虹膜抢眼 指纹爆发 生物识别技术加速前行

　　生物识别近几年发展迅速，主流技术包括指纹识别、人脸识别和虹膜识别这三种。指纹识别已经成为智能手机的标配，在这个看脸的时代，人脸识别也是目前最火的生物识别技术，而随着三星最新旗舰智能手机Note7将虹膜识别功能列为标准配备，预示着虹膜识别技术也将迎来发展高潮期。

　　近期，最吸引眼球的莫过于虹膜识别了，除了三星已经推出具有该功能的Note7之外，有产业链人士爆料2018年苹果iPhone 8将搭载虹膜识别技术。虹膜识别重点应用是虹膜识别支付，随着单笔业务金额持续提高，大额支付是移动支付发展的大势所趋。有研究报告显示，虹膜识别技术将在未来10~15年快速普及，并占全球生物特征识别市场份额的16%，虹膜识别产品的总产值将达到35亿美元。

　　虹膜识别系统结构及工作原理

　　虹膜识别系统主要包含虹膜图像采集装置、活体虹膜检测算法、特征提取和匹配三大模块。虹膜图像的获取是虹膜识别的第一步，虹膜面积小，而且不同人种的虹膜颜色有着很大差别。这使得普通的摄像头无法拍摄出可以用于识别的清晰虹膜图像，必须采用专用的虹膜图像采集装置，包括红外光学成像系统、电子控制单元和适当的软件算法(如图像恢复与增强、聚焦判断等算法)。

　　特征提取和匹配是虹膜识别系统的核心部分，即使用有效的特征对虹膜图像进行描述，并刻画特征向量之间的相似性，最终由系统将采集的信息与数据库内的信息进行比对，决定用户的身份和权限等。

　　以Note7为例，虹膜识别由两部分构成：一个红外LED发射装置和一个专门负责虹膜扫描的红外摄像头，两者配合完成扫描、识别的过程。因此在Note7的正面上方，除了传统的前置摄像头外，还有红外LED和红外摄像头两个孔。据报道，Note7搭载的虹膜识别算法由三星自家研发，红外摄像头模组来自于韩国厂商Patron，红外LED由欧司朗提供。

　　Note7虹膜识别的工作方式主要是通过红外扫描来实现虹膜的解锁，实际应用的时候则利用一个发光二极管(红外光)和光接收传感器工作，在虹膜检测时，首先打开红外LED，红外LED发出红外光，打到人的眼球上再反射回来，由红外摄像头Camera捕捉图片，供后端算法进行识别。

　　2016：指纹识别的爆发年

　　今年是指纹识别的爆发年，特别是在手机应用领域，品牌手机几乎都配备了该功能，仅上半年6个月时间内，中国大陆品牌手机的指纹识别模组用量就增长了近6倍，反映到上游芯片厂商，个别厂商的芯片出货量飚涨了10倍多。据悉，近期指纹识别传感器芯片订单激增，已经快填满各大代工厂的8英寸Fab产能。来自Goodix Technology(汇顶科技)和Egis Technology(神盾科技)的指纹识别传感器订单，使台积电的8英寸产线的利用率近乎饱和。

　　尽管Goodix采取了双供应商策略，但是，自2016年起，其在台积电的晶圆订单数量还是实现了大幅增长，已经从第一季度的3000片增长到第二季度的30000片。同时，神盾也将更多的指纹识别传感器芯片订单转移至了台积电，进一步填满了台积电的8英寸线产能。

　　中芯国际(SMIC)也获得了大批指纹识别传感器芯片订单，瑞典指纹识别巨头Fingerprint Cards(FPC)是其最大的客户。

　　苹果iPhone一直是指纹识别的领导者，近期，美国专利商标局公布了苹果最新全屏指纹识别专利。自iPhone5S第一次加入指纹识别功能至今，苹果已有3份全屏指纹识别专利公布，且专利发明人均为AuthenTec联合创始人DaleR。Setlak，先后涉及全屏指纹识别概念、指纹感应层的具体设计以及全屏指纹识别模组的结构，已经展现出相当全面、清晰、成熟的全屏指纹识别设计方案，很可能在2017年或2018年的iPhone上得到应用。

　　此次公布的专利显示，苹果该全屏指纹识别模组会被镶嵌在手机盖板玻璃和触控显示模组之间，使得整个手机面板的结构自上而下依次为：盖板玻璃、指纹层、触控层、显示层。其中，指纹层中主要结构采用与触摸屏类似的ITO感应层，另外指纹层与触控层之间，会有一个通常是玻璃的绝缘层，其作用是将指纹层与触控层贴合在一起。

　　目前，指纹识别芯片厂商主要包括：

　　1、Authen Tec：美国，全球最好的指纹芯片原厂之一，2012年被苹果收购，只对iPhone等苹果产品提供指纹芯片，主要为正面按压式蓝宝石盖板指纹识别方案。

