當前位置:首頁 > 行業新聞 >深度報告:生物識別之“虹膜識別”產業鏈全解析

深度報告:生物識別之“虹膜識別”產業鏈全解析

2020-11-21 15:43:50 機器視覺檢測

來源:今日頭條

概要:在三星、微軟、富士通等公司的推動下,近年來虹膜識別技術開始應用于消費級市場,打開了更加龐大的市場空間。


利用生物識別技術進行身份認證、人機交互已經成為消費級和企業級市場的重要趨勢,而相比當下流行的指紋識別與人臉識別,虹膜識別在準確性、穩定性、可復制性、活體檢測等綜合安全性能上占據絕對優勢。因此,虹膜識別開始廣泛應用于金融、醫療、安檢、安防、特種行業考勤與門禁、工業控制等領域。


在三星、微軟、富士通等公司的推動下,近年來虹膜識別技術開始應用于消費級市場,打開了更加龐大的市場空間。尤其是三星最新旗艦機S8/S8+搭載虹膜識別,證明了消費終端巨頭對該技術的認可。隨著虹膜識別技術逐漸被消費者所接受,我們預計未來搭載虹膜識別的移動智能終端數量將快速增長,虹膜識別市場規模也將快速擴張,相關產業鏈公司有望受益。


一、虹膜識別前景廣闊,市場空間大


1、虹膜識別優勢突出,應用領域廣


虹膜識別技術是基于眼睛中的虹膜進行身份識別。虹膜是位于黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環狀部分,其包含有很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等的細節特征。而且虹膜在胎兒發育階段形成后,在整個生命歷程中將是保持不變的。這些特征決定了虹膜特征的唯一性,同時也決定了身份識別的唯一性。因此,可以將眼睛的虹膜特征作為每個人的身份識別對象。



生物識別技術主要是指通過指紋、人臉、虹膜、掌紋、聲紋、步態等人類生物特征進行身份認證的一種技術,其最重要的目的就是保障安全。而虹膜識別之所以能夠脫穎而出,得益于其具有最高級別的安全性能。


虹膜識別的五大優勢:


a、唯一性:是指每個虹膜所包含的信息都不相同,出現形態完全相同的虹膜組織的可能性遠遠低于其他組織。虹膜的纖維組織細節復雜而豐富,并且它的形成與胚胎發生階段該組織局部的物理化學條件有關,具有極大的隨機性,即便使用克隆技術也無法復制某個虹膜。同卵雙胞胎的虹膜紋理信息不同,同一個人左右眼的虹膜紋理都不會相互認同。


b、穩定性: 虹膜在人的一生中都極其穩定,出生前(胎兒 7 個月時)已經形成,出生 6—18 個月后定型,此后終身不變. 一般性疾病不會對虹膜組織造成損傷,不會因職業等因素造成磨損。


c、防偽性:不可能在對視覺無嚴重影響的情況下用外科手術改變虹膜特征,更不可能將一個人的虹膜組織特征改變得與某個特定對象的特征相同,用照片、錄像、尸體的虹膜代替活體的虹膜圖像都可被檢驗出來。


d、生物活性:虹膜是人眼的可見部分,處在鞏膜的保護下,具有極強的生物活性。例如,瞳孔的大小隨光線強弱變化;視物時有不自覺的調節過程;有每秒可達十余次的無意識瞳孔縮放;在人體腦死亡、處于深度昏迷狀態或眼球組織脫離人體時,虹膜組織即完全收縮,出現散瞳現象。這些生物活性與人體生命現象同時存在,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。


e、非接觸性:從一定距離即可獲得虹膜數字圖像,無需用戶接觸設備,對人身沒有侵犯,因而容易被公眾接受。


相比當下流行的指紋識別與人臉識別,虹膜識別在準確性、穩定性、可復制性、活體檢測等綜合安全性能上占據絕對優勢。



譬如相比指紋識別,虹膜識別的準確度更高。虹膜測定技術可以讀取 266 個特征點,而其他生物測定技術只能讀取 13-60 個特征點。根據富士通方面的數據,虹膜識別的錯誤識別可能為 1/1500000,而蘋果 TouchID 的錯誤識別可能為 1/50000,虹膜識別的準確率高達當前指紋方案的三十倍。目前,虹膜識別憑借其超高的精確性和使用的便捷性,已經廣泛應用于金融、醫療、安檢、安防、特種行業考勤與門禁、工業控制等領域。



