彭姣　耿生玲

摘要：隨著安全意識的增強，對安全技術(shù)的要求也越來越高。本文介紹了虹膜識別技術(shù)的特性，詳細(xì)地介紹了虹膜識別技術(shù)的識別流程和二值化圖像。結(jié)合虹膜的生物特性，介紹虹膜識別技術(shù)的應(yīng)用，并通過考試管理系統(tǒng)的實例分析闡述虹膜技術(shù)在現(xiàn)實生活中的可行性。

關(guān)鍵詞：虹膜識別技術(shù)；二值化圖像；生物特性；實例分析

中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）05-0130-02

1 概述

人員身份認(rèn)證是安防體系中最重要和核心的一部分。傳統(tǒng)的身份認(rèn)證技術(shù)（如密碼、門禁卡）等存在易忘記/丟失、易攻擊/盜取等問題。為了克服這些問題，虹膜識別作為一種新穎的身份識別方法應(yīng)運而生。虹膜識別技術(shù)采用專用光學(xué)圖像采集儀采集人眼虹膜圖像，再通過數(shù)字圖像處理技術(shù)、模式識別和人工智能技術(shù)進(jìn)行處理、存儲、比對，實現(xiàn)對人員身份的認(rèn)證和識別。虹膜識別具有超群的唯一性、穩(wěn)定性、非接觸性和難偽造性，已成為最具潛力的生物特征識別技術(shù)之一。林宇翔等[1]將虹膜識別技術(shù)在移動終端進(jìn)行分析研究。劉揚[2]曾在虹膜識別上進(jìn)行算法的研究虹膜識別技術(shù)包括硬件、軟件兩大模塊。付鑫[3]等提出基于小波分析的虹膜識別技術(shù)的研究.王成儒等[4]提出基于幾何特征的虹膜定位算法。本文考慮現(xiàn)實生活中各種不確定因素，提出基于虹膜技術(shù)的研究和設(shè)計，通過對比一般安檢方法，論述虹膜技術(shù)的先進(jìn)，從實例驗證基于虹膜的可靠性，從而為安防體系提供理論依據(jù)。

2 虹膜識別的特性

門禁系統(tǒng)，又稱出入管理控制系統(tǒng)，是一種管理人員進(jìn)出的數(shù)字化管理系統(tǒng).常見的門禁系統(tǒng)有：密碼門禁系統(tǒng)，非接觸 IC 卡 （ 感應(yīng)式 IC 卡 ） 門禁系統(tǒng)，指紋虹膜掌型生物識別門禁系統(tǒng)等.密碼識別系統(tǒng)由于其本身的安全性弱、便捷性差，以致面臨淘汰，生物識別的時代即將來臨.虹膜識別的特性決定了它越來越好的發(fā)展前景，虹膜識別的特性有如下幾點：

唯一性：虹膜紋理的細(xì)節(jié)特征是由胚胎發(fā)育環(huán)境的隨機(jī)因素決定的，這種紋理細(xì)節(jié)的隨機(jī)分布特性為虹膜的唯一性奠定了生理基礎(chǔ)，自然界不可能出現(xiàn)完全相同的兩個虹膜。

穩(wěn)定性：虹膜從嬰兒胚胎期的第三個月前開始發(fā)育，到第8個月主要紋理結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成.由于角膜的保護(hù)作用，發(fā)育完全的虹膜不易受到外界傷害，紋理幾乎終生不變（活體限制）。

非接觸性：虹膜是一個外部可見的內(nèi)部器官，相對于指紋等需要接觸采集的生物特征更加衛(wèi)生、方便。通過非接觸（甚至遠(yuǎn)距離）的采集裝置就能獲取合格的虹膜圖像，這一點與指紋、臉像等人體外部器官有很大的區(qū)別。

防偽性：獲取清晰的虹膜紋理需專門的虹膜圖像采集裝置和用戶配合，因此一般情況下（相對指紋和人臉）很難盜取其他人的虹膜圖像.并且，眼睛也有很多優(yōu)良的光學(xué)和生理特性可用于活體虹膜檢測。

3 虹膜識別技術(shù)識別流程

虹膜圖像采集、虹膜圖像預(yù)處理和虹膜特征提取與匹配為虹膜識別的三個主要階段.每階段對最終識別效果的影響都至關(guān)重要。

第一個階段是圖像獲取.通過虹膜采集儀采集用戶的人眼或人臉圖像.虹膜身份認(rèn)證的準(zhǔn)確性直接收虹膜圖像質(zhì)量影響.虹膜圖像的質(zhì)量受虹膜采集儀性能的直接影響。