　　2、新思(Synaptics)：美国，2013年收购Validity进军生物识别市场，以滑动式指纹方案为主，2015年也开始出货按压式指纹。

　　3、Fingerprint Cards AB(FPC)：瑞典，目前是安卓阵营最大的指纹芯片供应商，主打背面按压式coating指纹识别方案，同时也有正面与侧面解决方案。

　　4、Goodix(汇顶科技)：深圳，国内主要指纹芯片供应商之一，也是今年最活跃的国内指纹芯片供应商之一，正面、背面皆可，主推coating和玻璃盖板方案。

　　5、j-Metrics(茂丞科技)：台湾，致力于数据储存、指纹识别等应用开发，主推滑动式指纹方案。

　　6、F-敦泰：台湾，具有完整的指纹识别解决方案，可支持滑动式、按压式、小面积按压式三种从低到高的指纹IC方案，并采用安全性最高的硬件加密技术和自主研发的商业级算法。

　　7、义隆电子：台湾，目前从12.5寸一直到21寸大屏的触控芯片，义隆出货量世界第一，义隆希望将这个经验带入到指纹芯片领域。

　　8、比亚迪：深圳，一直致力于集成电路及功率器件的开发。2015年5月发布首款指纹芯片，均为按压式，有正面和背面两种方案。

　　9、神盾：台湾，指纹算法处于行业领先地位。2015年打入三星供应链的成绩令人瞩目。

　　10、 迈瑞微：苏州，国内主要指纹芯片供应商之一，拥有独创的“C-Q-T”电容传感理论，2015年初成功量产陶瓷盖板指纹方案，2015年Q3成功量产塑封coating方案后，又在Q4推出行业内领先的IFS指纹方案。

　　11、思立微：上海，国内主要指纹芯片供应商之一，借助于格科微的发展模式，目前仍以中低端市场为主。主推背面coating按压式方案。按压式指纹识别传感器GSL6162。抢下中兴手机订单。

　　12、信炜科技：深圳，主要从事新型生物识别安全芯片研究与开发，为客户提供“turn-key”的安全解决方案。产品主要应用于移动支付安全认证，信息安全认证和门禁等。

　　13、贝特莱：深圳，主打触控IC、指纹识别、生命感知(可穿戴)、MCU四条产品线。贝特莱的指纹识别技术是第三代RF生物识别技术。

　　人脸识别取得新进展

　　近期，来自德国马克斯普朗克研究所(Max Planck Institute)的一份报道让我们看到脸部识别技术取得了重大突破。该研究所的工作人员表示，他们创造出了一种全新的人脸识别算法：无脸识别系统(FRS)。这套系统能通过模糊的相片来识别个体。该系统采取了神经网络学习技术，在对系统进行训练后，FRS便能从模糊的相片中准确识别相片中的人。

　　首先，研究人员让系统识别一张清晰的相片，然后FRS会对相片中人物脸部特征、头身比例等参数进行分析。此时如果对相片进行模糊处理的话，那它仍有69.6%的概率将相片中的人物身份识别出来。如果有足够多的清晰相片供FRS进行识别后，那么最终它对模糊相片中人物的识别率高达91.5%。

　　该技术有望帮助行政执法机关从海量的数据库中快速识别出犯罪分子，提升破案效率。此前Facebook也推出了利用神经网络来识别面部模糊相片的算法，其准确率可达83.3%，比FRS略逊一筹。

　　移动支付催熟生物识别

　　移动支付的兴起是推动生物识别向前发展的重要因素。FIDO联盟是全球最早建立移动支付领域标准化的机构。通过制定一整套完整的、开放的、可拓展的、互通用的技术规范，成为了国际联盟的标准协议。FIDO联盟早期由PayPal、Lenovo、Nok Labs、Synaptics、Infineon、Agnitio这6家公司组成，成立于2012年7月，2013年2月正式对外公开。

　　FIDO技术规范包含U2F和UAF两套协议标准，用户可以使用智能手机指纹采集器、USB令牌等多种方式登录，服务商无需再维护多套独立的复杂且成本高昂的认证后台。U2F标准为用户提供第二因子的认证体验;而UAF直接采用指纹、语音、虹膜扫描等生物测定身份识别技术为用户提供免除口令的便捷体验。

　　就在前不久，国际EMVCo组织也与FIDO联盟正式宣布合作，将协作研究如何将FIDO身份认证标准纳入EMVco的支付用例中，从而提升支付便捷性和安全性，改善移动支付用户体验。

　　各施所长 融合发展

　　除了手机之外，金融、教育、社保、公安等行业对生物识别技术的需求将越来越多，而面对复杂多变的应用场景，单一的生物识别技术是远远满足不了各行业的应用需求的。比如指纹识别作为最成熟的生物识别技术，更偏向于内部风险防控、人证合一等应用;而人脸识别作为最便利、最友好的生物识别技术，更利于辅助远程身份认证;虹膜识别作为最精准的生物识别技术，在支付、武器库门禁、金库门禁等高安全级别的应用场所备受欢迎。

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