隨著虹膜識別技術的逐漸成熟,其認可度已經大幅提升,預計虹膜識別未來的滲透率和應用領域將繼續提升,市場空間十分巨大。



相比其他生物識別技術來說,虹膜識別有很多的優勢。不過其問題在于,對于識別距離的要求比較高,同時虹膜識別的應用成本也與其技術難度成正比,相比其他的識別技術,成本要更高一些。這也在一定程度上阻礙其進入普通消費類市場。


2、虹膜識別已成功應用于消費電子領域,打開龐大市場空間


將虹膜識別技術應用于智能手機的第一家廠商是富士通。在 2015 年 3 月的 MWC會議上,富士通為智能手機帶來了虹膜識別技術,可以直接通過眨眼就能解鎖手機。2015 年 5 月份,富士通和日本運營商 NTT Docomo 合作率先推出了帶有虹膜識別技術的新款智能手機,這款帶有虹膜識別技術的智能手機名為 Arrows NX F-04G,它也是首款量產帶虹膜識別的智能手機。但由于該手機主要面向日本市場銷售,因此影響力有限。


將虹膜識別技術在消費電子領域發揚光大的是三星公司。2016年8月,三星發布旗艦機 Note7,這是虹膜識別技術首次出現在主流手機廠商的旗艦機上??上У氖怯捎贜ote7爆炸事件,導致了這款手機在上市幾個月之后便匆匆退出了市場。2017年3月,三星發布了全新旗艦手機S8/S8+,繼續搭載了虹膜識別功能。



三星作為全球智能手機的龍頭之一,積極引入虹膜識別技術,形成自家手機的差異化競爭優勢。從 Note7 到 S8/S8+,虹膜識別技術已經得到消費者的認可。我們相信,未來虹膜識別技術在消費級市場的空間已經被打開,未來有望在更多智能手機、平板電腦上得到應用。


3、生物識別市場快速增長,虹膜識別增速突出


生物識別技術是目前最為方便與安全的識別技術,利用生物識別技術進行身份認定,安全、可靠、準確。此外,生物識別技術產品均借助于現代計算機技術實現,很容易配合電腦和安全、監控、管理系統整合,實現自動化管理。



正是由于生物識別技術的諸多優點,使其成為近年發展最快的新技術之一,據前瞻產業研究院發布的全球生物識別報告顯示,全球生物識別市場的規模從 2007 年的 30.1億美元增長至 2015 年的 130 億美元,復合年均增速為 20.1%,預計未來幾年仍將保持14.0%的復合年均增速,到 2020 年總市場規模達到 250 億美金。




根據美國智庫 Acuity Market Intelligence 發表的《生物識別的未來 The Future of Biometrics》報告顯示,2015 年全球生物識別市場結構中,指紋識別份額達到 58%,人臉識別的份額為 18%,緊隨其后的是新興的虹膜識別,份額為 7%。


根據美國咨詢機構 Transparency Market Research 的預計,全球生物識別技術市場規模將從 2015 年的 112.4 億美元,增長至 2020 年的 233 億美元,復合年均增速為15.7%。在具體應用占比方面,虹膜識別技術排在第二位,預計這一領域市場規模將會以每年 28.6%的速度增長,到 2020 年市場規模達到 24.5 億美元。




在虹膜識別方面,如果僅僅考慮企業級終端市場的話,根據 Tractica 的分析報告,2016 年全球企業級虹膜識別終端出貨量 1070 萬臺,預計到 2025 年出貨量將達到 6160萬臺,復合年均增速為 19.1%,對應市場規模將從 2016 年的 6.77 億美元增長至 2025 年的 41 億美元,復合年均增速 19.7%。其中,2020 年市場規模約為 13.5 億美元。