第二階段是預(yù)處理階段，在虹膜定位前先使用人眼檢測器大概確定人眼位置，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行虹膜內(nèi)外邊緣定位。因為虹膜內(nèi)外邊緣近似圓形，虹膜定位一般采用圓擬合虹膜邊緣。

第三階段是虹膜圖像特征提取與匹配，在預(yù)處理后的虹膜圖像上，提取能唯一表征該類虹膜的特征，與虹膜數(shù)據(jù)庫模板匹配，得到最終匹配結(jié)果。

4 虹膜識別技術(shù)功能模塊

虹膜識別技術(shù)分為六個模塊，按層次結(jié)構(gòu)依次為：內(nèi)心圓的確定、外心圓的確定、圓心的矯正和展開、二值化和形態(tài)學(xué)處理、特征值的提取、特征值的比對。

二值化圖像中的虹膜特點的描述參數(shù)如圖1所示。

一系列斑點為虹膜的特征表現(xiàn)，這些斑點的位置、面積、形狀等都可作為識別的特征。對一個特征點來說，重心位置是描述這個點的首選參數(shù)，而形狀參數(shù)更豐富了其信息。在提取特征點形狀時，考慮到如下實際因素：

1）特征點的大小和形狀各種各樣，無法一一列舉。

2）因濾波和形態(tài)學(xué)處理及，鏡頭聚焦等因素，相同虹膜的特征點也不完全相同，只是相似。

3）形狀，只能提取抽象特征。

虹膜特征點的提?。哼x定如上特征點之后，從二值圖像中將其特征量提取出來，提取時一般采用掃描和標(biāo)記不同特征點的方法實現(xiàn)，對圖像順序掃描，由上到下、由左到右逐行掃描，設(shè)圖像中的目標(biāo)像點用1代表，背景用0代表。

虹膜特征點對比：上面所對每一個特征點確定了它的描述參量，我們采用如下方法取點組成特征向量，從展開圖底部，即靠近瞳孔一側(cè)由上到下，由左至右依掃描整個圖像，依次選取N個特征點放入特征向量，若模板中的特征向量少于下限t，表明此圖像不合格，需重新采集。

5 實例分析

王翠曾提出基于嵌入式的虹膜識別系統(tǒng)[5]，本文以基于虹膜識別的考試管理系統(tǒng)的設(shè)計為例說明虹膜識別在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。

1）虹膜識別儀的識別界面：設(shè)備啟動后默認(rèn)界面是識別界面，可進(jìn)行虹膜識別，當(dāng)人眼進(jìn)入虹膜攝像頭拍攝范圍，眼睛會被“眼睛跟蹤框”標(biāo)定，虹膜圖像清晰時“眼睛跟蹤框”變綠，否則是紅色，同時設(shè)備會語音提示“請靠近一點”“請遠(yuǎn)一點”“請對準(zhǔn)方框、保持穩(wěn)定”等引導(dǎo)人員使用設(shè)備，如圖2所示。

虹膜識別技術(shù)在考試中應(yīng)用，能更有效地減少考試中的各種作弊現(xiàn)象的發(fā)生，從而更好地嚴(yán)肅考風(fēng)考紀(jì)。

6 結(jié)束語

各種安全系統(tǒng)在生活中廣泛使用，由于現(xiàn)代生活中對安全性要求越來越高.現(xiàn)有的系統(tǒng)存在安全隱患，由于虹膜核心技術(shù)的先進(jìn)性，結(jié)合二值化圖像和人體的生物特性，通過介紹虹膜識別的特性和工作流程，虹膜識別可替代應(yīng)用于所有的安全系統(tǒng)，提升老舊安全系統(tǒng)或低效虹膜系統(tǒng)的安全可靠性和服務(wù)質(zhì)量，也可應(yīng)用于司法監(jiān)獄、公安看守所、銀行、 軍隊、武警、工礦企業(yè)、教育、國企、私企、普通公司等.虹膜識別技術(shù)可擴(kuò)展用作安防、考勤，普及率逐年上升，可在未來衍生民用化產(chǎn)品，使得每家每戶安裝虹膜安全鎖，家庭安保將大大提升多個檔次，惠及國計民生。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林宇翔.虹膜識別技術(shù)在移動終端應(yīng)用中的特征及優(yōu)勢分析[J].技術(shù)應(yīng)用，2013（5）：103-104.

[2] 劉揚.基于虹膜身份識別算法的研究[D].東北石油大學(xué)，2014.

[3] 付鑫.基于小波分析的虹膜識別技術(shù)研究[D].西安科技大學(xué)，2014.

[4] 王成儒，胡正平.基于幾何特征的虹膜定位算法[J].中國圖形圖像學(xué)報，2003（6）.

[5] 王翠.基于嵌入式的虹膜識別系統(tǒng)[D].西安科技大學(xué)，2012.