动态虹膜图像特征提取关键技术研究

发布时间：2021-08-22 02:32

　　当前社会,虹膜识别技术已成为生物识别领域中极为重要的一支。针对虹膜识别技术的研究在社会生活、信息安全等领域具有重大意义。目前,虹膜识别研究对象多是理想状态下的静态虹膜图像。然而在日常生活中,虹膜图像并不是在静止状态下获取的。虹膜采集装置对运动中的虹膜进行采集获得的虹膜图像存在着因运动、离焦等因素造成的图像模糊情况,还可能受到光斑、睫毛等杂物的干扰,因此,其特征提取难度较理想状态更大。本文以动态虹膜图像为研究对象,对动态虹膜图像特征提取关键技术——动态虹膜图像清晰度评价、动态虹膜定位和动态虹膜特征提取进行了研究和改进。本文主要围绕这三个关键阶段做了以下工作:（1）为了研究动态虹膜特征提取关键技术,搭建了动态虹膜采集系统,采集动态虹膜图像并建立了小型的动态虹膜图像库。（2）在清晰度评价阶段,首先介绍了传统的基于梯度的图像清晰度评价方法,又针对动态虹膜图像受到离焦模糊、动态模糊等影响的问题,提出了基于梯度的无参考动态虹膜图像清晰度评价方法,最终得到动态虹膜图像清晰度值,并筛选出清晰度最高的虹膜图像作为后续处理的对象。实验表明,该算法可以精确评价动态虹膜清晰度,且评价更为高效。（3）在动态虹膜... 

【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

人眼图像

桂林理工大学硕士学位论文10（3）唯一性：虹膜纹理的形成与胎儿发育阶段虹膜组织所处的物理化学环境有关，具有极大的随机性，这就导致了同卵双胞胎的虹膜纹理信息会存在差异，同一个人左右眼的虹膜纹理也不会完全一致，即使利用克隆技术也不可能对某个人的虹膜进行复制。这使其具有极高的唯一性，远高于指纹、掌纹等其他身体组织器官；（4）便携性：身份证、密码卡等传统信息证件由于其为“身外之物”，容易丢失、被盗和损坏。而虹膜特征属于人体固有的生物特征。人体所有的器官、组织特征都随时随地随身携带，避免丢失、损坏等情况的出现；（5）隐蔽性：虹膜采集装置与待识别者保持一定的距离，无需接触，相较于指纹识别、掌纹识别等更加安全，且不会对采集装置造成损坏，在一些特殊场景中正需要这种高度的隐蔽性。2.2虹膜图像采集与虹膜库2.2.1本文动态虹膜库的建立虹膜图像采集过程比较简单，测试者无需接触采集设备，只需要保证眼睛部位可以被虹膜采集设备有效采集即可。但是在实际中还需要工作人员的引导，以保证虹膜图像的质量。而且虹膜区域的灰度值低，增加了采集的难度。虹膜图像的采集问题向来是虹膜识别技术面临的难点问题和障碍，也是虹膜识别研究过程中资金投入最大、风险最大的重要环节[39]。虹膜图像采集系统主要由软件和硬件两部分组成。硬件部分由计算机、图像采集电路、光学镜头以及照明装置等组成，软件部分则为具有人机交互界面的动态虹膜图像采集系统。图2.2所示为本文自建动态虹膜库所搭建的采集系统。图2.2动态虹膜图像采集系统

桂林理工大学硕士学位论文11该系统硬件部分为一个动态虹膜图像采集模组，如图2.3所示。其外部由窄带摄像头、光敏电阻、10个近红外灯组成的阵列和USB数据线组成，内部为采集电路。该摄像头采集的图像最高分辨率为1920×1080，焦距为8.0毫米，镜头尺寸为1/2.7英寸。在环境光照较暗的情况下，近红外灯阵列可以自动开启，辅助照明。采集电路采用CMOS图像传感器与USB串行总线控制芯片传输相结合的方案。图2.3动态虹膜图像采集硬件模组该系统软件部分基于MATLAB平台开发，采集窗口如图2.4所示，。该采集系统窗口可以实时显示摄像头通过USB传输的图像信号。在开始采集之前，测试者保持眼部与镜头距离在5厘米左右，可根据计算机显示画面调整位置。调整好位置后点击“开始采集”，同时测试者眼部需要轻微运动，采集系统每隔0.2秒获取一张虹膜图像，每只眼睛获取4张图像。采集完成后，点击“保存”，将动态虹膜序列图像存入自建动态虹膜数据库中。由于实验设备性能一般，采集的有效距离和范围较小，需要测试者运动的速度要慢，晃动范围要校图2.4动态虹膜采集系统采集窗口近红外光灯阵列窄带摄像头光敏电阻USB数据传输线


本文编号：3356822