如果考慮到虹膜識別在消費級終端上開始普及,市場規模將增長的更快。根據美國智庫 Acuity Market Intelligence 的報告,預計 2020 年全球生物識別市場將達到 218.7億美元,其中虹膜識別技術占全球生物特征識別的市場份額,將從2015年的 7%提升至2020年的 16%,2020年的總產值將達到35億美元,對應復合年均增速為 36.6%。


二、虹膜識別技術競爭格局,中國企業已經崛起


1、國外廠商算法方面具有先發優勢


在虹膜識別算法方面,得益于在基礎研究方面的領先,海外公司處于較為領先的地位,尤其是幾家美國公司在該領域技術較為先進,包括 Iridian(隸屬于 Oberthur Technology 公司)、Iritech、Princeton Identity(從 SRI 國際獨立出來,三星合作方)、 EyeLock 等,此外韓國 Iris ID(原 LG Iris)、Jiris 等公司也較為知名。


(1)Iridian——國際上最知名的虹膜識別算法供應商


美國 Iridian 公司,由虹膜識別技術創始人 John Daugman 博士創立,是國際上最知名的虹膜識別算法供應商,目前與 Irisguard、Securimetrics、LG、松下、OKI、NEC等企業進行合作,以授權方式提供虹膜識別核心算法,支持合作伙伴生產虹膜識別系統。該公司先后被 L1 公司和法國 Safran 集團收購,2016 年 Oberthur Technology 收購了 Safran Morpho ( Safran 集團生物識別業務),因此 Iridian 目前隸屬于 Oberthur Technology 公司。



除了在核心算法方面掌握頂級技術之外,Iridian 的核心技術還包括圖像處理協議和數據標準 PrivateID?,識別服務器 KnoWho?,KnoWho?開發工具及虹膜識別攝像頭等。


(2)Iritech——為 HTC 、三星等提供虹膜識別綜合方案


Iritech 公司成立于 2000 年,2004 年公司開始成為美國虹膜識別行業技術標準重要制定者之一。2009 年在美國政府虹膜識別準確度評比中獲得第一。2011 年公司開始參與印度 UIDAI 虹膜識別項目,此后數年公司始終是印度政府虹膜識別計劃的重要合作者。



目前 Iritech 在虹膜識別算法、硬件、軟件、綜合解決方案等各個領域均有成熟的產品推出。在移動端產品方面,成功為摩托羅拉 Droid Razr、HTC EVO、三星 Tablet 7 等產品提供虹膜識別綜合解決方案。


(3)Princeton Identity——三星 S8/S8+虹膜識別技術供應商



Princeton Identity 是三星 S8/S8+虹膜識別技術的主要供應商,該公司是 2017 年從美國研究機構 SRI 國際分拆獨立而成的公司,資金支持主要來自于三星。SRI 國際在虹膜識別方面的核心技術來源于美國斯坦福大學 RCA 實驗室。目前公司在企業級市場主要面向安防、金融、銀行、機場、醫療等行業提供虹膜識別終端設備,具體包括 IOM Portal100、IOM Tablet100E、IOM Access200、IOM Access500E 等。


(4)EyeLock


EyeLock LLC 為物聯網設備提供高級虹膜身份驗證解決方案,憑借 EyeLock ID? 技術提供最高安全性,公司目前擁有超過 75 項核心專利。



2014 年公司跟 Voxx Electronics 聯合推出了一款面向消費級市場的虹膜掃描儀—— myris,官方稱其"失誤率"僅為 2.25 萬億分之一,精確度僅輸于 DNA 驗證。公司還有面向企業級客戶的 nano NXT、HBOX 等產品和 Identity Suite 開發工具包。


