[發(fā)明專利]一種虹膜定位方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110422234.1
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102521576A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張祥德;王琪;單成坤;周軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京天誠盛業(yè)科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/54
• 代理公司: 北京紐樂康知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11210
• 代理人: 覃莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虹膜定位方法，尤其涉及一種基于二維圓形Gabor濾波器和加權(quán)微積分檢測算子的虹膜定位方法。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人類進入了一個前所未有的信息時代。信息安全也成為人們越來越關(guān)注的一個熱點問題。在日常生活中，我們經(jīng)常需要驗證自己或者其他人的身份，可靠的身份識別能使我們的生活避免麻煩，保護個人信息的安全，可靠的身份識別技術(shù)也使得金融和商業(yè)交易更加安全有效。傳統(tǒng)的身份認(rèn)證由于極易偽造和丟失，越來越難以滿足社會的需求，隨著生物科學(xué)的發(fā)展，生物特征識別以其安全性高、可靠性好受到越來越多的人們的重視，成為應(yīng)用數(shù)學(xué)與圖像處理和模式識別等學(xué)科研究的交叉前沿課題。

生物特征識別通過計算機與生物傳感器和生物統(tǒng)計學(xué)等高科技手段結(jié)合，利用人體固有的生理特征和行為特征來識別和認(rèn)證一個人的身份。目前，常見的生物特征識別技術(shù)主要包括指紋識別、虹膜識別、面相識別和語音識別等。國際虹膜識別的市場一直保持著高速的增長，預(yù)計到2015年，能夠達到1481百萬美元的營業(yè)收入。虹膜識別具有良好的發(fā)展前景，并且已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于海關(guān)、機場、銀行、門禁和信息安全等領(lǐng)域。隨著虹膜識別技術(shù)的日趨成熟，在保護人們的信息安全方面將扮演越來越重要的角色。

虹膜是眼睛瞳孔周圍的圓形色素隔膜，虹膜豐富的紋理圖案是虹膜識別系統(tǒng)的基礎(chǔ)，虹膜識別技術(shù)就是提取、分析和匹配這些紋理。虹膜紋理的獨特性和穩(wěn)定性使得虹膜成為極好的用于身份識別的人體生物特征。虹膜識別系統(tǒng)首先采集虹膜圖像，然后在采集得到的虹膜圖像中分割虹膜區(qū)域，最后在歸一化后虹膜圖像上提取特征進行匹配，通過對比兩幅虹膜圖像的相似性，確定是否來自于同一個人。虹膜是處于瞳孔(眼睛黑色部分)以外，鞏膜以內(nèi)(眼睛白色部分)的環(huán)形組織。與其他的生物特征相比，虹膜作為身份識別的特征有許多明顯的優(yōu)勢，主要包括：

1.?唯一性高：虹膜具有高度獨特和復(fù)雜的紋理特征，虹膜紋理具有一百多個自由度，幾乎沒有紋理特征相同的虹膜；

2.?穩(wěn)定性好：虹膜形成于胚胎期，由于受到角膜的保護，虹膜受到外界環(huán)境的影響較小，紋理特征穩(wěn)定；

3.?防偽性好：虹膜隨光強變化的縮放特性以及自身有規(guī)律的振顫，提供了對偽造虹膜的自然測試方法，改變虹膜的紋理結(jié)構(gòu)幾乎是不可能的；

4.?非入侵性：虹膜圖像的獲取不需要身體接觸，在一定的距離內(nèi)就可以獲得，不會對人體照成不適。

虹膜定位是虹膜識別系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，定位的精確程度關(guān)系到虹膜的特征提取和匹配。所以，虹膜定位結(jié)果的準(zhǔn)確與否直接影響到虹膜識別系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和高效性。虹膜圖像采集系統(tǒng)得到的人眼圖像，包含人眼的眼瞼、睫毛、鞏膜、瞳孔等部分，虹膜定位就是檢測虹膜的內(nèi)外邊界，把虹膜與人眼的其他部分進行分離的過程。虹膜具有良好的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，而且由瞳孔到虹膜再到鞏膜，圖像的灰度呈階梯狀上升，這種良好的邊緣結(jié)構(gòu)有利于虹膜的定位及分割。但是眼瞼和睫毛可能會遮擋虹膜區(qū)域，在具體的虹膜定位過程中，適當(dāng)?shù)念A(yù)處理能夠很好的排除干擾，提高整體定位算法的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

另外，在圖像采集過程中，瞳孔的大小會隨著光照環(huán)境的變化而變化，眼瞼和睫毛遮擋虹膜區(qū)域，人眼與采集設(shè)備的距離也是不確定的，而且他們之間還存在著一定的角度關(guān)系，因此即使是同一個人眼的不同圖像，定位結(jié)果也是存在著差異性的。在一些經(jīng)典的虹膜識別系統(tǒng)中，利用虹膜邊界近似于圓形這個特點，采用非同心圓的雙圓模型定位虹膜的內(nèi)外邊界。由于形狀已知，可以根據(jù)虹膜的邊界特點求出相應(yīng)的圓形參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種新的虹膜定位方法，即基于二維圓形Gabor濾波和加權(quán)微積分檢測算子的虹膜定位方法，對虹膜圖像進行了判定，減少了噪聲信息對虹膜識別系統(tǒng)的干擾，提高了虹膜定位算法的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種虹膜定位方法，包括以下步驟：

步驟1、對虹膜圖像的光斑檢測，具體包括以下分步驟：

步驟1.1、通過攝像裝置，對人眼中的虹膜進行圖像采集，利用中值濾波法對得到的虹膜圖像進行平滑處理；

步驟1.2、利用二維圓形Gabor濾波器對平滑處理后的虹膜圖像進行濾波作用，然后選取二值化閾值，采用二值化的方法確定光斑區(qū)域；

步驟2、判斷虹膜圖像是否晃動：對步驟1.2中檢測到的光斑區(qū)域，采用最小二乘法計算光斑區(qū)域邊界所確定的橢圓，如果橢圓長短半軸的比值較大，則虹膜圖像是晃動的，否則是較清晰的虹膜圖像；

步驟3、對瞳孔進行初定位，具體包括以下分步驟：