[发明专利]一种用于身份认证的活体虹膜防伪方法

说明书

一种用于身份认证的活体虹膜防伪方法，包括：1)获取真伪虹膜图像并进行图像预处理；所述的图像预处理包括定位图像的内边界和外边界、通过归一化将虹膜图像扩充到统一的大小、对归一化后的虹膜图像进行增强；2)通过以下方面对虹膜图像的真伪进行判别；2.1)利用活体组织红外特征光谱进行虹膜活体检测；2.2)根据人眼动态变化特性进行虹膜活体检测；2.3)利用虹膜纹理特征进行虹膜活体检测；对虹膜图像进行多方向滤波，分别计算各个方向滤波后特征区域的虹膜外侧与内侧图像互信息之差作为纹理特征值，差值的和小于所设阈值为真虹膜，否则为伪虹膜。该方法检测结果准确可靠，鲁棒性强，适用范围广。

技术领域

本发明涉及生物特征身份鉴别技术，具体涉及一种用于身份认证的活体虹膜防伪方法。

背景技术

目前，虹膜因其特殊的结构和无接触采样模式，已被广泛地研究应用于身份认证系统。常用于生物特征识别的生理特征有指纹、掌纹、人脸、虹膜、耳廓、视网膜等。其中，虹膜作为重要的身份鉴别特征，具有唯一性、稳定性、非侵犯性等优点，是一种用于身份验证的理想生物特征，被广泛运用于银行、社会福利保障、电子商务、安全防务、智能手机的银行支付系统等领域。然而，尽管虹膜识别有很多优点，但虹膜认证系统容易受到伪虹膜的干扰。

目前比较常见的伪虹膜有以下几类，利用屏幕硬拷贝、照片、纸质打印的眼睛图片；玻璃及树胶制造的人造眼；佩戴彩色隐形眼镜的自然眼等。基于虹膜识别的身份认证系统应当具有防伪的功能，即能够准确判断采集对象是否来自有生命的个体。近红外光谱分析技术是分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。瞳孔，不仅可以对明暗做出反应，调节进入眼睛的光线，也影响着眼球光学系统的焦深和球差。瞳孔自身会根据外界光线强弱调整大小，光线强瞳孔就变小，光线弱，瞳孔就变大，这是对眼睛的自我保护。而2D Log-Gabor滤波器，进一步克服了Log-Gabor滤波器的缺点，更好地提取虹膜纹理的二维特征信息，能够灵活的设定每块滤波器的频率和带宽，大大提高了系统的运算速度。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种用于身份认证的活体虹膜防伪方法，能够有效鉴别真伪活体虹膜，适用范围广，检测结果准确可靠，有较高的鲁棒性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)获取真伪虹膜图像并进行图像预处理；所述的图像预处理包括定位图像的内边界和外边界、通过归一化将虹膜图像扩充到统一的大小、对归一化后的虹膜图像进行增强；

2)通过以下方面对虹膜图像的真伪进行判别；

2.1)利用活体组织红外特征光谱进行虹膜活体检测；

2.2)根据人眼动态变化特性进行虹膜活体检测；

2.3)利用虹膜纹理特征进行虹膜活体检测；

对虹膜图像进行多方向滤波，分别计算各个方向滤波后特征区域的虹膜外侧与内侧图像互信息之差作为纹理特征值，差值的和小于所设阈值为真虹膜，否则为伪虹膜。

步骤1)在图像预处理中根据Canny算子结合Hough变换定位虹膜图像的外边界，基于瞳孔边界点控制的最小二乘拟合算法定位虹膜图像的内边界。步骤1)在图像归一化处理中利用双线性插值法将虹膜图像由环形展开为统一尺寸的矩形图像。步骤1)在对图像进行增强时首先计算块区域虹膜图像的平均亮度来估计归一化后的虹膜图像亮度变化，再将归一化后的虹膜图像整体减去估计的背景亮度，得到增强后的归一化虹膜图像。

步骤2.1)根据活体组织对特定波长红外光的吸收特性，通过能够连续改变频率的近红外光照射真伪虹膜。步骤2.2)通过暗盒屏蔽外界光线干扰，使用亮度能够改变的光源照射真伪虹膜，检测瞳孔的缩放情况，若为真虹膜则瞳孔大小会出现明显变化。