(5)Iris ID——LG 虹膜識別子公司


Iris ID 公司的前身為 LG Iris 公司,成立于 2002 年,其技術最早起源于 1997 年。公司在虹膜識別算法、軟件、硬件、方案方面推出眾多成熟的產品,硬件方面有 iCAM D1000、iCAM7 series、iCAM4000 series、ICU7000-2、iCAM TD100、iCAM H100、 iCAM T10 等,軟件方面有 iData EAC、TimeReport?、iData SDK、iData CMA、IrisAccelerator、INSiDE、iCAM Manager SDK、iCAM Entry 等,主要針對金融、軍事、教育、安防等企業級市場。


2、國內廠商迅速崛起,算法與集成雙拳出擊


國內方面,盡管起步落后于海外公司,但是在國家科研計劃和研究所科研人員的共同努力之下,目前已經有多家較為知名的公司出現,可以提供虹膜識別核心的算法與產品,包括聚虹光電(誕生于上海交通大學圖像所)、中科虹霸(誕生于中科院自動化所)、釋碼大華、武漢虹識、思源科安、天誠盛業等公司,其中聚虹光電與中科虹霸處于領先地位,技術實力強,尤其是聚虹光電近年來發展迅速。


(1)聚虹光電


上海聚虹光電科技有限公司,成立于 2011 年 1 月,核心技術團隊來自于上海交通大學模式識別與智能系統國家重點實驗室,2001 年開始啟動虹膜識別的研究,技術積累已超過 16 年。公司專注于虹膜識別技術,主要業務包括核心算法及虹膜識別軟件、硬件產品的研發,是少數掌握虹膜識別核心技術的企業之一。


聚虹光電開發的虹膜識別核心算法于 2011 年通過國家計量測試中心的權威檢測; 2016 年,獲得歐盟 CE 認證,達到歐盟國家的強制性安全認證標準;同年,獲得美國 FCC 認證,達到美國的強制性安全認證標準。目前是國內第一家和唯一一家獲得歐美安全認證的虹膜產品供應商。目前,公司已經與國印鈔造幣總公司;航天信息、中國電科(航天軍工);阿里旗下螞蟻金服、廣電運通、廣州御銀、善林金融、德生科技(金融服務);OPPO、VIVO、傳音控股(移動設備);中控科技、浩云科技(安防科技);思維列控(鐵路設備);東軟集團(軟件服務)等客戶簽訂了一系列的戰略合作協議。與此同時,還與上游硬件供應商:舜宇光學、丘鈦科技、信利光電等龍頭企業進行了深度合作。


在工業產品領域,公司開發了 Neptune I、JH-2500DM、JH-2500、JH-7200 等系列產品;在消費產品領域,公司于 2015 年推出第一款面向消費用戶的 USB 虹膜識別設備——虹膜酷客;2016 年開發了包括虹膜手機、虹膜識別筆記本、遠距離識別設備等面向消費者的虹膜設備。


2015 年,聚虹光電在印尼國家警方對國內虹膜廠商的篩選中脫穎而出,成為國內唯一的印尼國家虹膜采集項目產品供應商;2016 年,再度與印尼阿迪諾警用設備公司簽訂了多年的持續供貨合同;2017 年公司為印尼警察總署開發了三防虹膜平板,可以同時采集虹膜、指紋、人臉三種生物特征,是全球第一款同時采集三種生物特征的三防移動終端。同時,公司首款四防(虹膜+指紋+人臉+智能卡)移動智能平板也已經推向市場,專門面向國家級全民生物信息注冊。


(2)中科虹霸


北京中科虹霸科技有限公司成立于 2006 年 12 月,是專業從事虹膜身份認證系統及相關產品的研究、開發和制造的公司,擁有中科院自動化所近十年積累的虹膜識別科研成果。公司曾獲得聯想控股、林州重機控股等機構的投資。


2014 年 8 月,公司宣布完成 C 輪融資,金額數千萬元,投資方中關村發展集團。中科院模式識別國家重點實驗室籌建于 1984 年,依托于中國科學院自動化研究所。中科虹霸是實驗室虹膜識別研究成果的產業化基地,目前,中科虹霸的虹膜識別產品已廣泛應用于國家安全部門、軍隊門禁控制、金融安全管理、礦山安全生產等眾多領域。



