органов Калифорнии, проведенный EFF в 2015 году, показал, что офисы шерифов в округах Ориндж и Лос-Анджелес планировали внедрить технологию сканирования радужной оболочки глаза.

Устройства распознавания Iris в настоящее время устанавливаются в каждом отделении шерифа на границе США и Мексики. Поставщик BI2 предложил этим шерифам бесплатные трехлетние пробные версии своих стационарных устройств для захвата радужной оболочки глаза, которые будут использоваться в учреждениях для приема заключенных, и заявил, что в конечном итоге предоставит и мобильные версии. Шаблоны радужной оболочки, созданные с помощью мобильного приложения, можно сравнить с сотнями тысяч других шаблонов радужной оболочки менее чем за 20 секунд. Сканирование будет добавлено в частную базу данных BI2, в которой уже собрано около миллиона сканов радужной оболочки глаза из более чем 180 правоохранительных органов по всей стране.

База данных B12 размещена сторонним поставщиком в неизвестном месте в Сан-Антонио, штат Техас, и в трех других резервных хранилищах. Представитель BI2 сообщил The Intercept, что это крупнейшая база данных такого рода в Северной Америке.

Угрозы, исходящие от распознавания радужной оболочки глаза

Возможно, самая большая угроза сканирования радужной оболочки глаза заключается в опасности национальной базы данных, которая может отслеживать людей тайно, на расстоянии или в движении, без их ведома или согласия. Это вызывает серьезные опасения в отношении гражданских свобод и конфиденциальности, которые возрастают по мере того, как данные об радужной оболочке собираются у все большего числа людей. Сотрудники правоохранительных органов могут использовать сканеры радужной оболочки дальнего действия для людей, которые просто смотрят в зеркало заднего вида после того, как их остановили. В какой-то момент возможна идентификация каждого человека в любом месте, даже если он не подозревается в совершении преступления.

Также есть серьезные опасения, что местные правоохранительные органы передают биометрические данные в помощь федеральным иммиграционным службам, таким как Иммиграционная и таможенная служба США (ICE), которая имеет прямой доступ ко многим базам данных правоохранительных органов.

Никакие биометрические данные не являются надежными. Исследование 2009 года показало, что у пациентов с острым воспалением радужной оболочки (также известным как ирит или передний увеит) существующие системы распознавания радужной оболочки не работают. Отчет Национального института стандартов и технологий (NIST) за 2012 год показал, что технология распознавания радужной оболочки глаза, используемая для идентификации человека в толпе, была неточной в 1–10% случаев. Проблемы с качеством были связаны с плохим изображением объекта (например, закрытый глаз, повернутая радужная оболочка или взгляд вне оси), проблемами с условиями съемки (такими как размытие в движении или расфокусировка, отражения из-за чрезмерного окружающего освещения или сломанных светодиодов), обработкой изображения. или хранение (например, сжатие или искажение изображения), а также необычные характеристики, присущие человеку (например, аномальная форма зрачка). Частота промахов (или частота ложноотрицательных ошибок) для одиночных радужных оболочек варьировалась от 2,5% до 20% или выше.

Также можно обмануть или обойти сканеры радужной оболочки глаза. В 2012 году исследователи безопасности из Автономного университета Мадрида смогли воссоздать изображения радужных оболочек из цифровых кодов, хранящихся в базах данных безопасности. Совсем недавно хакеры из Chaos Computer Club в Германии смогли обойти аутентификацию на основе радужной оболочки глаза в смартфоне Samsung Galaxy S8 (несмотря на заявления компании о «герметичной безопасности»), просто сделав цифровую фотографию лица владельца в ночном снимке. режим, распечатать его, наложить контактную линзу на изображение и держать изображение перед заблокированным телефоном.

Информация о конфиденциальности. Эта вставка будет обслуживать контент с ccc.