[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于虹膜外接矩形圖的虹膜驗(yàn)證方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110474297.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113191260B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊蔡華;羅志鵬;張昊;陳名歡;鄧地梁
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06V40/18
• 分類(lèi)號(hào): G06V40/18;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍

1.一種基于虹膜外接矩形圖的虹膜驗(yàn)證方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

訓(xùn)練階段：采用訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練虹膜特征提取網(wǎng)絡(luò)，所述訓(xùn)練樣本集包括不同個(gè)體的虹膜外接矩形圖；

應(yīng)用階段包括：虹膜錄入階段和虹膜驗(yàn)證階段；

虹膜錄入階段：對(duì)用戶端上傳的虹膜圖像進(jìn)行定位，得到虹膜外接矩形圖，并將其輸入至訓(xùn)練好的虹膜特征提取網(wǎng)絡(luò)，得到虹膜嵌入向量，并以身份標(biāo)識(shí)-虹膜嵌入向量方式存儲(chǔ)；

虹膜驗(yàn)證階段：對(duì)待驗(yàn)證用戶，采集其身份標(biāo)識(shí)和虹膜圖像，對(duì)待驗(yàn)證用戶的虹膜圖像進(jìn)行定位，得到虹膜外接矩形圖，并將其輸入至訓(xùn)練好的虹膜特征提取網(wǎng)絡(luò)，得到待驗(yàn)證虹膜嵌入向量；根據(jù)待驗(yàn)證用戶的身份標(biāo)識(shí)確定其錄入虹膜嵌入向量；將待驗(yàn)證虹膜嵌入向量和錄入虹膜嵌入向量進(jìn)行相似度比對(duì)，通過(guò)相似度閾值判斷是否屬于同一個(gè)體，從而實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證；

所述虹膜特征提取網(wǎng)絡(luò)依次串聯(lián)包括：尺寸調(diào)整模塊、下采樣模塊、第一殘差模塊、第二殘差模塊、第三殘差模塊、第四殘差模塊、雙池化層、第一全連接層和第二全連接層；

所述尺寸調(diào)整模塊，用于將虹膜外接矩形圖調(diào)整為統(tǒng)一尺寸的虹膜張量；

所述下采樣模塊包括三個(gè)串聯(lián)的卷積層，卷積核大小均為3*3，前兩個(gè)卷積步幅為1，第三個(gè)卷積步幅為2，每個(gè)卷積層輸出通道數(shù)為64，并后接一個(gè)BN層和ReLu激活層；

所述第一殘差模塊包括：串聯(lián)的池化窗口為3*3的最大池化層和三個(gè)第一類(lèi)型SE殘差塊，所述第一類(lèi)型SE殘差塊由Full Pre-activation殘差塊與SE模塊組成；針對(duì)Full Pre-activation殘差塊，在進(jìn)入該模塊時(shí)，先接批量歸一化層與激活層，再接卷積層，卷積層的輸出通道數(shù)為64；針對(duì)SE模塊，其Scale參數(shù)為16；

第二殘差模塊包括：串聯(lián)的4個(gè)第二類(lèi)型SE殘差塊，所述第二類(lèi)型SE殘差塊由FullPre-activation殘差塊與SE模塊組成；針對(duì)Full Pre-activation殘差塊，其中卷積層的輸出通道數(shù)為128；針對(duì)SE模塊，其Scale參數(shù)為16；

第三殘差模塊包括：串聯(lián)的6個(gè)第三類(lèi)型SE殘差塊，所述第三類(lèi)型SE殘差塊由FullPre-activation殘差塊與SE模塊組成；針對(duì)Full Pre-activation殘差塊，其中卷積層的輸出通道數(shù)為256；針對(duì)SE模塊，其Scale參數(shù)為16；

第四殘差模塊包括；串聯(lián)的3個(gè)第四類(lèi)型SE殘差塊，所述第四類(lèi)型SE殘差塊由FullPre-activation殘差塊與SE模塊組成；針對(duì)Full Pre-activation殘差塊，其中卷積層的輸出通道數(shù)為512；針對(duì)SE模塊，其Scale參數(shù)為16；

所述雙池化層，用于線性疊加使得獲取的特征更為豐富；

所述第一全連接層，用于在通道的維度上對(duì)疊加后的特征進(jìn)行降維；

所述第二全連接層，用于獲取虹膜嵌入向量。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用最小外接矩形定位方式在虹膜圖像定位出虹膜外圓的外接矩形圖像。

3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，訓(xùn)練階段采用基于三元組損失函數(shù)的深度度量學(xué)習(xí)的方式，包括以下步驟：

(1)構(gòu)建虹膜三元組數(shù)據(jù)集，所述虹膜三元組包括：錨點(diǎn)虹膜外接矩形圖、正樣本虹膜外接矩形圖、負(fù)樣本虹膜外接矩形圖；所述錨點(diǎn)虹膜外接矩形圖和正樣本虹膜外接矩形圖屬于同一個(gè)體，所述負(fù)樣本虹膜外接矩形圖與錨點(diǎn)虹膜外接矩形圖屬于不同個(gè)體；

(2)使用該虹膜三元組數(shù)據(jù)集，采用基于三元組損失函數(shù)的深度度量學(xué)習(xí)的方式訓(xùn)練虹膜特征提取網(wǎng)絡(luò)，直至深度度量學(xué)習(xí)的三元組損失函數(shù)值收斂，得到訓(xùn)練好的虹膜特征提取網(wǎng)絡(luò)。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述損失函數(shù)如下：

其中，表示錨點(diǎn)的虹膜嵌入向量，表示正樣本的虹膜嵌入向量，表示負(fù)樣本的虹膜嵌入向量，margin表示嵌入向量之間距離的設(shè)定閾值。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述嵌入向量之間距離為歐式距離。

6.一種基于虹膜外接矩形圖的虹膜驗(yàn)證系統(tǒng)，其特征在于，包括：計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和處理器；

所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)可執(zhí)行指令；

所述處理器用于讀取所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)的可執(zhí)行指令，執(zhí)行權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的基于虹膜外接矩形圖的虹膜驗(yàn)證方法。