虹膜识别技术原理和应用

（一）概述

虹膜识别技术是人体生物识别技术的一种。

人眼睛由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成。巩膜即眼球外围的白色部分，约占总面积的30%；眼睛中心为瞳孔部分，约占5%；虹膜位于巩膜和瞳孔之间，包含了最丰富的纹理信息，占据65%。从外观上看，虹膜由许多腺窝、皱褶、色素斑等构成，是人体中最独特的结构之一。虹膜的形成由遗传基因决定，人体基因表达决定了虹膜的形态、生理、颜色和总的外观。人体发育到8个月左右，虹膜就基本上发育到了足够尺寸，进入了相对稳定的时期。除非极少见的反常状况、身体或精神上大的创伤才可能造成虹膜外观上的改变外，虹膜形貌可以保持数十年不发生大的变化。另一方面，虹膜是外部可见的，但同时又属于内部组织，位于角膜后面。要改变虹膜外观，需要非常精细的外科手术，而且要冒着视力损伤的风险。虹膜的高度独特性、稳定性及不可更改的特点，是虹膜可用作身份鉴别的物质基础。

（二）技术原理

1.虹膜识别技术

虹膜识别技术是使用单色电视和摄像技术与软件相结合的视频方法获取虹膜数字化信息，验证时扫入的信息与预先存入的样板信息进行比对，以做出身份鉴定的技术。

虹膜识别技术原理，主要是将虹膜的可视特征转换成一个512个字节的虹膜代码，这个代码模板被存储下来以便后期识别所用。在验证身份时，提取被验证者的虹膜信息，与之前存储于数据库中的虹膜信息对应，从而得出是否为同一个人的结论。

2.识别过程

虹膜识别就是通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份。虹膜识别技术的过程一般来说包含如下四个步骤：

（1）虹膜图像获取

使用特定的摄像器材对人的整个眼部进行拍摄，并将拍摄到的图像传输给虹膜识别系统的图像预处理软件。

（2）图像预处理

对获取到的虹膜图像进行如下处理，使其满足提取虹膜特征的需求。

①虹膜定位：确定内圆、外圆和二次曲线在图像中的位置。其中，内圆为虹膜与瞳孔的边界，外圆为虹膜与巩膜的边界，二次曲线为虹膜与上下眼皮的边界。

②虹膜图像归一化：将图像中的虹膜大小，调整到识别系统设置的固定尺寸。

③图像增强：针对归一化后的图像，进行亮度、对比度和平滑度等处理，提高图像中虹膜信息的识别率。

（3）特征提取

采用特定的算法从虹膜图像中提取出虹膜识别所需的特征点，并对其进行编码。(www.xing528.com)

（4）特征匹配

将特征提取得到的特征编码与数据库中的虹膜图像特征编码逐一匹配，判断是否为相同虹膜，从而达到身份识别的目的。

在虹膜识别过程之前，技术实现上要求对人类的虹膜进行标志性特征的定位，并且利用这些特征和具体形状对虹膜进行成像、特征分离和提取。基于虹膜成像，二维Gabor波将其筛选和绘制为相量，相量的信息包括方向和空间频率（图像内容）以及图像位置，利用这些相量信息绘制为“虹膜码”，最终使用虹膜码进行认证。

（三）优点与缺点

1.优点

①是可靠的生物识别技术。

②物理接触，采集较为方便。

③使用快捷。

④较难复制。

⑤配置灵活多样。

2.缺点

①很难将图像获取设备的尺寸小型化。

②目前设备造价高。

③镜头可能产生图像畸变而使可靠性降低。

（四）应用

除了在一些高安全单位的门禁、锁具上应用，主要应用于煤矿、银行、监狱、社保、医疗、海关、安防、企业生产等多种行业。