虹膜图像处理与识别技术研究

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1、万方数据虹膜图像处理与识别技术研究Study011irisimageprocessingandrecognition齐霁，孙光民QlJ．-SUNGuang-min(北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京100022)摘要：虹膜作为重要的身份鉴别特征，具有唯一性、稳定性、可采集性、非侵犯性等优点。据统计目前虹膜识别的错误率在各种生物特征识别技术中是最低的。本文主要是通过对虹膜图像的预处理，纹理特征提取，编码及匹配达到对虹膜所有者的身份进行验证的目的。虹膜图像的预处理采用基于灰度差以及基于Hough变换的边界提取方法实现；然后用Gabor滤波器对虹膜图像进

2、行纹理分析，提取图像的平均绝对偏差作为特征向量；最后用加权欧氏距离(WED)对虹膜图像进行身份验证。此外，本文还使用BP神经网络的方法对虹膜图像的特征进行分类识别。实验结果表明，这两种识别方法均达到了不错的识别效果。关键词：虹膜识别；Canny算子；Hough变换leabor滤波中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-0134(2011)7(上)-0048-05Doi：10．3969／J．185n．1009-0134．2011．7(上)．150引言生物特征识别技术是指计算机利用人体所固有的生理或行为特征来进行个人身份鉴定。常用的生物特征包

3、括：指纹、掌纹、虹膜、脸像、声音、笔迹等(如表1所示)。表1各种生物识别方法安全等级比较方法编码方式误接受串安全簪级应用场所虹膜识卿虹膜结构J／1200000高需求安全岛的场所指纹识剐指纹纹理l／1000中曾通设施掌型纵剐手掌面秘，长度．厚度l／700低安全蒲求低的设施面部识刖脸}；l；轮廓、形状和眼，l／100低安全需求低的设施鼻分布签名识刖字型．书写顺序．l／100低安全需求低的设施用笔力度声音识刖声音特征l／30低电信鼹务虹膜识别技术作为人体生物特征识别技术的尖端代表，具有的普遍性、唯一性、稳定性、可靠性、非侵犯性、可采集性等特点，错误接受率和错误

4、拒绝率较低如表2所示，因而具有无可比拟的优势和很高的研究价值。表2虹膜与指纹识别方法性能比较性能虹膜识别指纹识别准确性最准确单指精度苇高．十指指纹识刖nI以提高精度稳定性·岁中后终身不变终身不变。体力劳动骑{!{指纹。老年指纹千涩难用抗欺

5、乍性最强．无痕迹残留有痕迹残留可以伪遗指纹印模抗改变性最强口，以手术移植抗污染性不受污染手指可受污染信号采集较难采簟易于采囊虹膜识别技术重点应用于领域包括：门禁和考勤；金融和证券；电子护照和第二代身份证；医疗保险和养老保险的发放：公安和司法；电子商务：信息安全；特殊行业等，相对其他生物识别技术具有广阔的应用前景。因此，

6、国内外学者对其高度重视，并进行深入而广泛的研究。虹膜识别系统由虹膜图像预处理、特征提取及编码和匹配识别等部分构成。虹膜图像的预处理包括对虹膜内外边界的定位，对提取出的虹膜部分进行直方图均衡及归一化操作等。而虹膜图像纹理的特征提取本文采用了多尺度二维Gabor滤波器对图像进行滤波，再对输出的卷积结果计算平均绝对偏差值作为特征值，最后采用两种方法对特征值进行分类已达到识别图像的目的。一种方法是计算标准图像和待测图像特征值间的加权欧式距离(WED)；另一种方法是将标准图像的特征值输入BP神经网络进行学习和训练，再用训练好的网络对待测图像的特征值进行分类，并输出

7、判断结果。1虹膜图像的预处理虹膜是瞳孔之外巩膜之内的圆环部分，包含了丰富的纹理信息。为了减少眼睑、睫毛、图像拍摄角度以及拍摄距离等因素对虹膜识别效果的影响，须对图像进行预处理。本文将预处理分为虹膜定位、虹膜图像归一化和虹膜图像增强三个步骤。虹膜与巩膜、瞳孔的边界均近似为圆形，收穗日麓：2011-02-23作者简介：齐霁(1987一)，男，北京人，硕士，研究方向为图像与模式识别、通信与信号处理等。[481第33卷第7期2011—7(上)万方数据务I生廿．8缈出可将虹膜的内外边缘近似看怍两个币同心的圆。因此定位的过程就是拽出内外两个圆的半径和呵心的过程。而归

8、一化的目的是将每幅幽像调整到相同的足寸和位置，以消除拍摄角度和距离的不同而带来的影响。增强是为丁消除光照不均的影响，这里对罔像作直方固均衔使虫T膜的垃理估包更加清晰。11虹膜围像处理和识别系统虹膜识别系统由光源、摄像头、罔像分析系统(计算机)=部分构成，对光源，摄像虫、计算机均没有特殊的要求。图像为8bit256绁灰度圈。光源提供照明，使虹膜可以清晰地成像。光源应稳定，因为随入射光线愠度的变化，畸孔台产生收缩或挣张，牵动虹膜变化，增大匹配时的误荐。稳定光源，即稳定r虹膜，uI以提高旺配的精度。图像分析系缱对拍摄下的虹膜图像进行预处理．包括时虹膜内外边界的

9、定位，提取出虹

10、艇部讣进行直方例均衡炷归一化操作等。之后从处理后的虹驶图像中提取