[發(fā)明專利]一種用于身份認證的活體虹膜防偽方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710364364.1
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107273812B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張新曼;何婷婷;陳奕宇;許學(xué)斌
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);廣東順德西安交通大學(xué)研究院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

一種用于身份認證的活體虹膜防偽方法，包括：1)獲取真?zhèn)魏缒D像并進行圖像預(yù)處理；所述的圖像預(yù)處理包括定位圖像的內(nèi)邊界和外邊界、通過歸一化將虹膜圖像擴充到統(tǒng)一的大小、對歸一化后的虹膜圖像進行增強；2)通過以下方面對虹膜圖像的真?zhèn)芜M行判別；2.1)利用活體組織紅外特征光譜進行虹膜活體檢測；2.2)根據(jù)人眼動態(tài)變化特性進行虹膜活體檢測；2.3)利用虹膜紋理特征進行虹膜活體檢測；對虹膜圖像進行多方向濾波，分別計算各個方向濾波后特征區(qū)域的虹膜外側(cè)與內(nèi)側(cè)圖像互信息之差作為紋理特征值，差值的和小于所設(shè)閾值為真虹膜，否則為偽虹膜。該方法檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，魯棒性強，適用范圍廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物特征身份鑒別技術(shù)，具體涉及一種用于身份認證的活體虹膜防偽方法。

背景技術(shù)

目前，虹膜因其特殊的結(jié)構(gòu)和無接觸采樣模式，已被廣泛地研究應(yīng)用于身份認證系統(tǒng)。常用于生物特征識別的生理特征有指紋、掌紋、人臉、虹膜、耳廓、視網(wǎng)膜等。其中，虹膜作為重要的身份鑒別特征，具有唯一性、穩(wěn)定性、非侵犯性等優(yōu)點，是一種用于身份驗證的理想生物特征，被廣泛運用于銀行、社會福利保障、電子商務(wù)、安全防務(wù)、智能手機的銀行支付系統(tǒng)等領(lǐng)域。然而，盡管虹膜識別有很多優(yōu)點，但虹膜認證系統(tǒng)容易受到偽虹膜的干擾。

目前比較常見的偽虹膜有以下幾類，利用屏幕硬拷貝、照片、紙質(zhì)打印的眼睛圖片；玻璃及樹膠制造的人造眼；佩戴彩色隱形眼鏡的自然眼等。基于虹膜識別的身份認證系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有防偽的功能，即能夠準(zhǔn)確判斷采集對象是否來自有生命的個體。近紅外光譜分析技術(shù)是分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)，越來越引起國內(nèi)外分析專家的注目，在分析化學(xué)領(lǐng)域被譽為分析“巨人”，它的出現(xiàn)可以說帶來了又一次分析技術(shù)的革命。瞳孔，不僅可以對明暗做出反應(yīng)，調(diào)節(jié)進入眼睛的光線，也影響著眼球光學(xué)系統(tǒng)的焦深和球差。瞳孔自身會根據(jù)外界光線強弱調(diào)整大小，光線強瞳孔就變小，光線弱，瞳孔就變大，這是對眼睛的自我保護。而2D Log-Gabor濾波器，進一步克服了Log-Gabor濾波器的缺點，更好地提取虹膜紋理的二維特征信息，能夠靈活的設(shè)定每塊濾波器的頻率和帶寬，大大提高了系統(tǒng)的運算速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種用于身份認證的活體虹膜防偽方法，能夠有效鑒別真?zhèn)位铙w虹膜，適用范圍廣，檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，有較高的魯棒性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟：

1)獲取真?zhèn)魏缒D像并進行圖像預(yù)處理；所述的圖像預(yù)處理包括定位圖像的內(nèi)邊界和外邊界、通過歸一化將虹膜圖像擴充到統(tǒng)一的大小、對歸一化后的虹膜圖像進行增強；

2)通過以下方面對虹膜圖像的真?zhèn)芜M行判別；

2.1)利用活體組織紅外特征光譜進行虹膜活體檢測；

2.2)根據(jù)人眼動態(tài)變化特性進行虹膜活體檢測；

2.3)利用虹膜紋理特征進行虹膜活體檢測；

對虹膜圖像進行多方向濾波，分別計算各個方向濾波后特征區(qū)域的虹膜外側(cè)與內(nèi)側(cè)圖像互信息之差作為紋理特征值，差值的和小于所設(shè)閾值為真虹膜，否則為偽虹膜。

步驟1)在圖像預(yù)處理中根據(jù)Canny算子結(jié)合Hough變換定位虹膜圖像的外邊界，基于瞳孔邊界點控制的最小二乘擬合算法定位虹膜圖像的內(nèi)邊界。步驟1)在圖像歸一化處理中利用雙線性插值法將虹膜圖像由環(huán)形展開為統(tǒng)一尺寸的矩形圖像。步驟1)在對圖像進行增強時首先計算塊區(qū)域虹膜圖像的平均亮度來估計歸一化后的虹膜圖像亮度變化，再將歸一化后的虹膜圖像整體減去估計的背景亮度，得到增強后的歸一化虹膜圖像。

步驟2.1)根據(jù)活體組織對特定波長紅外光的吸收特性，通過能夠連續(xù)改變頻率的近紅外光照射真?zhèn)魏缒ぁ２襟E2.2)通過暗盒屏蔽外界光線干擾，使用亮度能夠改變的光源照射真?zhèn)魏缒ぃ瑱z測瞳孔的縮放情況，若為真虹膜則瞳孔大小會出現(xiàn)明顯變化。