【庆祝新中国成立70周年，献礼中科院建院70周年，深圳先进院推出“引领科学风尚 传承科学精神”系列人物报道，树立先进典型，凝聚榜样力量，讲述科技工作者的精彩故事及取得的最新成果,弘扬他们胸怀祖国、服务人民的爱国精神，勇攀高峰、敢为人先的创新精神，追求真理、严谨治学的求实精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神，集智攻关、团结协作的协同精神，甘为人梯、奖掖后学的育人精神。】

　　席卷各大手机品牌的面部解锁，在双胞胎面前犯了难；几百只品种相同的“汪星人”，连主人也难以辨别。那么，是否有一样东西，能火眼金睛分辨双胞胎，甚至对宠物也同样适用？答案就是“虹膜”识别。

　　在中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）有这样一位科研人员，长期从事光学成像技术方面的研究，历经5年研发的远距离虹膜识别技术，已经在新疆和田地区墨玉县应用，并通过了公安部的认证。他，就是深圳先进院光电工程技术中心任执行主任，焦国华。

△ 深圳先进院光电工程技术中心任执行主任焦国华研究员

　　近日， 南方日报记者走进深圳先进院，详细了解了焦国华在光学成像上的探索与成果，探寻他的“追光”之路。

　　虹膜：准确识别身份的最佳选择

　　“指纹的误识别率是千分之一，人脸的误识别率是百分之一，虹膜的误识别率仅百万分之一。”焦国华告诉记者，虹膜识别技术具有极高的准确性，不仅精度高，且稳定性好，是公认的实现个人身份认证的最先进技术。

　　在2014年，焦国华了解到国内虹膜采集技术较薄弱的情况后，便一直致力于虹膜识别系统的研究与改进。

△ 虹膜具有独特性和唯一性

　　虹膜识别是如何实现的？焦国华介绍，在瞳孔和眼白之间的一圈圆环便是虹膜，它含有许多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹等特征，这些特征通过算法和机器学习后，能被准确识别。

　　“一般而言，人在3岁开始虹膜就逐渐稳定了，若要改变虹膜，除非接受专业手术。”焦国华告诉记者，虹膜是一种活体生物特征，非常难以伪造，并且当一个人死亡后，瞳孔会自然放大，虹膜也会随之消失。

　　在对原理进行深入分析后，焦国华团队便开始研究基于主动红外照明下的虹膜识别系统：首先是图像获取，用特定的光学系统把眼睛拍下来，对图像中的虹膜内圆、外圆定位，再对虹膜图像进行预处理；随后采用特定的算法，提取出识别所需要的特征点，并对其进行编码；最终将需要识别的对象和数据库中编码一一比对，找出匹配信息。

　　在应用推广中不断演进

　　经过多年的探索和实践，焦国华团队已经研发了具有国际一流水平的虹膜识别系统，包括虹膜录入设备、系列虹膜识别设备和配套的识别软件。

　　据焦国华回忆，早期团队主动去新疆推广这项技术，最早的虹膜识别采集比对需要注视镜头三四秒，影响用户体验。调研后，团队便制作了远距离、大景深的识别系统，在1米以内0.2秒左右便能完成识别，且不需要完全凝视镜头。该系统得到了喀什政府的支持，在5000余人的村中进行了一年的试验后，在中科院STS区域重点项目的支持下，已经运用于“平安南疆”建设。

△ 焦国华团队研发的虹膜识别系统

　　在采访中，焦国华还谈及他们成立的公益性团队，专门研究宠物的虹膜识别。2016年，深圳动物保护协会找到团队，希望给流浪狗做虹膜采集。由于常见的虹膜识别设备难以接近犬只，团队的远距离识别取得了很好的效果。目前，焦国华的团队已经可以准确识别数十个品种的犬类。 

　　“虹膜识别比指纹信息丰富上万倍，但它和指纹识别的普及一样，需要一段过程。”焦国华表示，虹膜识别如今依然属于小众市场，在深圳尚未形成产业链，但其发展路径已逐渐清晰。在他看来，做科研最重要的是能够将技术运用于实际，解决人们遇到的问题，这样的技术才会拥有价值。

　　打破国外技术垄断

　　在焦国华的研究历程中，还有另一个正在产业化的项目不得不提，那便是针对高压输电线路的早期诊断系统——“日盲紫外成像仪”项目。

△ 团队研发的日盲紫外成像仪

　　“在西电东输等大工程中涉及的高压线路非常多，线路老化破损便会影响绝缘性和安全性。因此，我们要尽早地发现这些变化，避免事故的发生。”焦国华介绍，以往常用的检测方式一种是人工观测线路的污损。另一种是红外技术观测，但只能等临近异常、产生大电流发热时才可监测到。因此，团队通过调研后，决定利用紫外成像技术来检测更早期的线路问题。

　　据介绍，高压输电线路表面若不平滑，便会电离空气，发出微弱的紫外光，而这种紫外光只能通过紫外相机来观测。“前期的放电非常微弱，难以采用一般探测器检测，团队便选用高灵敏的ICCD来作为探测器。”最终攻克种种技术难点，该成果已走出实验室，在高铁牵引线路和国家电网输电线路上得到了应用。

　　谈及研发初衷，焦国华表示，2015年在与国家电网相关人员的交流中得知紫外检测需求，而该技术一直为国外企业所垄断，检测仪器进口金额高达到百万元。“昂贵的设备限制了其在电网企业的大范围应用，我们希望从核心器件技术国产化着手，让基层的巡线班组也能用得起”。如今，焦国华团队的科研成果带动了国内紫外成像技术的发展，让国外设备进口价格接近减半。

△ 焦国华团队

　　对于近年来研究方向的发展，焦国华认为，这得益于自己选择了深圳，选择了深圳先进院。“深圳很开放，在深圳先进院，最大的好处就是可以跟各行各业的人交流，改变了以往自己在实验室从自身技术出发、拍脑袋进行科研的惯性思维。”他认为，真正好的产品是从用户需求出发，在不断的技术迭代中实现的，通过应用创造价值。