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1、*基于虹膜識別的身份鑒別王蘊紅朱勇譚鐵牛中國科學院自動化研究所模式識別國家重點實驗室北京100080[摘要]本文描述了基于虹膜識別的身份鑒別系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括虹膜圖像攝取、圖像預處理、特征提取和匹配四個部分。虹膜圖像攝取采用了自主開發(fā)研制的裝置，特征提取采用Gabor濾波和Daubechies-4小波變換等紋理分析方法，匹配采用方差倒數(shù)加權歐氏距離方法。與現(xiàn)有的其它方法相比，我們的方法利用了二維虹膜圖像豐富的紋理信息并具有旋轉(zhuǎn)、平移和尺度不變性。[關鍵詞]虹膜識別身份鑒別生物特征[Abstract]Apersonalidentificationsyst
2、embasedonirispatternsispresentedinthispaper.Itiscomposedofirisimageacquisition,imagepreprocessing,featureextractionandmatching.Irisfeatureextractionisbasedontextureanalysisusingmulti-channelGaborfilteringandDaubechies-4wavelettransform.Comparedwithexistingmethods,ourmethodemplo
3、restherich2-Dinformationoftheirisandistranslation,rotation,andscaleinvariant.[Keywords]irisrecognition,personalidentification,biometrics1引言生活在一個高度信息化的現(xiàn)代社會，身份鑒別已經(jīng)滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹拿恳粋€方面。同時，由于交通、通訊和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，人類的活動范圍越來越大，身份鑒別的難度和重要性也越來越突出。對于我國這樣一個人口眾多的國家，身份鑒別有著尤其廣泛的應用前景和重要的戰(zhàn)略意義，金融、安全、網(wǎng)絡、電
4、子商務等無一不需要可靠的身份鑒別。傳統(tǒng)的利用密碼等身份鑒別的方法具有易遺忘、易假冒等缺點，已不符合現(xiàn)代數(shù)字社會的需求。基于生物特征的身份鑒別技術利用人本身所擁有的生物特征來判別人的身份，這些生物特征具有“人各有異、終生不變、隨身攜帶”三個特點，具有穩(wěn)定、便捷、不易偽造等優(yōu)點，近年來已成為身份鑒別的熱點。常用的生物特征包括指紋、掌紋、虹膜、臉像、聲音、簽名和筆跡等。虹膜，作為重要的身份鑒別特征，具有唯一性、穩(wěn)定性、可采集性、非侵犯性等優(yōu)點。非侵犯性（或非接觸式）的生物特征識別是身份鑒別研究與應用發(fā)展的必然趨勢，與臉像、聲音等非接觸式的身份鑒別方法相比，
5、虹膜具有更高的準確性。據(jù)統(tǒng)計，虹膜識別的錯誤率是各種生物特[17]征識別中最低的。基于虹膜的身份鑒別技術日益得到學術界和企業(yè)界的重視。1*本文工作得到國家杰出青年基金（項目編號59825105）的資助對于每個人來說，虹膜的結(jié)構都是各不相同的，并且這種獨特的虹膜結(jié)構在人的一生中幾乎[4][5]不發(fā)生變化。眼科學家和解剖學家經(jīng)過大量的觀察發(fā)現(xiàn)虹膜具有獨特的結(jié)構，即便對于同一個人，左眼和右眼的虹膜區(qū)別也是十分明顯的，而且自童年以后，虹膜在人的一生中所發(fā)生的變化十分微小。發(fā)育生物學界的科學家們同時發(fā)現(xiàn)，盡管虹膜的基本結(jié)構是由內(nèi)在的遺傳基因決定[6][7]的，
6、但是外界的環(huán)境卻對虹膜獨特的細微結(jié)構起著決定性作用。這種外部環(huán)境是指在生命初期，虹膜形成之前的胚胎發(fā)育環(huán)境。因此，自然界不可能出現(xiàn)完全相同的兩個虹膜。發(fā)育生物學[5]家通過大量觀察發(fā)現(xiàn)當虹膜發(fā)育完全以后，它在人的一生中是穩(wěn)定不變的，因而具有穩(wěn)定性。另外，由于虹膜的外部有透明的角膜將其與外界相隔離，因此發(fā)育完全的虹膜不易受到外界的傷害而產(chǎn)生變化。虹膜的上述特點為其作為身份鑒別的特征提供了有說服力的依據(jù)。本文提出了一種基于虹膜的身份鑒別方法，成功地實現(xiàn)了具有旋轉(zhuǎn)、平移和尺度縮放的不變性的虹膜識別?；诤缒さ纳矸蓁b別系統(tǒng)主要由四個部分構成：虹膜圖象獲取、圖
7、像預處理、虹膜特征提取、匹配與識別。下面分別予以介紹。2虹膜圖像的獲取虹膜識別的第一步，同時也是最困難的一步就是虹膜圖像的獲取。虹膜是一個很小的器官，直徑約十幾毫米，不同人種的虹膜顏色有著很大的差別。白種人的虹膜顏色淺，紋理顯著，而黃種人的虹膜則多為深褐色，紋理非常不明顯。虹膜圖像的獲取有很多困難，在普通的條件下，使用CCD攝像頭很難拍攝到可用的圖像。經(jīng)過反復實驗，我們研制出了一套小型、簡易、靈活、[8]能夠清晰采集虹膜圖像的裝置，并已獲得實用新型專利。圖1（a）典型虹膜圖像2*本文工作得到國家杰出青年基金（項目編號59825105）的資助圖1（b）
8、張三左眼虹膜1圖1（c）張三左眼虹膜2圖1（d）張三右眼虹膜（與左圖相隔兩周后拍攝）圖1（e）李四左眼虹膜圖
