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基于MATLAB的虹膜定位

虹膜内外边界的定位 生物特征识别是一种根据人体自身所固有的生理特征和行为特征来识别身份的
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学士学位论文 题目:虹膜内外边界的定位
摘 要
生物特征识别是一种根据人体自身所固有的生理特征和行为特征来识别身份的
技术,即通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切
结合,利用人体固有的生理特性和行为特征来进行个人身份的鉴定。生物特征识别技
术具有不易遗忘、防伪性能好、不易伪造或被盗、随身“携带”和随时随地可用等优
点。
虹膜识别是一种新颖的基于生物特征的身份鉴别方法,在信息及安全领域有着重
要的应用价值。在总结前人工作的基础上,就虹膜成像、虹膜区域定位、等关键术进
行了讨论,给出了一些相关的改进及微积分算法,实现了一套基于虹膜识别的定位系
统。实验结果验证了工作的有效性。
虹膜定位是虹膜识别的重要步骤,因而精确而快速地进行虹膜定位是有效地进行
虹膜识别的重要前提。
虹膜定位是虹膜识别过程中的重要环节,定位的速度和精度决定了整个虹膜识别
系统的性能.本文根据虹膜图像特点“先对其进行预处理”再用灰度投影法粗定瞳孔圆
心。然后应用微积分算子法进行虹膜内外边界的定位,该算法是基于 Daugman 算
法。最后在 matlab 中实现定位过程。
关键词:虹膜定位,生物特征识别,微积分算子,Daugman 算法
Abstract
I

学士学位论文 题目:虹膜内外边界的定位
The biological features recognition is one kind of basis human body own
inherent physiology characteristic and the behavior characteristic
distinguishes the status the technology ,Namely through the computer and
optics, acoustics, the biosensor and the biometrics principle and so on high
tech method unifies closely , Carry on individual status using the human
body inherent physiology characteristic and the behavior characteristic the
appraisal。The biological features recognition technology has is not easy to
forget, the forgery-proof performance good, not easy forge or is robbed,
“carries” along with and anytime and anywhere available and so on merits.
Iris recognition is a new method for man identification based on the
biological features, which has the significant value in the information and
security field. Combined with the previous work of other researchers, a
discussion is elaborately made on the key techniques concerning the capture
of iris images, location of iris circle and some improved and approaches to
these problems are put forward. The location of iris recognition is realized
which proves efficient.
Iris location is a crucial part in the process of iris recognition,thus obtaining
the iris localization precisely and fleetly is the prelude of effective iris
localization .
Iris location of is a kernel procession in an iris recognition system. The
speed an accuracy of the iris location decide the performance of the iris
recognition system.
Take the advantages of the iris image, per-processes the images, decides the
pesudo –center of pupil by a method of gray projection .
Then the application calculus operator law carries on inside and outside the
iris the boundary localization , in this paper ,this algorithm is based on the
Daugman algorithm .Finally realizes the localization process in matlab.
Keywords: Iris location , Biological features recognition , Calculus
operator,Daugman algorithm
II

学士学位论文 题目:虹膜内外边界的定位
III

学士学位论文 题目:虹膜内外边界的定位
目 录
摘 要..................................................................................................................I
Abstract..............................................................................................................I
第 1 章 绪论.....................................................................................................V
1.1 虹膜特征识别的研究背景........................................................................................................V
1.2 虹膜识别的目的与意义..............................................................................................................V
1.3 虹膜识别的国内外研究状况及应用.........................................................................................VI
1.4 本论文研究的主要内容............................................................................................................VII
1.5 本章小结...................................................................................................................................VIII
第 2 章 虹膜特征识别技术简介.................................................................VIII
2.1 基于生物特征识别的技术简介...............................................................................................VIII
2.1.1 生物特征识别的现状和发展........................................................................................VIII
2.1.2 目前几大生物特征识别技术..........................................................................................IX
2.2 基于虹膜特征识别技术的简介..................................................................................................XI
2.3 本章小结...................................................................................................................................XIII
第 3 章 虹膜定位算法的研究现状.............................................................XIII
3.1 几种常见的定位算法...............................................................................................................XIII
3.1.1 Hough 变换定位法........................................................................................................XIII
3.1.2 几何特征定位法............................................................................................................XIV
3.1.3 主动轮廓线定位法........................................................................................................XIV
3.2 本论文所研究的定位算法........................................................................................................XV
3.3 小结...........................................................................................................................................XVI
第 4 章 基于微积分算子的虹膜定位算法的研究....................................XVI
4.1 图像的预处理..........................................................................................................................XVII
4.1.1 虹膜图像的平滑(去噪).........................................................................................XVIII
4.1.2 图像的锐化(滤波)....................................................................................................XIX
4.2 虹膜内边缘的粗定位................................................................................................................XX
4.3 微积分算子法的虹膜外边缘定位...........................................................................................XXI
4.4 本章小结..................................................................................................................................XXII
IV

学士学位论文 题目:虹膜内外边界的定位
第 5 章 结束语............................................................................................XXII
参 考 文 献...............................................................................................XXIII
致 谢...........................................................................................................XXV
第
1
章 绪论
1.1 虹膜特征识别的研究背景
生物识别技术是利用人体固有的生理特征和行为特征来进行个人身份鉴定的一
种技术。可用于生物识别的生物特征有手型、指纹、脸型、虹膜、视网膜、脉搏、
耳廓等等。行为特征主要有:签字,声音、步态等等。基于这些特征,人们已经发
展了手形识别、指纹识别、面部识别、虹膜识别、签名识别等多种生物识别技术,
目前多种技术都已经形成并成熟得以应用
[1]
。
生物识别技术古来就有
[2]
,有着悠久的历史,古埃及人通过测量人体各部分的
尺寸来进行身份的鉴定可能是人类最早的基于生物特征识别的最早历史了。而现代
生物识别技术始于 20 世纪 70 年代中期,由于早期的生物识别设备比较昂贵,因而
仅限于安全级别较高的原子能实验,生产基地等地方。过了一个世纪,由于微处理
器及各种电子元件成本的不断下降,精确度逐渐提高,生物识别技术逐渐应用于商
业上授权的控制装置,如门禁、企业考勤、管理系统、安全认证领域等。
所有生物识别技术中,虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种。 21 世纪
是信息技术、网络技术的世纪,也是人类摆脱传统的技术束缚,越来越自由的世纪。
在这个以信息、自由为特点的世纪里,生物认证技术,作为 20 世纪末期才开始蓬勃
发展的高新技术,必将在社会生活中占据越来越重要的位置,从根本上改变人类的
生活方式
[3]
。虹膜、指纹、DNA 这些人体本身的特点,将逐步取代现有的密码、钥
匙、成为人们习惯的生活方式,同时,最大限度的保证个人资料的安全,最大限度
的防止各种类型的刑事、经济犯罪活动。
虹膜识别技术,由于其在采集、精确度等方面独特的优势,必然会成为未来社
会的主流生物认证技术。未来的安全控制、海关进出口检验、电子商务等多种领域
的应用,也必然的会以虹膜识别技术为重点。这种趋势,现在已经在全球各地的各
种应用中逐渐开始显现出来。
1.2 虹膜识别的目的与意义
近年来兴起的虹膜身份识别技术,由于它强大的优势及潜在的商业价值,驱使
国际上一些公司和机构投入了大量的人力,财力及精力进行研究。虹膜自动身份鉴
别的概念是首先由 Frown 提出的,然后 Daugman 在算法上首次使之变为可行。
虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状的各色环状物,每一个虹膜都包含一个独一
无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的
V
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