中科虹霸的產品包括虹膜安全手機、智能虹膜平板電腦、虹膜識別儀、柜式虹膜識別機、虹膜識別移動終端 IKMobile10 等。其中,便攜式虹膜識別儀 IKUSB100A 可應用于電子身份證、護照、社保、醫保、信息系統加解密等領域;嵌入式虹膜識別儀 IKEMB1000 可適用于企業的多部門人員統一管理;通道、門禁控制或者考勤;機場、邊境口岸等人員身份認證;隔爆型虹膜識別儀 YBSH127(A)適合于井下作業使用;柜式虹膜識別機 IR2000 適合于辦公場所使用。


公司獲得林州重機集團投資之后,依托于林州重機耕耘多年的煤炭行業資源,主要為神華集團及數家煤炭行業企業提供井下人員虹膜考勤設備。


芯智訊將于8月28日在深圳召開《2017生物識別技術與應用高峰論壇》,中科虹霸移動業務商務總監陳樺將作為演講嘉賓介紹中科虹霸的相關技術應用。


(3)釋碼大華


北京釋碼大華科技有限公司,成立于 2010 年 8 月,是一家擁有虹膜識別核心技術的高科技公司。2014 年 10 月公司獲得英特爾資本千萬美元 B 輪投資,2012 年 1 月,公司獲得深圳力合新能源創投、上海致景等千萬元 A 輪投資。


公司的業務形態包括虹膜生物識別算法研發與系統集成、軟件開發、超大規模虹膜數據庫管理系統、虹膜識別嵌入式系統設計、虹膜芯片(SoC)設計,其產品和技術被廣泛應用于民用移動終端設備,及對安全性能有較高要求的國家保密機構、銀行、生物護照、機場通關系統、公安機通、以及智慧城市中的教育系統、家具門禁、智能汽車等。


釋碼大華目前聚焦兒童被拐賣的問題,宣傳兒童保護等項目型業務,如果有兒童走失,找到孩子通過掃描虹膜便可以調出父母的相關信息。目前正與武漢當地醫院合力建立兒童虹膜數據庫。



2015 年 3 月,釋碼大華與國內的手機廠商豪訊推出了“豪訊 i8”,加載了虹膜技術應用;2016 年 2 月,釋碼大華聯合英特爾公司和手機方案公司 BlueBank 共同發布正式商用的虹膜手機 Sofia,搭載虹膜識別功能;2016 年 6 月,釋碼大華聯合聯想和京東推出微型虹膜產品- EyeSquare,可以實現高級的加密與支付等功能。


(4)武漢虹識


武漢虹識技術有限公司成立于 2011 年,是一家掌握虹膜識別核心算法完全自主知識產權的國家高新技術企業。公司致力于虹膜生物識別核心技術及相關產品的研發、應用服務及產業化。2016 年 5 月公司宣布獲得 A 輪融資,規模數千萬元,由武漢光谷人才創新投資基金領投,武漢光谷成長創業投資等基金跟投。


公司研發的虹膜識別算法和芯片(乾芯系列)較為領先。除算法和芯片外,公司還擁有從虹膜采集、虹膜匹配、虹膜數據庫到虹膜高速比對服務器的硬件產品及軟件應用平臺,并根據客戶實際需求,定制虹膜識別整體應用解決方案。



公司產品可廣泛應用于信息安全、國防安全、公共安全、金融安全、出入境安全、在線支付、智慧城市、智能家居、智能移動終端等領域。目前公司已與多省市政府部門、公安部門、金融機構、高等院校、企事業單位等客戶展開廣泛的合作。


另據芯智訊了解,目前武漢虹識正在開發移動端的應用產品,預計將會在年底或明年初推出。在芯智訊8月28日主辦的《2017生物識別技術與應用高峰論壇》上,武漢虹識董事長易開軍也將作為嘉賓出席。


