[发明专利]一种基于灰度梯度和分类器的虹膜外边界定位方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，主要涉及生物特征鉴别中的虹膜身份识别技术。

背景技术

随着日益增长的安全防护的需求，虹膜识别作为一种可靠、安全、使用的生物识别技术， 已经被逐渐应用在各种高安全要求的场合。在电子商务、国家安全、出入境管理等社会生活 的各个方面都起到了不可忽视的作用。同时虹膜识别已经在一些世界经济科技发达国家开始 应用。例如银行、公安、机场、网络等方面，虹膜识别已经被成功应用。譬如Siemens Nixdorf 公司研制的集成在自动取款机上虹膜身份识别系统，纽约肯尼迪机场和波士顿洛根机场试用 的虹膜扫描识别系统，以及在美国德克萨斯联合银行的三个营业部内运行的虹膜识别系统。 这也可以说明这项技术在中国市场上具有巨大的经济价值和现实意义。不仅如此，虹膜识别 技术还可以使人们摆脱记忆信用卡号、银行帐号、身份证号、网络登录号的繁琐。随着数字 信号处理技术和图像处理技术的发展，虹膜身份识别系统已经日趋成熟。详见文献：John G. Daugman，“How Iris Recognition Works，”IEEE Transaction on Circuits and Systems for Video Technology，Volume 14，Issue 1，pp.21-30，2004和文献：John G.Daugman，“Probing the Uniqueness and Randomness of IrisCodes：Results From 200 Billion Iris Pair Comparisons，”The Proceeding of IEEE Vol.94，No.11，November 2006，pp.1927-1934，2006所述。

目前，虹膜识别技术在国外已经获得了蓬勃的发展，世界发达国家已逐步开展了虹膜识 别的商品化过程。

美国新泽西州的Plumsted学校已经在校园里面安装了虹膜识别的装置进行安全控制，任 何学校的学生以及员工都不再使用任何形式的卡片与证件，只要他们在虹膜摄像头之前经过， 他们的位置，身份便被系统识别出来，所有外来的人员都必须进行虹膜资料的登录才能进入 到校园中。同时，通过中央登录与权限控制系统对进入这个活动范围进行控制。系统安装以 后，校园内的各种违反校规以及侵犯、犯罪活动大大减少，极大的减轻了校园管理难度。

英国作为虹膜识别技术的最初拥有国，也已经将虹膜识别系统用于现实生活，英国伦敦 希思罗机场的安全检测系统已经采用了虹膜识别系统，从而大大提高了机场安全检测的效率。

国内从事虹膜识别的研究相对较晚，主要的研究单位有中科院自动化所、华中科技大学、 浙江大学等。虽然起步较晚，我国还是研究出了拥有自主知识产权的虹膜识别系统。

由于使用人群的增加，各种类型的虹膜图像都有可能出现在系统中。譬如光斑纹理过深， 隐形眼镜的佩带，睫毛过于浓密等无法预知的情况，而且这些情况也不能完全被虹膜图像库 完全涵盖。所以这就要求在设计虹膜识别系统时充分预见到系统应用的环境和所面对的人群， 设计出有一定适应性而且强壮的系统算法。

但是，由于在虹膜识别系统的实际应用中，特征提取与匹配部分已经有相当高的自适应 度，但是在之前预处理，尤其是虹膜定位方面，由于考虑到的情况过于复杂和庞大，一直没 有精确度高、适应性好、运行时间快的方法。

一般来说，普通基于经典数字图像处理的方法速度比较快，由于其一般针对虹膜图像做 灰度梯度等简单运算，只要适当控制计算像素范围的大小，实时性的要求一般可以达到。但 是，这种方法对虹膜图像的质量比较倚赖，一旦干扰比较明显，噪声增加时，就无法正确定 位到虹膜的外边缘了。而一些利用形态学或者SNAKE方法等高级算法时，系统的实时性要求 又难以突破。另外，现行的各种虹膜外边界定位的方法并没有对于图像质量差的虹膜图像进 行定位，尤其是对于一些睫毛遮挡明显的噪声类型，现在的方法都不能准确而又快速的进行 定位。

所以，这里提出一种准确快速而且适应性高的虹膜外边界定位方法。

发明内容

本发明提供一种基于灰度梯度和分类器的虹膜外边界定位方法，采用本发明所提供的基 于灰度梯度和分类器的虹膜外边界定位方法，能够快速、准确的定位出虹膜样本图像中的虹 膜外边界，从而有利于提高虹膜的识别效率和准确率。

为了方便地描述本发明内容，首先对一些术语进行定义。