虹膜識別技術及應用

1、虹膜識別技術及應用虹膜識別技術及應用姓名：陳斌燁學號：5090903摘要摘要:虹膜識別技術由于具有穩(wěn)定性好、錯誤接受率(FAR)和錯誤拒絕率(FRR)相等的指標最優(yōu)、識別速度快等優(yōu)點正逐步受到人們的重視。對虹膜紋理的特征、虹膜識別技術的發(fā)展和應用進行了較詳細的介紹通過將虹膜識別技術與其它生物識別技術相比較對虹膜識別技術的優(yōu)點進行了討論。討論了虹膜識別系統(tǒng)的構(gòu)成以及用二維Gab小波和其它小波變換實現(xiàn)特征編碼的方法和敘述了虹膜識別中所采用的

2、一些算法。關鍵詞關鍵詞:虹膜識別技術特征提取特征編碼特征匹配TechnologyapplicationsoftheirisrecognitionLIUJiWANGXiangjun(CollegeofPrecisionInstrumentOpticElectronicEngineeringTianjinUniversityTianjin300072China)Abstract:Asoneofthetechnologyofbiologicr

3、ecognitionirisrecognitionhasmanyadvantages.IthasanidealstabilityahighrecognizingspeeditsperfmancewhenFARisequaltoFRRisthemostexcellent.Soirisrecognitionisgettingthepeoplesattention.Onthefeatureofiristexturerecognitionmet

4、hodsofirisfeaturedevelopmentsapplicationsofthistechnologyareintroduced.Bycomparedwithothertechnologyofbiologicrecognitiontheadvantageofirisrecognitionisdescribed.Thestructureofirisrecognitionsystemthemethodsofencodingthe

5、featureby2DGabwaveletotherwavelettransferareintroduced.Somearithmeticappliedinirisrecognitionaredescribed.Keywds:irisrecognitionfeatureextractionfeatureencodingfeaturematching.生物識別技術在當今世界中已經(jīng)得到了廣泛的應用。其中虹膜識別技術由于具有穩(wěn)定性好、準確率高

6、等優(yōu)點而逐步受到人們的重視。近些年來虹膜識別技術研究和應用方面都得到了長足的進步并表現(xiàn)出廣闊的前景和市場。1、虹膜紋理特征虹膜紋理特征虹模是眼球壁第二層色素膜的最前部呈圓盤狀中央有圓形孔洞稱為瞳孔。其表面有呈現(xiàn)高低不平的放射狀排列、互相交錯的皺壁構(gòu)成多數(shù)的隱溝(或稱穩(wěn)窩)。這樣結(jié)構(gòu)上的高低變化形成特有的紋理。虹膜紋理具有以下特征:(1)虹膜紋理具有絕對的唯一性。在整個人類中任意兩個虹膜紋理的數(shù)字特征都是不同的即便是對于雙胞胎也是如此。(

7、2)虹膜紋理具有穩(wěn)定性和不變性。除非發(fā)生病變等特殊情況人的虹膜紋理在一生之中都不會改變并且通過手術改變虹膜紋理的風險也很高。(3)虹膜紋理可提供的特征信息量大因而在應用于識別的時候可靠性高。(4)虹膜具有內(nèi)在的隔離和保護能力。同其它的生物識別技術(如指紋識別、臉型識別等)相比虹膜識別技術具有非常明顯的優(yōu)勢。表1為幾種生物識別方法技術指標的比較。圖2相位象限虹膜解調(diào)碼其中I(!?)表示原始虹膜圖像在極坐標下的分布。JohnDaugman的

8、識別算法是通過比較兩個虹膜特征碼的Hamming距離(HD)來實現(xiàn)的。在比對實驗中他將Hamming距離定義為兩個特征碼中不一致位所占的比率(當兩個虹膜特征碼的特征位都不相等時取最大值為1當所有的特征位都相等時取最小值為0)。通過對222743對虹膜特征碼進行比對后的統(tǒng)計結(jié)果表明這些特征位的自由度的個數(shù)(維數(shù))是266。虹膜特征碼的識別是基于下面這個實驗結(jié)果:即任意一個給定的虹膜特征碼都與其他的不同虹膜生成的特征碼在統(tǒng)計上是不相關的而唯

9、獨與相同的虹膜生成的特征碼相關。在兩個不相關的虹膜圖像進行特征碼比對時每個特征位相等或不等的概率均為05所以其Hamming距離的概率分布與一個P=05N=266的二項分布圖3虹膜特征碼Hamming距離的分布PNP(k)=CkNPkQNkk=01&N(7)相符即每一個k值對應的二項分布的概率與Hamming距離為kN時所對應的概率相符。Hamming距離的分布如圖3所示(圖3中的橫坐標表示比對時產(chǎn)生的Hamming距離值縱坐標表示產(chǎn)生

10、該Hamming距離的概率)。這樣特征位中不相等的部分遠低于半數(shù)的概率將很小。例如不相等的部分低于25%即有高于75%的特征位相等的概率只有10的16次方分之一。當把同一個虹膜的不同時間提取的特征碼進行比對時由于受環(huán)境影響、噪音等因素的影響Hamming距離分布的峰值將在01附近如圖4所示。可以看出這種特征碼能夠很好的實現(xiàn)識別功能。此外實驗證明虹膜圖像的特征是非基因型的即便是雙胞胎的虹膜特征也可以識別開[4]。除了JohnDaugman