依据matlab虹膜内外边界定位.docx

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依据matlab虹膜内外边界定位

摘要

生物特征识别是一种根据人体自身所固有的生理特征和行为特征来识别身份的技术,即通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性和行为特征来进行个人身份的鉴定。

生物特征识别技术具有不易遗忘、防伪性能好、不易伪造或被盗、随身“携带”和随时随地可用等优点。

虹膜识别是一种新颖的基于生物特征的身份鉴别方法,在信息及安全领域有着重要的应用价值。

在总结前人工作的基础上,就虹膜成像、虹膜区域定位、等关键术进行了讨论,给出了一些相关的改进及微积分算法,实现了一套基于虹膜识别的定位系统。

实验结果验证了工作的有效性。

虹膜定位是虹膜识别的重要步骤,因而精确而快速地进行虹膜定位是有效地进行虹膜识别的重要前提。

虹膜定位是虹膜识别过程中的重要环节,定位的速度和精度决定了整个虹膜识别系统的性能.本文根据虹膜图像特点“先对其进行预处理”再用灰度投影法粗定瞳孔圆心。

然后应用微积分算子法进行虹膜内外边界的定位，该算法是基于Daugman算法。

最后在matlab中实现定位过程。

关键词：

虹膜定位，生物特征识别，微积分算子，Daugman算法

Abstract

Thebiologicalfeaturesrecognitionisonekindofbasishumanbodyowninherentphysiologycharacteristicandthebehaviorcharacteristicdistinguishesthestatusthetechnology，Namelythroughthecomputerandoptics,acoustics,thebiosensorandthebiometricsprincipleandsoonhightechmethodunifiesclosely，Carryonindividualstatususingthehumanbodyinherentphysiologycharacteristicandthebehaviorcharacteristictheappraisal。

Thebiologicalfeaturesrecognitiontechnologyhasisnoteasytoforget,theforgery-proofperformancegood,noteasyforgeorisrobbed,“carries”alongwithandanytimeandanywhereavailableandsoonmerits.

Irisrecognitionisanewmethodformanidentificationbasedonthebiologicalfeatures,whichhasthesignificantvalueintheinformationandsecurityfield.Combinedwiththepreviousworkofotherresearchers,adiscussioniselaboratelymadeonthekeytechniquesconcerningthecaptureofirisimages,locationofiriscircleandsomeimprovedandapproachestotheseproblemsareputforward.Thelocationofirisrecognitionisrealizedwhichprovesefficient.

Irislocationisacrucialpartintheprocessofirisrecognition,thusobtainingtheirislocalizationpreciselyandfleetlyisthepreludeofeffectiveirislocalization.

Irislocationofisakernelprocessioninanirisrecognitionsystem.Thespeedanaccuracyoftheirislocationdecidetheperformanceoftheirisrecognitionsystem.

Taketheadvantagesoftheirisimage,per-processestheimages,decidesthepesudo–centerofpupilbyamethodofgrayprojection.

Thentheapplicationcalculusoperatorlawcarriesoninsideandoutsidetheiristheboundarylocalization，inthispaper,thisalgorithmisbasedontheDaugmanalgorithm.Finallyrealizesthelocalizationprocessinmatlab.

Keywords:

Irislocation，Biologicalfeaturesrecognition，Calculusoperator，Daugmanalgorithm

目录

第1章绪论1

1.1虹膜特征识别的研究背景1

1.2虹膜识别的目的与意义1

1.3虹膜识别的国内外研究状况及应用2

1.4本论文研究的主要内容4

1.5本章小结4

第2章虹膜特征识别技术简介5

2.1基于生物特征识别的技术简介5

2.1.1生物特征识别的现状和发展6

2.1.2目前几大生物特征识别技术6

2.2基于虹膜特征识别技术的简介9

2.3本章小结11

第3章虹膜定位算法的研究现状12

3.1几种常见的定位算法12

3.1.1Hough变换定位法12

3.1.2几何特征定位法12

3.1.3主动轮廓线定位法13

3.2本论文所研究的定位算法14

3.3小结14

第4章基于微积分算子的虹膜定位算法的研究16

4.1图像的预处理17

4.1.1虹膜图像的平滑（去噪）18

4.1.2图像的锐化（滤波）19

4.2虹膜内边缘的粗定位20

4.3微积分算子法的虹膜外边缘定位21

4.4本章小结22

第5章结束语23

参考文献24

致谢

第1章绪论

1．1虹膜特征识别的研究背景

生物识别技术是利用人体固有的生理特征和行为特征来进行个人身份鉴定的一种技术。

可用于生物识别的生物特征有手型、指纹、脸型、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等等。

行为特征主要有：

签字，声音、步态等等。

基于这些特征，人们已经发展了手形识别、指纹识别、面部识别、虹膜识别、签名识别等多种生物识别技术，目前多种技术都已经形成并成熟得以应用[1]。

生物识别技术古来就有[2]，有着悠久的历史，古埃及人通过测量人体各部分的尺寸来进行身份的鉴定可能是人类最早的基于生物特征识别的最早历史了。

而现代生物识别技术始于20世纪70年代中期，由于早期的生物识别设备比较昂贵，因而仅限于安全级别较高的原子能实验，生产基地等地方。

过了一个世纪，由于微处理器及各种电子元件成本的不断下降，精确度逐渐提高，生物识别技术逐渐应用于商业上授权的控制装置，如门禁、企业考勤、管理系统、安全认证领域等。

所有生物识别技术中，虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种。

  21世纪是信息技术、网络技术的世纪，也是人类摆脱传统的技术束缚，越来越自由的世纪。

在这个以信息、自由为特点的世纪里，生物认证技术，作为20世纪末期才开始蓬勃发展的高新技术，必将在社会生活中占据越来越重要的位置，从根本上改变人类的生活方式[3]。

虹膜、指纹、DNA这些人体本身的特点，将逐步取代现有的密码、钥匙、成为人们习惯的生活方式，同时，最大限度的保证个人资料的安全，最大限度的防止各种类型的刑事、经济犯罪活动。

虹膜识别技术，由于其在采集、精确度等方面独特的优势，必然会成为未来社会的主流生物认证技术。

未来的安全控制、海关进出口检验、电子商务等多种领域的应用，也必然的会以虹膜识别技术为重点。

这种趋势，现在已经在全球各地的各种应用中逐渐开始显现出来。

1.2虹膜识别的目的与意义

近年来兴起的虹膜身份识别技术，由于它强大的优势及潜在的商业价值，驱使国际上一些公司和机构投入了大量的人力，财力及精力进行研究。

虹膜自动身份鉴别的概念是首先由Frown提出的，然后Daugman在算法上首次使之变为可行。

虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状的各色环状物,每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构。

虹膜不同于视网膜，视网膜位于眼底，难以取像,虹膜可以直接看到，可以用摄像设备获取精细的图像虹膜的生物特征识别技术基于以下依据：

虹膜的纤维组织细节复杂而丰富,并且虹膜组织细节的形成与胚胎发生阶段的环境有关，具有极大的随机性。

虹膜组织具有因人而异的固有特征，即使是同卵双胞胎，也不存在特征相同的实际可能性。

当虹膜发育完全后，他在人的一生中的变化及其微小。

在虹膜的外部，有一层透明的角膜将它与外界隔开。

因此成熟的虹膜不易受到外界的伤害而发生变化。

虹膜所具有的这些特点和优点，使虹膜图像获取时，人眼不与CCD，CMOS等光线传感器直接接触，采用的是一种非侵犯的采集技术。

所以，作为身份鉴别系统中一项重要的生物特征，虹膜识别凭借虹膜丰富的纹理信息、稳定性、唯一性和非侵犯性，越来越受到学术界和工业界的重视。

1.3虹膜识别的国内外研究状况及应用

IDC（国际数据集团）的统计表明：

到2003年底为止，全球虹膜识别技术以及相关产品的市场容量将达到20亿美元的水平。

中国生物认证中心的保守调查预测：

在未来的5年中，仅在中国，虹膜识别的市场就高达40亿人民币。

随着虹膜识别技术应用面的扩大，以及在电子商务领域中的应用，这个数字将扩大到以千亿计。

虹膜识别的发展历程可以追溯至19世纪80年代。

1885年，ALPHONSEBERTILLON将利用生物特征识别个体的思路应用在巴黎的刑事监狱中，当时所用的生物特征包括：

耳朵的大小、脚的长度、虹膜等。

1987年，眼科专家ARANSAFIR和LEONARDFLOM首次提出利用虹膜图像进行自动虹膜识别的概念，1991年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的JOHNSON实现了一个自动虹膜识别系统。

1993年，JOHNDAUGMAN实现了一个高性能的自动虹膜识别原型系统。

1997年，中国第一个虹膜识别专利得到批准，申请人，王介生。

2005年，中科院自动化所模式识别国家重点实验室，因为在“虹膜图像获取以及识别技术”方面取得的突出成绩，获得“国家技术发明二等奖”，代表国内虹膜识别技术发展的最高水平。

2007年11月，《信息安全技术虹膜识别系统技术要求》（GB/T20979-2007）国家标准颁布实施，起草单位为：

北京凯平艾森信息技术有限公司。

未来的安全控制、海关进出口检验、电子商务等多种领域的应用，也必然的会以虹膜识别技术为重点。

这种趋势，现在已经在全球各地的各种应用中逐渐开始显现出来。

在国外，虹膜识别产品已经在比较广泛的范围内开始应用了。

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