История идентификации по радужной оболочки глаз

Одним из самых надёжных биометрических признаков для автоматического распознавания личности в настоящее время является радужная оболочка глаза (радужка).

Идею идентификации личности по радужной оболочке глаза (радужке) предложил в 1936 г. Фрэнк Бёрч (Frank Birch), офтальмолог из Сент-Пола (штат Миннесота, США), указавший на то, что бороздки, рубчики, колечки и точечки радужной оболочки у каждого человека формируют уникальный рисунок. Потом, на протяжение 50 лет на идентификацию по радужной оболочки глаз не обращали внимание.

В 1987 г. офтальмологи Леонард Флом (Leonard Flom) и Аран Са- фир (Aran Safir) на основе исследования глаза человека сделали вывод о возможности использования текстуры радужки для задач идентификации личности. В этом же году, они запатентовали метод аутентификации по радужной оболочки глаз.

Для реализации зарегистрированного метода потребовалось создать некую систему. Для разработки методов реализации этой идеи они привлекли к сотрудничеству Джона Даугмана (John Daugman) – специалиста в области компьютерных технологий из Кэмбриджа. В 1989 году он разработал саму теорию и алгоритм идентификации, который становится краеугольным камнем большинства коммерческих продуктов для распознавания радужной оболочки глаза.

В 1992 г. Даугман опубликовал свои первые результаты по этой теме и в 1993 году запатентовал свой алгоритм. В 1994 г. на основе его исследований фирма Indian зарегистрировала свой первый патент на метод идентификации по радужке. С этого момента фирма Iridian стала ведущим и крупнейшим производителем систем биометрической идентификации по радужке.

В начале 2015 года компания Fujitsu разработала технологию аутентификации пользователя смартфона, позволяющую сделать это по радужной оболочке глаза за счет буквально одного взгляда: аутентификация занимает меньше секунды.

Это проще, чем набирать код, или прикладывать палец (который может быть грязным или его просто физически неудобно приложить). Аутентификация по радужке (фактически распознаётся цвет области вокруг зрачка) работает в технологии Fujitsu даже если пользователь носит прозрачные очки или контактные линзы.

Для работы технологии в состав смартфона входит дополнительное аутентификационное оборудование, которое весит менее одного грамма. В частности, в нём содержится миниатюрный инфракрасные датчик и камера.

Первоначально пользователь регистрирует свою радужку путём взгляда в две специальные окружности на экране. Данные хранятся исключительно на смартфоне. Позже для аутентификации нет необходимости близко подносить смартфон к лицу, как во многих других системах аутентификации по радужке. Так, в издании Daily Mail отмечено, что новая система работает на расстоянии до 22 см против традиционных технологий идентификации, работающих на расстоянии порядка 10 см.

В состав продукта Fujitsu входит специальный алгоритм, разработанный калифорнийской компанией Delta ID. Fujitsu работает над корпоративной версией своего нового решения.

2016 год. На рынок выходит камера Samsung Galaxy Note 7, оснащенная не только сканером отпечатков пальцев, но и сканером радужной оболочки глаза.

В сентябре 2016 года зарегистрирована крупная отечественная компания «Взор системы идентификации», разрабатывающая решения биометрической идентификации по радужной оболочки глаз. В 2021 году, после ухода из компании одного из её основателей и генерального директора Андрея Габелко, компания перешла под контроль группы АЗИМУТ.

В июле 2018 года стало известно о том, что сканеры радужной оболочки глаза «научились» отличать мертвого человека от живого. В будущем это поможет избежать хакерских атак на системы, которые идентифицируют пользователя по глазам.

Исследователи из Варшавского технологического университета разработали построенный на искусственном интеллекте алгоритм, способный определять, принадлежит ли глаз живому либо мертвому человеку. Причем точность распознавания, как утверждают разработчики, составляет почти 99%. Технология работает на базе сверточной нейросети VGG-16, используемой для анализа изображений.

ИИ-сканер научился определять смерть по снимку глаз

Разработка была протестирована на 830 фотографиях, на которых запечатлены радужные оболочки глаз живых и умерших людей. В случае с последними брались снимки, сделанные от 5 часов до 34 дней после смерти. Съемка осуществлялась на одну и ту же камеру, чтобы минимизировать технические погрешности в исследовании.

Во время обучения алгоритма ученым пришлось вырезать с фотографий отводы, которые позволяют держать глаза мертвого человека открытыми, а также другие элементы — все, кроме изображения радужной оболочки.

Компьютер ошибался только в случае, если смерть произошла менее пяти часов назад, поскольку за это время внешние признаки смерти проявляются не слишком очевидно. Кроме того, заявленная 99-процентная точность распознавания не гарантируется, если с момента наступления смерти прошло менее 16 часов.

Общая схема сканирования радужной оболочки глаза

Сканер радужки не просто фотографирует глаз, а потом сверяет полученное и сохранённое в базе изображение. Всё значительно сложнее. Процедура сканинрования начинается с направленного инфракрасного луча ближнего спектра. Для идентификации он имеет ряд преимуществ перед обычным видимым спектром. Например, такой сканер может работать в темноте, а идентификацию по радужной оболочки могут проходить даже люди с плохим зрением, так как ИК-луч свободно проходит через прозрачные очки и линзы. После того, как рисунок радужки зафиксирован, алгоритм переводит её рисунок в код, который сравнивается с сохранёнными в базе кодами радужных оболочек.

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

Биометрические гражданские паспорта 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.

В 2019 году была зарегистрирована ещё одна отечественная компания «Айрис Девайсез». Компания развивает мультиспектральную и мультимодальную идентификацию по радужной оболочки глаз.