(5)思源科安


思源科安是一家以生物識別產品(人臉識別與虹膜識別為主)開發為主導,集研發、生產、銷售、服務為一體的專業化高新技術企業,是生物識別認證終端和身份識別解決方案提供商。2016 年 1 月公司宣布獲得數千萬元 A 輪融資,投資方未透露。


思源科安擁有以自主知識產權的生物識別核心算法及多項發明專利技術為依托,不斷推動技術進步和產品創新。公司目前專注于生物識別核心算法研究、軟硬件產品開發,與移動智能終端、互聯網公司開展技術合作。目前擁有蘇州生物識別產品生產基地,生產生物識別門禁考勤產品、智能加密產品等。


(6)天誠盛業


北京天誠盛業科技有限公司是一家集指紋、虹膜、人臉三種自主知識產權生物識別技術于一體的整體解決方案提供商,以中國北京為總部,設立了歐洲、北美、印度子公司。公司一直致力于生物識別(指紋、虹膜、人臉)認證技術、數據安全技術及相關產品的研發、生產、銷售和服務,為行業(金融、電力、交通、政府、公安、教育等)和消費品等領域提供安全防范的整體解決方案。


天誠盛業注重自主知識產權核心技術的研究和開發,先后在北京、沈陽和濟南成立生物識別研發中心。公司于 1998 年和 2002 年先后兩次承擔了國家信息產業部的《指紋識別算法》和《指紋與人臉識別融合系統研發》的科技攻關項目。2007 年虹膜識別技術研發成功。


3、國外終端集成商紛紛退出,中國市場出現“三強爭霸”


虹膜識別核心算法技術自 2005 年左右開始成熟,截止目前其產品形態主要以企業級終端產品為主(虹膜識別機與虹膜識別儀),這些產品需要集成電腦、顯示器、電源管理、存儲等電子硬件。所以盡管虹膜識別的核心算法是掌握在少部分技術公司手中,但該類公司在產品集成方面缺乏經驗和技術能力。因此專門做虹膜識別終端的綜合方案與集成商應運而生,并且成為推動虹膜識別技術在工業、企業、政府等領域應用的主力。


這類綜合方案與集成廠商主要包括日本的松下、NEC、OKI,韓國 LG 等日韓企業,它們具備電子硬件的采購、生產和制造能力,通過向算法類公司(如 Iridian 等)獲得算法與軟件的授權,進行虹膜識別終端產品的銷售。


但是該商業模式近年來逐漸被市場淘汰,主要原因就是掌握核心技術的算法與軟件類企業在逐步掌握了硬件的集成能力之后,開始向產業鏈下游延伸,相比于松下、NEC等純集成商而言,掌握核心算法能力的公司(如 Iridian、Iritech、Princeton Identity等)在產品的先進性和性價比方面更具優勢。


因此,松下、NEC、OKI 等純終端集成企業已經逐步退出市場,LG 通過設立子公司(Iris ID),開始向上游算法與軟件延伸。


目前,在中國市場方面,傳統的海外終端集成商主要是 LG,其他公司如松下、NEC、 OKI 等已經退出市場;中國本土企業聚虹光電和中科虹霸近年來成長迅速,得益于中國本土電子零部件產業的成熟,聚虹光電和中科虹霸已經可以提供搭載自家先進算法與軟件的一體化終端設備;海外較為領先的算法類公司(如 Iridian、Iritech、Princeton Identity、Eyelock 等)自身產品集成能力有限,產品性價比落后于中國本土產品,因而并未打開中國市場。


我們認為,長期看中國市場的主角將是聚虹光電、中科虹霸、LG 和其他中國本土 企業,其中聚虹光電、中科虹霸、LG 三家公司處于領先地位,是三強爭霸的局面。

在具體的收入規模方面,根據產業鏈調研資料,2016 年聚虹光電收入700-800 萬元,比2015 年快速提升,在企業級和工業級市場拓展順利,2017 年公司在手機、公安、社保、汽車電子等行業以及海外市場均有新突破;2016 年中科虹霸收入436.6 萬元,相比于2015 年大幅下降,主要原因是煤炭行業客戶的采購下降;國內其他公司收入規模較??;LG 公司主要產品為中國幾家核電站的門禁系統,我們判斷與聚虹光電和中科虹霸收入接近。


