[發明專利]一種虹膜采集過程中快速定位人眼虹膜的方法

有效

• 申請號: 201611041887.4
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106778499B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 朱玉全;佘遠程;石亮
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種虹膜采集過程中快速定位人眼虹膜的方法，此方法包括高斯平滑、中值濾波處理、邊緣檢測、非極大值抑制、雙閾值化處理、Hough變換流程。創新性的在虹膜定位領域采用高斯平滑輔助改進的快速中值濾波對圖像進行預處理，再利用速度最快的Sobel邊緣檢測算子提取虹膜邊緣特征，針對虹膜定位進行大量樣本訓練提取出最佳高低閾值參數進行雙閾值化處理，再利用人眼虹膜環狀同心圓同比壓縮結構不變性對雙閾值化處理后得到的二值圖像進行壓縮，最后針對人眼虹膜進行Hough變換進行樣本訓練提取最優的虹膜內外邊緣搜索半徑返回參數，在這個參數內執行Hough變換可以有效的減少邊緣像素點遍歷數量，提升虹膜定位的效率和準確性。

技術領域

本發明涉及計算機圖像領域，具體涉及基于中科院自動化所CAISA虹膜數據庫和C++圖像處理函數、圖像中指定檢測和定位以及結果的可視化顯示。

背景技術

隨著網絡和信息化技術的飛速發展，信息安全問題日益凸顯。軟硬件技術的提升使計算機及智能電子設備得以普及和使用，加速了網絡技術對社會生活各個方面的滲透。通過網絡技術非法獲取用戶的個人信息的事情時有發生，防不勝防，這使得人們更多的關注個人信息安全。傳統的身份驗證手段依據密碼口令、證件信息，但是，由于其易于丟失、竊取、遺忘、偽造的缺陷，弊端凸顯，也愈來愈滿足不了當今信息化社會的安全需求，跟不上人們安全觀念的提升。這就需要更加可靠的身份識別手段提高信息安全級別，增加身份識別的難度。而生物特征以其穩定、不易丟失、不易竊取和便捷性催生了基于生物特征的身份識別技術，使得生物特征識別技術成為當前身份認證技術領域的熱點。

虹膜的生物特征表現在：

(1)唯一性：自然界沒有兩個完全相同的虹膜，即使是雙胞胎或者同一個人的左右兩只眼睛，其虹膜特征是不相同的；

(2)穩定性：虹膜特征在胚胎中形成，人三歲以后虹膜發育成熟，終身不變，一般的疾病很難對虹膜組織產生影響；

(3)非接觸性：虹膜是外部可見的，通過攝像頭就可以采集到可以使用的圖像；

(4)安全性：虹膜具備明顯的活體組織特性，死體虹膜與其有著較大的差別，所以具有很強的防欺詐性。

基于虹膜因其具有唯一性、穩定性、可采集性、非侵犯性、防規避性等特性，尤其是防規避性，使得基于虹膜識別的身份認證技術受到學術界與企業界的關注。傳統的虹膜識別由于算法復雜度高、虹膜定位時間過長、預處理后樣本噪聲點過多虹膜定位不夠精確等因素嚴重影響了虹膜識別的速度和精度，不利于虹膜識別的市場推廣。

發明內容

本發明的目的在于提高虹膜識別系統的工作效率，在經典的Hough變換上實現創新，提出了一種對虹膜樣本圖片預處理，并且快速準確定位出人眼虹膜的一種方法。此方法不僅可以有效的過濾樣本閾值化過程中虹膜域產生的大量噪聲點，大幅度減少計算資源；而且能夠快速有效的定位出人眼樣本的環狀虹膜域顯著提高虹膜識別程序的工作效率。實驗結果表明，在相同的硬件環境下，對于CAISA虹膜數據庫同一個人眼樣本，在傳統的虹膜定位方法輸入一張完整的虹膜樣本圖片需要931.37毫秒才能完成檢測過程，而通過該虹膜定位方法僅需要375.51毫秒即可完成檢測，并且在單樣本不同分類虹膜辨識率測試以及多樣本通分類虹膜辨識率測試中分別表現出96.53％和96.52％的識別率，完全可以勝任常規虹膜識別的應用。

本發明采用的技術方案如下：一種虹膜采集過程中快速定位人眼虹膜的方法，包括虹膜樣本圖像預處理，對虹膜樣本進行邊緣檢測、非極大值抑制與雙閾值化處理和Hough變換流程；具體的步驟如下：

1)虹膜樣本圖像預處理過程；

在虹膜樣本圖像預處理上，先對虹膜樣本圖像執行高斯平滑再通過中值濾波處理樣本圖像，縮小中值濾波窗口大小，同時過濾掉睫毛，眼瞼等噪聲。

2)對經過高斯平滑和中值濾波后的虹膜圖像檢測邊緣過程；