虹膜識別與虹膜定位

2021-08-08 04:01:03 字數 2225 閱讀 2314

這篇文章 對虹膜識別的發展和原理進行了介紹,這裡進行簡要概述:

1. 唯一性:虹膜的形成主要是由胚胎發育環境的隨機因素所決定,虹膜紋理中隨機分布的細節特徵決定了虹膜模式的唯一性。每個人的虹膜都有其獨特的像冠、水晶體、細絲、斑點、凹點、凸點、射線、皺紋和條紋等特徵性結構。沒有完全一樣虹膜結構的兩隻眼睛存在。

穩定性:虹膜紋理出生八個月後穩定成形,終身不變。

安全性:相對指紋、人臉特徵不易竊取。虹膜大部分需在紅外線下進行識別,因為虹膜在黑色的瞳孔和白色的瞳孔之間,大部分中國人虹膜色素是在近紅外以下才能顯示細節特徵,可以非常精確識別乙個人的身份。

美國威視visx的虹膜定位技術應用於準分子雷射角膜屈光手術於2023年就通過了fda認證,其主要原理在於,人眼的虹膜組織表面的紋理圖案具有唯一性與穩定性,並且虹膜與眼球的旋轉具有同步性,這樣就可以修正波前像差手術時,因為術前檢查與手術體位變化導致的眼球旋轉,從而提高波前像差手術的精確性。

虹膜定位法可以擷取波前像差分析眼球的虹膜影像,精確抓住虹膜位置,取得48個參考點計算眼球轉動的角度與偏離的位置,自動補償修正使檢測資料完全吻合,再旋轉雷射**的擊發方向,如此一來強化矯正精準度,同時還能篩選出不適合視力矯正的患者。虹膜定位能在準分子雷射手術過程中自動跟蹤記錄。根據患者眼球的旋轉運動,自動追蹤和補償旋轉的角度,從原有的xyz三維追蹤,擴充套件為四維旋轉追蹤,為近視患者「量體裁衣」,進一步提高了個性化準分子雷射手術**近視、散光、遠視的精確性。對於需要更高視覺質量的患者,虹膜定位是必須的,虹膜定位雷射近視手術能降低手動定位的人為因素誤差,使術後的效果更好。

(1)虹膜影象的獲取。虹膜影象的採集就是普通的相機不能採集到清晰的虹膜紋理,因為人的虹膜物理尺寸比較小,並且需要一些近紅外光的配合。

(2)虹膜影象的處理。需要把它有效分割出來,進行歸一化處理。

(3)虹膜影象特徵比對。

虹膜影象獲取遇到的難題:由於虹膜物理尺寸小,造成成像系統景深比較小,另外成像過程使用者眼睛跟攝像機在乙個光軸上,有效對焦不是很方便,還有戴眼鏡的話會有反光等因素的干擾。

虹膜識別系統面臨的安全問題:虹膜識別系統,每個環節都可能受到安全的攻擊,比如說感測器可以偽造資料來進行攻擊,包括特徵提取和體徵比對都會有安全攻擊的問題。比如說前端偽造虹膜紋理怎麼去進行判斷和識別,後端怎麼保護虹膜特徵模板,保護使用者的隱私。

**《虹膜定位技術研究與實現》鏈結給出了虹膜內、外邊界的定位方法,其中主要用到了影象預處理(消除眼睫毛等影響因素),圓心粗定位及圓擬合等操作。下面對**中的操作進行說明:

(1)對於影象預處理中用到的影象開操作進行簡單描述,具體可參見:作者淺墨對opencv中影象開閉操作有詳細的說明。影象開運算屬於形態**算,是先腐蝕後膨脹的過程,它能去除孤點、毛刺和小橋(連線兩區域的小點)等特徵,消除細小的物體,在纖細點處分離物體,平滑較大物體的邊界時不明顯的改變其面積。如果使用opencv,對應的函式為:morphologyex。

(2)虹膜內邊界粗定位用的方法:虹膜內邊界可以看做乙個圓,二值化處理後,如果內邊界為1,其他區域為0,那麼在圓心處對應的x,y座標處有極大值出現,從而根據影象灰度變化曲線大概確定圓心座標及半徑。matlab下的演算法實現為:x = sum(img);y = sum(img');類似的方法可參見:

(3)粗定位之後,根據圓心和半徑就可確定內邊界的上下左右四條邊界,然後根據最大梯度法在矩形邊界內找出一組初始邊界,根據最小二乘法可以求得邊界點擬合出的圓心左邊和半徑。

下面是腐蝕邊緣matlab端的簡單實現:

clc; clear all; close all;

i = imread('iris.png');

figure;

subplot(1, 3, 1);

imshow(i);

title('原圖');

i = im2bw(i);%變為二值影象

subplot(1, 3, 2);

imshow(i);

i=~i;

se=strel('square',3); % 定義3×3腐蝕結構元素,對灰度值為1的進行腐蝕運算

j=imerode(~i,se);

bw=(~i)-j; % 得到邊緣影象

subplot(1, 3, 3);

imshow(bw);

虹膜識別概述

生物識別技術 指紋識別 手掌幾何學識別 虹膜識別 視網膜識別 面部識別 簽名識別 聲音識別等!人的眼睛結構由鞏膜 虹膜 瞳孔晶狀體 視網膜等部分組成。虹膜是位於黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環狀部分,其包含有很多相互交錯的斑點 細絲 冠狀 條紋 隱窩等的細節特徵。虹膜在一定波長的紅外光 一般在700 9...

虹膜門禁系統

門禁考勤系統 出入口自動控制系統,它具有對人員進出 授權 查詢 統計和防盜報警保安等,多種功能,還可作為人事管理 考勤管理,可於任何 機電裝置產品 及控制系統聯動,既方便內部人員或使用者的自由出入,又杜絕外來人員隨意進出,提高安全防範能力。它將結束鑰匙時代,成為現代社會進出管理的新潮流。硬體功能 門...

近距離虹膜識別的硬體設計

由於中國人虹膜呈黑褐色,無法在可見光下直接成像,必須使用紅外攝像方式。上甚至可以直接買到虹膜識別專用攝像頭,那就直接買好了。舉個例子,這種自帶窄帶紅外濾光片的攝像頭就差不多可用 需要滿足的要求為 a.虹膜部分必須清晰,但是這個通常不好判斷。乙個簡單的方法是,閉上被拍攝的眼睛,用另乙隻眼睛觀察畫面中的...