三、虹膜識別產業鏈結構分析


在企業級市場,目前虹膜識別終端主要分為大型的虹膜識別機(集成臺式電腦與顯示器)和中小型虹膜識別一體機(類似 Pad 平板電腦)。



在消費級終端上,虹膜識別的信息和算法的初步處理是通過 ASIC 芯片完成,然后數據傳輸至手機 CPU 進行進一步的分析,從而實現身份認證、支付等功能。例如,根據韓國媒體的報道,三星虹膜識別系統主要的算法來自 Princeton Identity,紅外攝像頭模組來自于韓國廠商 Patron,鏡頭來自于韓國廠商 Kolen,CIS 是三星自家提供,紅外LED 由歐司朗提供,最終方案由 Princeton Identity 負責。



因此,虹膜識別產業鏈主要由四部分構成:算法與軟件、紅外 LED、紅外攝像頭、綜合方案與集成。隨著松下、NEC、OKI 等純集成商逐漸退出市場,LG 向上游算法延伸,該類算法授權+硬件集成的商業模式已經逐漸消失,目前虹膜識別終端產品的供應供應商主要是算法與集成一體化廠商,如 Iridian(Oberthur Technology 公司)、Iritech、Eyelock、Iris ID(LG)、聚虹光電、中科虹霸等掌握核心算法的企業,作為綜合方案商,集成各個部件提供最終的終端產品。下游主要劃分為兩個應用方向:傳統的企業級設備(門禁系統、身份識別系統、工業控制等識別機和識別儀)和新興的消費電子設備(手機、平板電腦等)。



1、算法與軟件決定識別的速度與準確性


在虹膜識別技術領域,算法和軟件起著至關重要的作用,原因在于虹膜識別最大的難度在于信息采集和比對的準確性,這很大程度上依賴于自身算法的先進程度。


目前在虹膜識別算法方面,美國的公司處于領先的地位,美國在該領域的知名公司有 Iridian(隸屬于 Oberthur Technology 公司)、Iritech、Princeton Identity(三星合作方)、EyeLock、Iris ID(LG 子公司),尤其是 Iridian 是全球最知名的虹膜識別算法與軟件公司。


中國方面,目前主要是有聚虹光電、中科虹霸、釋碼大華、武漢虹識、思源科安、天誠盛業等,其中聚虹光電和中科虹霸技術先進,處于國內領先地位。


2、紅外攝像頭與傳統攝像頭大不同


傳統的攝像頭模組(CCM)主要的組成部分有: 鏡頭(Lens)、馬達(VCM)、濾光片(Filter)、圖像傳感器(CIS)、軟板(PCB)、圖像處理(ISP),以及其他零部件(鏡座、連接器、輔料等)。在 CCM 整個產業鏈中還包括設備提供商、模組和封裝供應商。



由于虹膜面積小,而且不同人種的虹膜顏色有著很大差別,尤其是黑色虹膜人群(亞洲人為主)的識別一直是技術難題。這些使得普通的攝像頭無法拍攝出可以用于識別的清晰虹膜圖像,必須采用專用的虹膜圖像采集裝臵(紅外攝像頭)。虹膜識別所需要的紅外攝像頭與傳統攝像頭不同的地方,主要在于圖像傳感器、鏡頭和濾色片。


(1)圖像傳感器:


一般來說,虹膜算法需要 100 個像素就可以做虹膜識別,考慮到易用性,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 的攝像頭。不過虹膜對攝像頭是有一定的要求的,類似雙攝像頭里面那顆黑白攝像頭一樣,需要在攝像頭生產時,不用普通的 Color filter(即只通過可見光的濾光片),而采用只過紅外光的濾光片,同時在 COMS 上需要對近紅外光線有非常好的敏感度。


影響虹膜發展的原因之一是虹膜開孔多,增加虹膜識別會嚴重影響手機外觀。有機會解決此方法就是做成 RGBIR 攝像頭,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,做前攝像頭的時候,對 RGB 的光線進行采集;而做虹膜攝像頭時,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 的圖像傳感器在做普通攝像頭時,因為少了一個 R 的光線采集,暗光表現較差,還需要圖像傳感器供應商繼續優化性能。目前,包括索尼、佳能、尼康、松下的相機廠商在 RGBIR 相機方面正進行大量的研發工作。



(2)鏡頭與濾色片:


光學鏡頭決定了攝像頭對光線能量的捕捉,是成像質量的關鍵,虹膜模組需要專用的鏡頭,只經過紅外光而過濾其他光。這對光學鏡頭和濾色片廠商而言提出新的要求,必須經過全新的技術設計。



3、紅外 LED 是虹膜識別重要基礎硬件


紅外主要波長是 700nm-2500nm。攝像頭圖像傳感器對 900nm 以上的紅外光感應差,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 的近紅外光比較適合做虹膜檢測。


2015 年 OSRAM 專門推出了針對虹膜識別的新款 SFH4780S 紅外 LED(IRED),波長為 810nm,且輻射強度極高,僅需一顆即可捕捉到高對比度的眼睛圖像。此元件為節能且省空間的設計提供了基石,有助于在手機和平板電腦中實現可靠的虹膜識別功能。


4、綜合方案與集成


正如我們在前文的分析,由于純集成商需要向算法企業獲得授權,因而在產品的先進性和性價比方面具有劣勢,隨著松下、NEC、OKI 等企業的逐漸退出,算法授權+硬件集成的模式逐漸消失。掌握核心算法的公司,開始向產業鏈下游延伸,通過集成各類電子硬件,具備了向終端客戶直接銷售的能力。


中國市場目前的主角是聚虹光電、中科虹霸、LG 和其他中國本土企業,聚虹光電、中科虹霸、LG 三家公司處于領先地位,可以說是“三強爭霸”的局面,尤其是聚虹光電近年來發展迅速。國內其他算法類公司(如釋碼大華、武漢虹識、思源科安、天誠盛業等)也都有終端類產品。


四、小結:


虹膜識別的產業鏈主要由四部分構成:算法與軟件、紅外 LED、紅外攝像頭、綜合方案與集成。


1、在算法與軟件層面,目前國內主要公司包括:聚虹光電、中科虹霸、釋碼大華、武漢虹識、思源科安、天誠盛業等,其中聚虹光電與中科虹霸較為領先,尤其是聚虹光電近年來發展迅速。上市公司林州重工本身沒有虹膜識別業務,與中科虹霸屬于關聯企業(林州重工的實際控制人為郭現生,郭現生控股的林州重機集團控股有限公司是中科虹霸的第一大股東)。遠方光電子公司維爾科技是國內領先的生物識別廠商。

2、在系統方案與集成方面,在國內方面,目前擔任綜合方案提供商是以掌握核心算法的企業為主,主要供應商為聚虹光電和中科虹霸,另外釋碼大華、武漢虹識、思源科安、天誠盛業等也有相關產品。歐菲光成立南昌生物識別子公司,正在進行虹膜識別系統方案方面的研發,藍思科技在虹膜識別系統與模組集成方面經驗豐富。


3、在紅外 LED 方面,三安光電、聯創光電走在國內公司的前列,新三板公司旭晟股份也是一家主營業務為紅外 LED 的企業。


4、在紅外攝像頭方面,得益于智能手機時代大陸廠商的發展,目前國內相關上市公司較多,在紅外攝像頭方面比較積極的公司主要有:攝像頭模組——舜宇光學、歐菲光、紅外 CIS——思比科、濾色片——水晶光電、光學鏡頭——舜宇光學、聯創電子、CIS封裝——晶方科技、華天科技等。其中,舜宇光學已經為富士通手機虹膜識別提供紅外攝像頭模組。